PL213747B1 - Suszarnia, zwłaszcza do produktów roślinnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest suszarnia stanowiąca urządzenie do suszenia lub podsuszania, zwłaszcza produktów roślinnych, od których ze względu na magazynowanie lub warunki wymagane w trakcie dalszej obróbki, wymaga się obniżenia wilgotności.

Suszarnia przeznaczona jest do zastosowania w procesach suszenia wszelkich produktów roślinnych, zwłaszcza produktów drobnych takich jak ziarno, lub produktów poddanych rozdrobnieniu przed suszeniem lub podsuszaniem, takich jak odpady drzewne lub słoma. Odpady drzewne lub słoma, po ich rozdrobnieniu mogą być poddane dalszym procesom technologicznym, takim jak na przykład brykietowanie dla ich dalszego użycia w urządzeniach grzewczych.

Znane urządzenia do suszenia lub podsuszania produktów roślinnych dzielą się na zasadnicze dwie grupy rozwiązań.

Jedna grupa to rozwiązania gdzie produkty rolnicze suszone są bezprzeponowo, w kontakcie z czynnikiem suszącym, którym zwykle jest gorące powietrze. Drugą grupę rozwiązań stanowią urządzenia gdzie przewiduje się ogrzewanie przeponowe, to znaczy materiał przeznaczony do suszenia znajduje się w kontakcie ze ścianą grzewczą w komorze suszarni. W obu grupach rozwiązań szczególnie częstymi projektami są rozwiązania gdzie materiał suszony przemieszczany jest wewnątrz kanału grawitacyjnie, za pomocą strumienia powietrza, lub przy wykorzystaniu rozmaitych przenośników. Suszenie następuje na skutek kontaktu materiału roślinnego z ogrzewanymi ściankami kanału przepływu strumienia materiału roślinnego.

Znane rozwiązanie pierwszego rodzaju przedstawiono w opisie zgłoszeniowym wynalazku nr PL P-358308 dotyczącym suszarni obrotowej. Według tego znanego rozwiązania suszarnia obrotowa posiada poziomy walcowy bęben o płaszczu zewnętrznym wykonanym z blachy perforowanej. Oś obrotu bębna jest osadzona na podporach zamocowanych do podłoża i jest połączona z układem dostarczania ciepłego powietrza i jest wyposażona w układ napędowy. Rura stanowiąca oś obrotu jest jednostronnie zamknięta i we wnętrzu bębna jest perforowana oraz otoczona siatka filtracyjną. W płaszczu bębna zamontowane są klapy zasypowo-wysypowe. Bęben wewnątrz może być wyposażony w trwałe kołowe przegrody prostopadłe do osi obrotu bębna, pozwalające wydzielić do użytkowania określone przestrzenie bębna, zależnie od ilości materiału przeznaczonego do suszenia. Rura stanowiąca oś obrotu i źródło ciepłego powietrza jest zamknięta jednostronnie przesuwną przegrodą, co również pozwala wydzielić jej część do współpracy z wydzieloną przestrzenią bębna.

Inne znane rozwiązanie suszenia materiału roślinnego w kontakcie z powietrzem suszącym przedstawiono w japońskim opisie patentowym nr JP 1163590. Pokazane tu znane urządzenie również stanowi poziomy bęben, którego wnętrze zasilane jest strumieniami ciepłego powietrza. Wewnątrz bębna znajduje się napęd w postaci łańcucha bez końca, do którego zamocowanych jest szereg pojemników na materiał roślinny. Pojemniki zamocowane są na poziomych osiach obrotu i niezależnie od miejsca, jakie zajmują wewnątrz bębna, zawsze zajmują położenie horyzontalne z zawartością materiału roślinnego wewnątrz. Jedynie w strefie wylotowej z bębna, następuje obrót pojemników dla ich opróżnienia. Suszenie następuje stopniowo w miarę przemieszczania się pojemników wewnątrz bębna zasilanego ciepłym powietrzem.

Znane rozwiązanie należące do drugiej grupy rozwiązań, gdzie stosuje się przeponowy system suszenia przedstawiono w japońskim opisie patentowym nr JP 9101084. Przedstawiono tu urządzenie do suszenia produktów roślinnych w postaci obrotowego cylindrycznego pojemnika, wewnątrz którego umieszczony jest centrycznie drugi cylinder o mniejszej średnicy przekroju. Na obwodzie tego wewnętrznego cylindra zamocowana jest ślimakowa prowadnica. Wokół zewnętrznego cylindra zamocowane są płaszcze grzewcze zasilane z zewnątrz czynnikiem grzewczym. Proces suszenia następuje poprzez kontakt produktu roślinnego ze ścianką wewnętrzną tego zewnętrznego cylindra. Obrót cylindra wewnętrznego wraz z prowadnicą ślimakową powoduje przemieszczanie się produktu roślinnego w przestrzeni pomiędzy obu cylindrami i stopniowe suszenie produktu roślinnego. Długość opisanego zespołu cylindrów, szybkość obrotowa cylindra wewnętrznego oraz temperatura płaszczy grzewczych pozwalają ustalić wymagany stopień wysuszenia produktu roślinnego.

Dalsze znane rozwiązanie suszarni przeponowej przedstawiono w niemieckim opisie patentowym nr DE 19614689. Według tego znanego rozwiązania, urządzenie stanowi reaktor w postaci przewodu transportowego materiału suszonego, gdzie wewnątrz tego przewodu znajduje się element wykonawczy przenośnika ślimakowego w sposób ciągły przemieszczający i obracający suszony materiał. Wewnątrz przewodu następuje ogrzewanie transportowanego materiału. Do ogrzewania wykorzystuje się płaszcz

PL 213 747 B1 grzewczy na przewodzie utworzony pomiędzy zewnętrzną ścianą a wewnętrzną ścianą przewodu stanowiącego obudowę przenośnika. Przewidziano tu możliwość wykorzystania ekstraktora dla gazów i par uwolnionych w trakcie suszenia. W zależności od składu i przeznaczenia urządzenie według tego znanego rozwiązania może być podłączone do spalani lub do urządzenia grzewczego lub do skraplacza. Jak to przewidziano w tym rozwiązaniu przewód suszący jest nachylony do poziomu pod kątem, przy czym suszony materiał jest przetłaczany wewnątrz pod górę. Oznacza to że oś symetrii przewodu stanowiącego korpus suszarni jest nachylona do poziomu, przy czym koniec korpusu suszarni od strony wlotu materiału do suszenia jest niżej niż koniec korpusu suszarni od strony odbioru materiału po suszeniu. Materiał w suszarni według tego rozwiązania jest więc transportowany ukośnie w górę i jednocześnie obracany w przenośniku ślimakowym. Kolejną odmianą suszarni według tego znanego rozwiązania jest układ szeregowy więcej nią jednego korpusu suszarni w układzie szeregowym, gdzie materiał podawany jest króćcem łączącym kolejne korpusy z wylotu jednego korpusu suszarni do króćca wlotowego drugiego korpusu suszarni. W opisanym układzie szeregowym kolejne przewody stanowiące kolejne korpusy suszarni są jednak ułożone równolegle do siebie, najlepiej poziomo.

Kolejne znane rozwiązanie urządzenia do przeponowego suszenia produktów roślinnych przedstawiono w opisie patentowym USA nr US 1748519. To znane urządzenie ma postać poziomego cylindra z otworem zasypowym oraz otworem wyładowczym produktu roślinnego, usytuowanymi na przeciwległych krańcach tego cylindra. Wokół cylindra utworzony jest płaszcz grzewczy zasilany czynnikiem gazowym. Wewnątrz cylindra poosiowo usytuowany jest ślimak, który współpracując z wewnętrzną powierzchnią ścian cylindra tworzy przenośnik ślimakowy transportujący wzdłuż cylindra produkt roślinny. Obrót ślimaka powoduje ruch postępowy produktu roślinnego, mieszanie go i przemieszczanie wzdłuż cylindra. Produkt roślinny w kontakcie z wewnętrznymi ścianami grzewczego płaszcza cylindra ulega wysuszeniu.

Według wynalazku suszarnia, zwłaszcza do produktów roślinnych, zawiera co najmniej jeden kanał suszący produktów roślinnych, gdzie wewnątrz tego kanału suszącego znajduje się transporter produktów roślinnych, który stanowi przenośnik ślimakowy wewnątrz kanału suszącego. Kanał suszący stanowi strefę suszenia produktów i zawiera zewnętrzny płaszcz grzewczy zasilany czynnikiem grzewczym. Kanał suszący zakończony jest otworem wylotowym produktów roślinnych z kanału suszącego, który znajduje się wyżej niż otwór załadowczy produktów roślinnych do tego kanału suszącego. Tak wiec w kanale suszącym produkty roślinne przemieszczane są ukośnie pod górę. Temperatura czynnika grzewczego wynosi od 120°C do 180°C.

Według wynalazku, suszarnia charakteryzuje się tym, że zawiera dwa kanały suszące, gdzie otwór wylotowy jednego kanału suszącego znajduje się wyżej niż otwór załadowczy do drugiego kanału suszącego i pomiędzy tym otworem wylotowym jednego kanału suszącego i otworem załadowczym do drugiego kanału suszącego znajduje się silos buforowy produktów roślinnych. Produkty roślinne wysuszone wstępnie w pierwszym kanale suszącym spadają do silosa buforowego i stamtąd pobierane są do otworu załadowczego do drugiego kanału suszącego.

W korzystnym wariancie wynalazku, czynnik grzewczy przetłaczany jest przy pomocy pompy cyrkulacyjnej w obiegu czynnika grzewczego, w którym włączony jest kocioł służący do nagrzewania czynnika grzewczego. Stosunek średnicy wewnętrznej do długości kanałów suszących wynosi od 1:40 do 1:80. Korzystnie, temperatura czynnika grzewczego wynosi od 150°C do 170°C.

Rozwiązanie suszarni według wynalazku pozwoliło zoptymalizować i ulepszyć proces suszenia produktów roślinnych, zwłaszcza słomy lub trocin, które w dalszym etapie przeróbki mogą być przekazane do aglomeratora ciśnieniowego dla zmiany formy fizycznej na brykiety lub pelety, znajdujące zastosowanie do celów opałowych. Przemieszczanie produktów roślinnych wewnątrz kanału suszącego ukośnie w górę pozwala na dokładniejsze przemieszanie produktów roślinnych, a także pozwala bardziej efektywnie odprowadzić gromadzącą się przegrzaną parę wodną. Zaproponowane ukośne w górę ustawienie kanału suszącego ułatwia ten proces. Zaproponowane urządzenie z dwoma kanałami suszącymi, w których następuje proces suszenia pozwoliło w sposób znaczący polepszyć skuteczność wysuszenia produktów roślinnych. W pierwszym etapie produkty roślinne, na przykład rozdrobniona słoma ulega wysuszeniu w pierwszym kanale suszącym i na wyjściu jest luźno zrzucana do silosa buforowego pozbywając się w trakcie zrzutu nadmiaru wilgoci. Zanim produkt roślinny trafi do drugiego etapu suszenia w drugim kanale suszącym, w trakcie oczekiwania w silosie buforowym, następuje dalsza utrata wilgoci. Tak wstępnie podsuszony materiał zadawany jest do drugiego kanału suszącego gdzie następuje drugi etap suszenia. Materiał nagrzany w kanale suszącym według wynalazku nabiera dodatkowo plastyczności, co pozytywnie wpływa na wydajność aglomeratora brykieciarki,

PL 213 747 B1 zmniejszając zapotrzebowanie energetyczne aglometartora i jednocześnie zwiększa to gęstość wyrobu gotowego w postaci brykietów.

Przedmiot wynalazku przedstawiony został w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, gdzie pokazano na kolejnych figurach:

Fig. 1 - schemat suszarni z dwoma kanałami suszącymi.

Fig. 2 - szczegółowy schemat pojedynczego kanału suszącego.

Fig. 3 - kanał suszący w przekroju.

Jak pokazano na rysunku fig. 1 suszarnia, zawiera dwa kanały suszące 1,9. Wewnątrz każdego kanału suszącego znajduje się transporter produktów roślinnych w postaci przenośnika ślimakowego 2, który zawiera ślimak ułożony obrotowo wewnątrz kanału suszącego 1,9. Oba kanały suszące stanowią strefę suszenia produktów i zawierają zewnętrzny płaszcz grzewczy zasilany czynnikiem grzewczym i zakończone są otworami wylotowymi produktów roślinnych. Otwór wylotowy 4 jednego kanału suszącego 1 znajduje się wyżej niż otwór załadowczy 5 do drugiego kanału suszącego 9. Tak więc, w kanałach suszących 1,9 produkty roślinne przemieszczane są ukośnie pod górę. Pomiędzy otworem wylotowym 4 jednego kanału suszącego 1 i otworem załadowczym 5 drugiego kanału suszącego 9 znajduje się silos buforowy 10 produktów roślinnych. Produkty roślinne wysuszone wstępnie w pierwszym kanale suszącym I spadają do silosa buforowego 10 i stamtąd pobierane są do otworu załadowczego drugiego kanału suszącego 9. Czynnik grzewczy, w tym przykładzie wykonania stanowi olej. Temperatura czynnika grzewczego, w tym przykładzie wykonania wynosi 150°C. Nie wyklucza to innych wartości temperatury czynnika grzewczego w innych przykładach wykonania. Czynnik grzewczy przetłaczany jest przewodami 6 przy pomocy pompy cyrkulacyjnej 7 w obiegu czynnika grzewczego, w którym włączony jest kocioł 8 służący do nagrzewania czynnika grzewczego, co pokazano na rysunku fig 2. Stosunek średnicy wewnętrznej do długości kanałów suszących 1,9 wynosi w tym przykładzie wykonania 1:50. Nie wyklucza to innych proporcji wymiarowych w innych przykładach wykonania.

Na rysunku fig. 3 pokazano kanał suszący 1,9 w przekroju zgodnym z wzdłużną osią symetrii. Wewnątrz przestrzeni roboczej znajduje się przenośnik ślimakowy 2 na osi 11 ułożony obrotowo wewnątrz kanału I. Wokół wewnętrznej cylindrycznej ściany kanału suszącego 1,9 znajduje się płaszcz grzewczy 3. Płaszcz grzewczy 3 jest zasilany olejem grzewczym znajdującym się w obiegu. Wokół płaszcza grzewczego 3, wokół jego zewnętrznej ściany 12 znajduje się warstwa izolacji termicznej 13. Wysuszony produkt roślinny w postaci rozdrobnionej słomy, pobierany do suszenia ze zbiornika 14 produktu roślinnego gromadzony jest w silosie odbiorczym 15 i przekazywany jest dalej do ciśnieniowego aglomeratora 16 dla produkcji brykietów. Suszarnia w innych przykładach wykonania może być wykorzystana do suszenia innych produktów roślinnych.

Claims (3)

1. Suszarnia, zwłaszcza do produktów roślinnych, zawierająca co najmniej jeden kanał suszący produktów roślinnych, gdzie wewnątrz tego kanału suszącego znajduje się transporter produktów roślinnych, który stanowi przenośnik ślimakowy wewnątrz kanału suszącego, przy czym kanał suszący zawiera zewnętrzny płaszcz grzewczy zasilany czynnikiem grzewczym i zakończony jest otworem wylotowym produktów roślinnych z kanału suszącego, który znajduje sie wyżej niż otwór załadowczy produktów roślinnych do tego kanału suszącego, przy czym płaszcz grzewczy zawiera czynnik grzewczy o temperaturze od 120° do 180°, znamienna tym, że suszarnia zawiera dwa kanały suszące (1,9), gdzie otwór wylotowy (4) jednego kanału suszącego (1) znajduje się wyżej niż otwór załadowczy (5) de drugiego kanału suszącego (9) i pomiędzy tym otworem wylotowym (4) jednego kanału suszącego (1) i otworem załadowczym (5) drugiego kanału suszącego (9) znajduje sie silos buforowy (10) produktów roślinnych.

2. Suszarnia według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek średnicy wewnętrznej do długości kanałów suszących (1,9) wynosi od 1:40 do 1:80.

3. Suszarnia według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że temperatura czynnika grzewczego wynosi od 150°C do 170°C.