RU2062416C1

RU2062416C1 - Method of acoustical drying of capillary-porous materials

Info

Publication number: RU2062416C1
Application number: RU94027716A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Глазнев; А.Б. Глинский
Original assignee: Институт теоретической и прикладной механики СО РАН
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1996-06-20
Also published as: RU94027716A

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: in drying, acoustic action periods are alternated with pauses between the actions. The duration of pauses is defined by a relationship presented in the invention description. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки материалов и может быть использовано в химической, биологической, фармацевтической отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве. The invention relates to techniques for drying materials and can be used in the chemical, biological, pharmaceutical industries, as well as in agriculture.

Известен способ сушки термочувствительных материалов, в том числе зерна, путем их обработки в акустическом поле, нагрева во взвешенном состоянии и последующего охлаждения, в котором для сокращения экспозиции сушки обработки в акустическом поле ведут в процессе охлаждения [1]
Однако использование этого способа ведет к увеличению энергозатрат.A known method of drying heat-sensitive materials, including grain, by processing them in an acoustic field, heating in suspension and subsequent cooling, in which to reduce the exposure of drying, processing in an acoustic field is carried out during cooling [1]
However, the use of this method leads to an increase in energy consumption.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является акустический способ сушки [2] Его отличительная особенность состоит в том, что процесс протекает без повышения температуры осушаемого материала. Процесс сушки включает два периода. Первый период линейного изменения влажности, т.е скорости сушки, приводит к испарению с поверхности осушаемого материала влаги, которая успевает непрерывно заменяться новой, поступающей из внутренних слоев. Второй период монотонного уменьшения скорости сушки до полного ее прекращения, характеризуется тем, что влага, испаряемая с поверхности осушаемого материала, не успевает замещаться новой, поступающей из внутренних слоев. Следовательно, во втором периоде сушки создается и постоянно поддерживается градиент влажности по толщине слоя осушаемого материала. Снижение скорости сушки вследствие этого градиента влажности ведет к увеличению времени сушки и соответственно к увеличению энергозатрат. Closest to the proposed invention is an acoustic drying method [2]. Its distinctive feature is that the process proceeds without increasing the temperature of the material to be dried. The drying process includes two periods. The first period of a linear change in humidity, i.e., the drying speed, leads to evaporation of moisture from the surface of the material being drained, which has time to be continuously replaced by a new one coming from the inner layers. The second period of a monotonous decrease in the drying rate to its complete cessation is characterized by the fact that the moisture evaporated from the surface of the material being dried does not have time to be replaced by a new one coming from the inner layers. Therefore, in the second drying period, a moisture gradient is created and constantly maintained over the thickness of the layer of the material to be dried. A decrease in the drying rate due to this moisture gradient leads to an increase in the drying time and, accordingly, to an increase in energy consumption.

Задачей данного изобретения является снижение энергозатрат при использовании акустической сушки капиллярно-пористых материалов. The objective of the invention is to reduce energy consumption by using acoustic drying of capillary-porous materials.

Поставленная задача реализуется благодаря тому, что в предложенном способе сушка материалов осуществляется при интенсивности 160дБ и интервалами облучения во времени и паузами между ними. The task is realized due to the fact that in the proposed method, the drying of materials is carried out at an intensity of 160 dB and irradiation intervals in time and pauses between them.

Таким образом, прервав процесс облучения звуком осушаемого материала на некоторое время, без каких-либо затрат энергии, вытягивается часть влаги из его внутренних слоев к поверхности. Определение оптимальной паузы осуществляется по формуле

где a коэффициент диффузии;
ΔU_τ - изменение влажности на поверхности материала за время паyзы;
DU_x - разность влажности по длине поры осyшаемого материала на интервале.Thus, interrupting the process of irradiation with the sound of the material being drained for a while, without any expenditure of energy, a part of the moisture is drawn from its inner layers to the surface. Determining the optimal pause is carried out according to the formula

where a is the diffusion coefficient;
ΔU _τ is the change in humidity on the surface of the material during the pause;
DU _x - moisture difference along the pore length of the material to be dried over the interval.

Этот прием возвращает осушаемый материал к первому периоду, но с меньшим значением начальной влажности, поскольку удаление влаги с поверхности осушаемого материала при неизменных внешних условиях требует меньше времени. Повторяя данный прием несколько раз, получаем требуемое конечное значение влажности осушаемого материала за меньшее время, чем при непрерывном облучении звуком. Следовательно прерывание сушки ведет к снижению энергозатрат. This technique returns the drained material to the first period, but with a lower initial moisture value, since removing moisture from the surface of the drained material under constant external conditions requires less time. Repeating this technique several times, we obtain the required final moisture value of the material to be dried in less time than with continuous exposure to sound. Therefore, interruption of drying leads to a reduction in energy consumption.

Указанные признаки, отличающие заявляемое техническое решение от известных, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, оно является новым и имеет изобретательский уровень. These features distinguishing the claimed technical solution from the known, not identified in other technical solutions and, therefore, it is new and has an inventive step.

Проводились эксперименты по акустической сушке капиллярно-пористых материалов, в частности пшеницы. Обработку проводили при частоте звука 800 Гц, интенсивности 167 дБ и паузами в одни сутки с интервалами облучения через каждые 10 мин. Данные, полученные в результате экспериментов, приведены на чертеже, где представлены зависимости влажности материала от времени облучения. Experiments were conducted on the acoustic drying of capillary-porous materials, in particular wheat. Processing was carried out at a sound frequency of 800 Hz, an intensity of 167 dB and pauses of one day with irradiation intervals every 10 minutes. The data obtained as a result of the experiments are shown in the drawing, which shows the dependence of the moisture content of the material on the exposure time.

Кривая 1 режим непрерывной сушки, кривая 2 режим сушки с паузами. Curve 1 continuous drying mode, curve 2 drying mode with pauses.

Так для достижения влажности зерна 27% в режиме непрерывной сушки требуется 50 мин, а режиме сушки с паузами 30 мин. Следовательно, при меньших значениях влажности разница во времени, а также и экономический эффект в предлагаемом способе будут возрастать. So to achieve a grain moisture content of 27% in a continuous drying mode, 50 minutes are required, and a drying mode with pauses of 30 minutes. Therefore, with lower values of humidity, the time difference, as well as the economic effect in the proposed method will increase.

Claims

The method of acoustic drying of capillary-porous materials, characterized in that the drying is carried out with alternating intervals of acoustic exposure and pauses between them, while the pause value is determined by the formula

where a is the diffusion coefficient;
ΔU _τ is the change in humidity on the surface of the material during the pause;

the difference in humidity along the pore length of the dried material in the interval.