CS197816B1

CS197816B1 - Method of drying heat-sensitive materials by atomizing

Info

Publication number: CS197816B1
Application number: CS165678A
Authority: CS
Inventors: Pavel S Kuc; Ladislav Strach; Valerij K Samsonjuk; Miroslav Choc; Georgij S Kabaldin; Stanislav Kolar
Original assignee: Pavel S Kuc; Ladislav Strach; Valerij K Samsonjuk; Miroslav Choc; Georgij S Kabaldin; Stanislav Kolar
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1980-05-30

Abstract

Vynález se týká způsobu sušení teplotně citlivých materiálů rozprašováním.The present invention relates to a method for spray drying temperature sensitive materials.

Description

(54) Způsob sušení teplotně citlivých materiálů rozprašováním(54) A method for spray drying temperature sensitive materials

Jsou známy způsoby sušení tekutých roztoků o vysoké vlhkosti, např. mléka, jejich vícenásobným rozprašováním v sušicí komoře, do níž se přivádí teplonosná látka s vířením do dvou pásem podle výšky komory do cirkulujícího toku vysoušeného materiálu a usušený produkt se odstraňuje z horní části komory.Methods are known for drying liquid solutions of high humidity, such as milk, by multiple spraying them in a drying chamber, to which the heat transfer fluid is swirled into two zones according to the chamber height into a circulating flow of dried material and the dried product is removed from the top of the chamber.

Jsou známy také způsoby sušení roztoků bakteriologických preparátů pomocí rozprašování roztoku proudem teplonosná látky při současném podávání do kužele rozprášení recirkulovaného prachového podílu usušeného materiálu, ohřívaného doplňujícím proudem teplonosné látky, a pomocí rovnoměrného rozdělování disperze paralelními soustřednými proudy po celé délce pásma odpařování.Methods are also known for drying solutions of bacteriological preparations by spraying the solution with a flow of heat transfer agent while spraying into the cone the spraying of the recirculated dust fraction of dried material heated by a supplementary flow of heat transfer agent.

Ze známých způsobů sušení teplotně citlivých materiálů nejbližším podle technické podstaty je způsob sušení roztoků jejich rozprašováním v proudu teplonosné látky a následujícím zpracováním ve vibrační vrstvě.Among the known methods of drying temperature-sensitive materials, the closest to the technical nature is the method of drying solutions by spraying them in a flow of heat carrier and subsequent processing in a vibration layer.

Nedostatkem známého způsobu je nízká jakost sušení a neúčinnost procesu tvoření granulí.A disadvantage of the known method is the poor drying quality and the inefficiency of the granule formation process.

Vynález má odstranit výše uvedené nedostatky, tj. má zvýšit jakost sušení intenzifikaci procesu tvoření granulí a jeho podstata spočívá v tom, že v procesu rozprašováníThe invention is intended to overcome the above-mentioned drawbacks, i.e., to increase the drying quality by intensifying the granule forming process and is based on the fact that in the spraying process

197 816197 816

197 819 vysoušený materiál se vystavuje působení akustického pole a zpracování ve vibrační vrstvě probíhá ve dvou stádiích s odležením v prvním stádiu během 1 až 5 min, při vlhkosti granulí 8 až 10 % a ve druhém stádiu se dosouší a chladí při rychlosti pohybu chladivá 0,3 až 0,7 hodnoty prahové ryohlosti fluidace a parametrech vibračního pohybu & · 4-2 „197 819 the dried material is exposed to an acoustic field and the treatment in the vibration layer is carried out in two stages with a first stage rest within 1 to 5 minutes, a granule moisture of 8 to 10% and a second stage drying and cooling at 0 3 to 0.7 fluidization threshold speed and vibration motion parameters & · 4-2 "

SWITH

1,8 až 4,51.8 to 4.5

Ekonomický účinek, který vzniká použitím navrhovaného způsobu rozprašovacího sušení tepelně citlivých materiálů v průmyslu, spočívá ve zvýšené jakosti hotového produktu tj. vysoké rozpustnosti a homogenitě a v intenzifikaci procesu granulování, jež dovoluje zvýšit výkonnost a zjednodušit odlučovaoí zařízení.The economic effect which results from the use of the proposed spray-drying method for thermally sensitive materials in industry is to increase the quality of the finished product, i.e. high solubility and homogeneity, and to intensify the granulation process, which makes it possible to increase performance and simplify separation.

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na připojeném -výkresu v nárysu.An exemplary embodiment of the invention is shown in front view of the accompanying drawing.

Zařízení sestává z tělesa 1, jehož horní část je válcová a spodní část je provedena jako komolý kužel. V horní válcové ěásti tělesa 1 rovnoměrně po obvodu jsou umístěny sušicí komory 2 s tangenciálními přívody 2 teplonosné látky. Podle osy sušicích komor a tělesa i jsou smontovány rozprašovače £, například pneumatioké trysky. Odvod využité teplonosné látky se provádí přes prstencové vzduchotechnické potrubí 2· ^Na bočním povrohu tělesa jsou umístěny plynoproudé akustické zářiče 6, umístěné se stejnou roztečí v ohnisku prstencového zrcadla 2 akustické energie, na příklad parabolického prpřezu. Plyn se přivádí k zářičům 6 potrubím 8.The device consists of a body 1 whose upper part is cylindrical and the lower part is designed as a truncated cone. In the upper cylindrical part of the body 1 uniformly circumferentially there are drying chambers 2 with tangential inlets 2 of the heat carrier. Atomizers 6, for example pneumatic nozzles, are assembled along the axis of the drying chambers and the body 1. The heat transfer medium is discharged via an annular duct 2. Gas-current acoustic radiators 6 are placed ^{on the} lateral surface of the body, located at the same pitch in the focal point of the annular acoustic energy mirror 2, for example a parabolic cross-section. The gas is supplied to the radiators 6 via a line 8.

Pod tělesem i, je umístěn šroubový vibrační dopravník 2» připojený pružným spojem 10 ke spodní části tělesa 1 a nátrubkem 11 k vibračnímu chladiči 12 hotového produktu. Pro přivádění do chladiče současně sušicího a chladicího média slouží ventilátor 13 a ohřívač 14. Odběr hotového produktu se provádí vypouštěcím zařízením 15.Underneath the body 1, a screw vibrating conveyor 2 »is attached, connected by a flexible connection 10 to the bottom of the body 1 and through a sleeve 11 to the vibratory cooler 12 of the finished product. A fan 13 and a heater 14 serve simultaneously to supply the desiccant and the coolant to the cooler. The finished product is withdrawn by a discharge device 15.

Proces sušení materiálů v popisovaném zařízení se děje takto:The process of drying materials in the described apparatus is as follows:

Zpracovaný materiál, například mléko, ovocné nebo zeleninové šťávy se přivádějí pod tlakem 30 až 90 kPa do rozprašovačů 4, k nimž se současně přivádí stlačený vzduch o tlaku 250 až 350 kPa. Proud vzduchu vycházející velkou rychlostí z otvoru rozprašovačů např. pneumatioké trysky rozprašuje tekutiny a vytváří kužel v sušicích komorách 2, do nichž se přes tangenciální přívody 2 přivádí teplonosné látka ohřátá na 120 až 160 °C. Při vzájemném působeni s teplonosnou látkou se částice rozprášeného materiálu vysoušejí a postupují do horní části tělesa 1, kde ee na ně pomooí rozprašovače £ umístěného v horní části podle osy tělesa 1 rozprašuje prášek usušeného materiálu. Při postupu částic tělesem 1 probíhá jejich sušení a částečné zvětšování.The processed material, for example milk, fruit or vegetable juices is fed under a pressure of 30 to 90 kPa to sprayers 4, to which at the same time compressed air at a pressure of 250 to 350 kPa is supplied. The air flow coming out of the atomizer aperture of, for example, the pneumatic nozzle, sprays fluids and forms a cone in the drying chambers 2 into which the heat transfer medium heated to 120 to 160 ° C is fed via tangential inlets 2. By interacting with the heat transfer agent, the particles of atomized material are dried and passed into the upper part of the body 1, where a powder of the dried material is sprayed onto them by a sprayer 6 positioned in the upper part along the axis of the body. As the particles pass through the body 1, they are dried and partially enlarged.

Ve spodní válcové části tělesa 1 materiál se zpracovává akustickým polem o frekvenci 16 až 18 kHz a intenzitě 145 až 160 dB vyvolaným plynoproudými akustickými zářiči 6, k nimž se potrubím 8 přivádí suchá nasycená pára o tlaku 300 až 400 kPa. Pro zvětšení intenzity akustického pole akustické zářiče 6 jsou umístěny v ohnisku prstencového parabolického zrcadla 2 akustické energie.In the lower cylindrical part of the body 1, the material is treated with an acoustic field having a frequency of 16 to 18 kHz and an intensity of 145 to 160 dB induced by gas-current acoustic emitters 6 to which dry saturated steam at a pressure of 300 to 400 kPa. To increase the acoustic field intensity, the acoustic emitters 6 are located in the focus of the annular parabolic mirror 2 of acoustic energy.

Uvedení intenzivního akustického pole do systému polydispersních částic vyvolává aktivní účast drobnýoh částic v kmitavém pohybu plynného média, kdežto velké částiceThe introduction of an intense acoustic field into the polydisperse particle system induces the active participation of tiny particles in the oscillating motion of the gaseous medium, while the large particles

197 818 jsou jimi obtékány. Toto vyvoláváuzájemné střetnutí malých aktivně kmitajících částic s většími, avšak méně pohyblivými částicemi, v důsledku čeho se vytářejí prostorové aglomeráty částic. K zvýšeni vazby mezi částicemi, které tvoří aglomeráty zvyšuje se jejich vlhkost na 8 až 10 % jejich průchodem pásmem zvýšené vlhkosti, umístěném ve spodní části tělesa 1. Zvýšená vlhkost se zajišťuje tím, že se akustické pole vyvolává nasycenou párou.197 818 are wrapped around them. This induces a mutual encounter of small actively oscillating particles with larger but less movable particles, thereby causing spatial particle agglomerates to melt. To increase the bond between the particles that make up the agglomerates, their humidity increases to 8-10% through their passage through the zone of increased humidity located at the bottom of the body 1. The increased humidity is provided by the acoustic field induced by saturated steam.

Pro zvýšení jakosti produktu, na příklad zlepšení jeho rozpustnosti, je třeba změnit strukturu materiálu, například pro mléko, uskutečnit přechod - laktózy do ť'^!- laktózy. Proto materiál zvlhčený párou na 8 až 10 % musí prodělat stádium dozrávání po dobu 1 až 5 min. podle druhu materiálu, během něhož se realizuje výše uvedený přechod.To increase the quality of the product, for example, improving its solubility, it is necessary to change the structure of the material, such as milk, to make the transition - lactose to t ^'! - lactose. Therefore, the material moistened by steam to 8 to 10% must undergo a ripening stage for 1 to 5 min. depending on the type of material during which the above transition is made.

Proto navhlhčený materiál postupuje do šroubového vibračního dopravníku spojeného nepropustnými pružnými spoji 10 se spodní komole kuželovou částí tělesa 1 a pohybuje se po jeho závitech zdola nahoru. Potřebná doba zrání se zajišťuje volbou odpovídajících parametrů vibraěního pohybu.Therefore, the moistened material passes into a helical vibrating conveyor connected by impermeable resilient joints 10 to the lower chamber by the conical part of the body 1 and moves along its threads from bottom to top. The necessary maturation time is ensured by selecting the appropriate vibration movement parameters.

Takto zpracovaný materiál postupuje nátrubkem 11 do vibračního chladiče 12, kde probíhá jeho dosoušení sušicím médiem, ohřátým v ohřívači 14 a chlazení studeným vzduchem dodávaným ventilátorem 13. Jelikož ve vibračním chladiči 12 se zajišťuje fluldní stav vrstvy materiálu mechanickým kmitáním, pak pro vyloučení únosu nejjemnějších aglomerátů částic průtočné rychlosti vzduchu se volí podle množství tepla nutného pro dosoušení, resp. zchlazení a činí 0,3 až 0,7 hodnoty prahové rychlosti fluidace a parametry vibračního pohybu zajišťující existenci fluidní vrstvy při výše uvedených rychlostech vzduchu ,2 činí & t. _a 1,8 až 4,5, kde A je amplituda a úhlová frekvence vibrací; g - tíhovéThe material thus processed passes through the sleeve 11 into the vibration cooler 12, where it is dried by the drying medium heated in the heater 14 and cooled by the cold air supplied by the fan 13. Since the vibration cooler 12 ensures the fluld state of the material layer by mechanical oscillation, The air flow velocity particles are selected according to the amount of heat required for drying or drying. cooling and is 0.3 to 0.7 of the fluidization threshold velocity and vibration motion parameters ensuring the existence of the fluidized bed at the above air velocities, 2 is < t > _and 1.8 to 4.5, where A is amplitude and angular frequency of vibration ; g - gravity

O zrychlení.About acceleration.

Hotový produkt se vypouští vypouštěcím zařízením 15.The finished product is discharged by the discharge device 15.

Způsob sušení podle vynálezu může být použit v chemickém, mikrobiologickém, potravinářském a jiných odvětvích průmyslu, na příklad pro sušení ovocných a zeleninových šťáv, mléka.The drying method of the invention can be used in the chemical, microbiological, food and other industries, for example for drying fruit and vegetable juices, milk.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method of spray drying temperature sensitive materials, in particular fruit and vegetable juices, milk etc. in a flow of heating medium and further processing in a vibration layer, characterized in that the sprayed material is exposed to an acoustic field during spraying and processing in the vibration layer is carried out in two stages with the first stage resting within 1 to 5 min. at a granule moisture of 8 to 10%, in the second stage it is dried and cooled at a fluid velocity of 0.3 to 0.7 for the fluidization threshold velocity A ² and at a vibration movement parameter of 1,8 1.8 to 4.5, where A is ampliO thus, the angular frequency of vibration and g represents the gravity acceleration.