RU2070693C1

RU2070693C1 - Convention drier

Info

Publication number: RU2070693C1
Authority: RU
Inventors: Иван Петрович Слободяник
Original assignee: Иван Петрович Слободяник
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1996-12-20

Abstract

FIELD: farming, food-processing industry and allied industries. SUBSTANCE: drier has chamber with horizontal chutes 2 provided with perforated bottoms, fan, box 3 under bottoms of chutes 2 and drying agent branch pipes 7 and 8. Chutes 2 are mounted on single-row horizontal frame 1 having cells for tightly fitting them. Box 3 is tightly secured to frame 1 from below; glass-covered cover 4 is hinged above each chute 2. Chutes 2 are separated by lower vertical partitions 5 in box 3 and by upper vertical partitions 6 between hinged covers 4; partitions 5 and 6 are mounted after every two chutes; lower partitions 5 are shifted relative to upper partitions 6 by one chute. First end chute 2 is separated by one upper partition 6. Volumes above adjacent chutes 2 are connected in succession; connected to volume above first chute 2 is inlet branch pipe 7 of drier for introducing the drying agent; connected to volume of last chute 2 is outlet branch pipe 8 of drier for discharge of drying agent from it. Delivery branch pipe of fan is connected with evaporator of air conditioner for heating before drier inlet. EFFECT: enhanced operational and economical efficiency of drying vegetables and fruit. 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для переработки сельскохозяйственного сырья, а именно для сушки плодов и овощей с целью их сохранности и продолжительного хранения и сохранения качества, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой и других смежных отраслях промышленности. The present invention relates to equipment for processing agricultural raw materials, namely for drying fruits and vegetables with a view to their preservation and long-term storage and preservation of quality, and can be used in agricultural production, food and other related industries.

Известная сушилка с промежуточным подогревом и рециркуляцией сушильного агента включает сушильную камеру, вентилятор, нагнетательный и всасывающий воздуховоды, патрубки с дроссельными заслонками на всасывающем и нагнетательном воздуховодах для выброса части отработанного воздуха в атмосферу и забора атмосферного воздуха, подогреватель сушильного агента (Лебедев П.Л. Расчет и проектирование сушильных установок. М. Госэнергоиздат, 1963, с. 47). The known dryer with intermediate heating and recirculation of the drying agent includes a drying chamber, a fan, discharge and suction ducts, nozzles with throttles on the intake and discharge ducts to discharge part of the exhaust air into the atmosphere and intake of atmospheric air, a drying agent heater (P. Lebedev Calculation and design of drying plants. M. Gosenergoizdat, 1963, p. 47).

Известная сушилка не обеспечивает высокой эффективности и экономичности сушки. Known dryer does not provide high efficiency and profitability of drying.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является лотковая сушилка периодического действия, включающая сушильную камеру с одним или несколькими горизонтальными лотками с дном из дырчатого листового железа, на которые укладывается слой высушиваемого материала, вентилятор для продувки через слой материала сушильного агента (Захаров Л.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве. М. Агропромзидат, 1986, с. 215). The closest to the claimed technical essence and the achieved effect is a batch dryer with a drying chamber with one or more horizontal trays with a bottom made of perforated sheet iron, on which a layer of dried material is laid, a fan for blowing through a layer of material of a drying agent (Zakharov L .A. The use of heat in agriculture. M. Agropromzidat, 1986, p. 215).

Известная сушилка отличается простотой устройства, ее сушильную камеру загружают и разгружают периодически. Сушильный агент однократно продувают через слой высушиваемого материала, что не обеспечивает высокой эффективности и экономичности сушки. The known dryer is simple device, its drying chamber is loaded and unloaded periodically. The drying agent is flushed once through a layer of the dried material, which does not provide high efficiency and cost-effectiveness of drying.

Цель предполагаемого изобретения повышение эффективности и экономичности сушки фруктов и овощей. The purpose of the proposed invention is to increase the efficiency and economy of drying fruits and vegetables.

Цель достигается тем, что в конвективной сушилке для сушки фруктов и овощей, содержащей камеру с размещенными в ней горизонтальными лотками, имеющими перфорированные днища, примыкающие к коробу, вентилятор, входной и выходной патрубки для сушильного агента, камера выполнена в виде однорядной горизонтальной рамы с ячейками для плотной установки лотков, на которой под лотками укреплен короб, над каждым лотком установлена откидная застекленная крышка на шарнирах, короб под лотками разделен нижними поперечными перегородками на отсеки, состоящие из двух лотков, под лотками размещены верхние перегородки между лотками и крышками, отделяя поры лотков друг от друга, причем верхние перегородки расположены между нижними перегородками, причем первый крайний лоток от входящего патрубка отгорожен одной верхней перегородкой, выходной патрубок сушилки соединен с всасывающим патрубком вентилятора, к которому также подсоединен заборный патрубок с регулирующей дроссельной заслонкой для забора атмосферного воздуха, к нагнетательному патрубку вентилятора подсоединен выхлопной патрубок с дроссельной заслонкой для выброса в атмосферу отработанного сушильного агента, после выхлопного патрубка на нагнетательном патрубке вентилятора установлена регулирующая дроссельная заслонка, соединенная с входным патрубком кондиционера для охлаждения и осушки сушильного агента, и выходной патрубок кондиционера соединен с входным патрубком сушилки, перфорации в дне нечетных лотков, считая от входного патрубка, выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону входного патрубка, а перфорации в дне четных лотков выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону выходного патрубка. The goal is achieved in that in a convective dryer for drying fruits and vegetables, containing a chamber with horizontal trays placed in it having perforated bottoms adjacent to the box, a fan, inlet and outlet nozzles for a drying agent, the chamber is made in the form of a single-row horizontal frame with cells for tight installation of trays, on which a box is mounted under the trays, a hinged glazed lid is mounted on each hinge over the tray, the box under the trays is divided by lower transverse partitions into compartments, From two trays, the upper partitions between the trays and lids are located under the trays, separating the pores of the trays from each other, the upper partitions being located between the lower partitions, the first end tray being enclosed by one upper partition, the outlet pipe of the dryer is connected to the suction pipe of the fan , to which the intake pipe with a regulating throttle valve for air intake is also connected, an exhaust pipe is connected to the discharge pipe of the fan side with a throttle for exhausting the spent drying agent into the atmosphere, after the exhaust pipe on the fan discharge pipe a regulating butterfly valve is installed, connected to the inlet pipe of the air conditioner for cooling and drying the drying agent, and the outlet pipe of the air conditioner is connected to the inlet pipe of the dryer, perforation in the bottom of the odd trays, counting from the inlet pipe, are made in the form of arched slots convex upward with the axes directed towards the inlet pipe, and perforations in the bottom of the even trays are made in the form of arched slots with a bulge upward with axes directed towards the outlet pipe.

Предлагаемая конвективная сушилка предназначена для сушки фруктов и овощей в условиях погоды, крайне неблагоприятных для сушки в естественных условиях, а именно при высокой абсолютной влажности воздуха, что характерно для летнего времени при высоких температурах и при очень высокой относительной влажности воздуха. Благоприятным сочетанием погодных условий для использования предлагаемой сушилки является солнечная погода, позволяющая повысить эффективность и экономичность сушки за счет использования солнечной энергии. The proposed convective dryer is intended for drying fruits and vegetables in weather conditions, which are extremely unfavorable for drying in natural conditions, namely, at high absolute humidity, which is typical for summertime at high temperatures and at very high relative humidity. A favorable combination of weather conditions for the use of the proposed dryer is sunny weather, which allows to increase the efficiency and profitability of drying through the use of solar energy.

Предлагаемая конструкция конвективной сушилки за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задача повышение эффективности и экономичности сушки фруктов и овощей. The proposed design of a convective dryer due to its distinguishing features provides a solution to the technical problem of increasing the efficiency and economy of drying fruits and vegetables.

На фиг.1 схематически представлен продольный разрез лотковой сушилки для сушки фруктов и овощей (вид сбоку); на фиг.2 вид по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.4 разрез по В-В на фиг.2; на фиг.5 представлена технологическая схема сушилки. Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a tray dryer for drying fruits and vegetables (side view); figure 2 view aa in figure 1; figure 3 is a section along BB in figure 2; in Fig.4 a section along BB in Fig.2; figure 5 presents the technological scheme of the dryer.

Конвективная сушилка для сушки фруктов и овощей включает (фиг.1-5) горизонтальную раму 1 с прямоугольными ячейками для плотной установки горизонтальных прямоугольных лотков 2 с боковыми стенками и перфорированным дном. К раме 1 плотно прикреплен металлический короб 3. Над каждой ячейкой с лотком 2 плотно прикреплена откидная застекленная крышка 4 на шарнирах. Лотки 2 плотно отгорожены нижними вертикальными перегородками 5 в коробе 3 и верхними вертикальными перегородками 6 между откидными крышками 4. Перегородки 5 и 6 установлены через два лотка, нижние 5 и верхние 6 перегородки смещены относительно друг друга на один лоток. Первый крайний лоток 2 отгорожен одной верхней перегородкой 6 для направления потока сушильного агента вниз. К объему над первым лотком 2 подсоединен входной патрубок 7 сушилки для подачи сушильного агента в сушилку, объемы над смежными лотками 2 соединены между собой последовательно. Для отвода сушильного агента из объема под последним лотком 2 выходной патрубок 8 подсоединен к коробу 3. Перфорации в дне нечетных лотков 2 выполнены в виде арочных прорезей 9 выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону входного патрубка 7, а перфорации в дне четных лотков 2 выполнены в виде арочных прорезей 9 выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону выходного патрубка 8. К всасывающему патрубку вентилятора 10 подсоединен заборный патрубок 11 с регулирующей дроссельной заслонкой для забора атмосферного воздуха. На нагнетательном патрубке вентилятора 10 установлена регулирующая дроссельная заслонка 12 для регулирования рециркуляции отработанного сушильного агента в сушилку. К нагнетательному патрубку вентилятора 10 на участке до дроссельной заслонки 12 подсоединен выхлопной патрубок 13 с регулирующей дроссельной заслонкой для выброса отработанного сушильного агента в атмосферу. Выходной патрубок 8 сушилки подсоединен к всасывающему патрубку вентилятора 10, нагнетательный патрубок вентилятора 10 соединен воздуховодом с входным патрубком 14 кондиционера 15 для охлаждения воздуха в испарителе 16 кондиционера 15. Выходной патрубок 17 кондиционера 15 для охлаждения воздуха в испарителе 16 соединен воздуховодом с входным патрубком 18 кондиционера 15 для нагрева воздуха в конденсаторе 19, а выходной патрубок 20 кондиционера 15 для нагрева воздуха в конденсаторе 19 соединен воздуховодом с входным патрубком 7 сушилки. Convective dryer for drying fruits and vegetables includes (Fig.1-5) a horizontal frame 1 with rectangular cells for tight installation of horizontal rectangular trays 2 with side walls and a perforated bottom. A metal box 3 is tightly attached to the frame 1. Above each cell with a tray 2, a hinged glazed cover 4 is tightly attached to the hinges. Trays 2 are tightly fenced off by the lower vertical partitions 5 in the box 3 and the upper vertical partitions 6 between the hinged covers 4. The partitions 5 and 6 are installed through two trays, the lower 5 and upper 6 partitions are offset from each other by one tray. The first end tray 2 is fenced off by one upper partition 6 to direct the flow of the drying agent down. The inlet pipe 7 of the dryer for supplying the drying agent to the dryer is connected to the volume above the first tray 2, the volumes above adjacent trays 2 are connected in series. To remove the drying agent from the volume under the last tray 2, the outlet pipe 8 is connected to the box 3. The perforations in the bottom of the odd trays 2 are made in the form of arched slots 9 with a convexity upward with the axes directed towards the inlet pipe 7, and the perforations in the bottom of the even trays 2 are made in the form of arched slots 9 with a convexity upward with axes directed towards the outlet pipe 8. An intake pipe 11 with a regulating throttle for intake of atmospheric air is connected to the suction pipe of the fan 10. A regulating throttle valve 12 is installed on the discharge pipe of the fan 10 to regulate the recycling of the spent drying agent into the dryer. To the discharge pipe of the fan 10 in the area up to the throttle valve 12, an exhaust pipe 13 with a regulating throttle valve is connected to discharge the spent drying agent into the atmosphere. The outlet pipe 8 of the dryer is connected to the suction pipe of the fan 10, the discharge pipe of the fan 10 is connected by an air duct to the inlet pipe 14 of the air conditioner 15 for cooling the air in the evaporator 16 of the air conditioner 15. The outlet pipe 17 of the air conditioner 15 for cooling the air in the evaporator 16 is connected by the air duct to the inlet pipe 18 of the air conditioner 15 for heating the air in the condenser 19, and the outlet pipe 20 of the air conditioner 15 for heating the air in the condenser 19 is connected by an air duct to the inlet pipe 7 of the dryer.

Кондиционер 15 включает также вентилятор 21 для охлаждения кондиционера наружным воздухом, электродвигатель 22 вентилятора, вентилятор 23 для всасывания воздуха из помещения и подачи его в охлажденном состоянии, капиллярную трубку 24 для создания перепада давления между конденсатором 19 и испарителем 16, расширитель 25, холодильный компрессор 26. The air conditioner 15 also includes a fan 21 for cooling the air conditioner with outside air, a fan motor 22, a fan 23 for sucking air from the room and supplying it in a cooled state, a capillary tube 24 for creating a pressure differential between the condenser 19 and the evaporator 16, the expander 25, a refrigeration compressor 26 .

Для предлагаемой конвективной сушилки целесообразно использовать автономные оконные кондиционеры, выпускаемые промышленностью для бытовых целей, при этом потребуется оборудование кондиционера патрубками для ввода и вывода сушильного агента. For the proposed convective dryer, it is advisable to use autonomous window air conditioners manufactured by the industry for domestic purposes, while equipment of the air conditioner will be required with nozzles for introducing and discharging the drying agent.

Целесообразно также укомплектовать кондиционер 15 из отдельных узлов, основными из которых являются компрессор, конденсатор, испаритель, вентилятор, расширитель, капиллярная трубка и др. It is also advisable to equip the air conditioner 15 from separate units, the main of which are a compressor, a condenser, an evaporator, a fan, an expander, a capillary tube, etc.

В связи с наличием в кондиционере 15 вентиляторов нагрузка на вентилятор 10 сушилки значительно уменьшается. Due to the presence of 15 fans in the air conditioner, the load on the fan 10 of the dryer is significantly reduced.

При очень высоких абсолютной и относительной влажностях атмосферного воздуха сушилка может работать с полной рециркуляцией сушильного агента в атмосферу и без забора атмосферного воздуха. At very high absolute and relative atmospheric humidity, the dryer can operate with complete recirculation of the drying agent into the atmosphere and without intake of atmospheric air.

Конвективная сушилка работает следующим образом. Convective dryer operates as follows.

Конвективная сушилка (фиг. 1-5) устанавливается на освещенном солнцем месте для возможности нагрева высушиваемого материала лучами солнца с закрытыми остекленными крышками 4. A convective dryer (Fig. 1-5) is installed in a place lit by the sun for the possibility of heating the dried material with the sun's rays with closed glazed lids 4.

Перед началом сушки открывают откидные застекленные крышки 4, извлекают перфорированные лотки 2 и загружают их высушиваемым материалом. При установке лотков 2 в ячейки должны соблюдаться направления осей арочных прорезей 9 в лотках 2 для уменьшения гидравлического сопротивления потоку сушильного агента при выходе сушильного агента из арочных прорезей 9 лотков, так, в четных лотках 2 оси арочных прорезей 9 направлены в сторону входного патрубка 7 сушилки, а в нечетных лотках оси арочных прорезей направлены в сторону выходного патрубка 8. Before drying, open the hinged glazed lids 4, remove the perforated trays 2 and load them with dried material. When installing trays 2 in the cells, the directions of the axes of the arched slots 9 in the trays 2 must be observed to reduce the hydraulic resistance to the flow of the drying agent when the drying agent exits the arched slots 9 of the trays, for example, in even trays 2, the axes of the arched slots 9 are directed towards the inlet pipe 7 of the dryer , and in the odd trays, the axes of the arched slots are directed toward the outlet pipe 8.

После загрузки лотков 2 высушиваемым материалов закрывают остекленные крышки 4, включают вентилятор 10 и кондиционер 15. Перед загрузкой высушиваемый материал взвешивают для возможности контроля процесса сушки повторным взвешиванием через контрольное время. After loading the trays 2 of the materials to be dried, the glazed lids 4 are closed, the fan 10 and the air conditioner 15 are turned on. Prior to loading, the material to be dried is weighed in order to be able to control the drying process by repeated weighing after a control time.

В начальный период сушки удаляется поверхностная влага и влага из крупных капилляров высушиваемого материала и скорость сушки в этом периоде зависит от внешних факторов, например от скорости сушильного агента. В дальнейшем во втором периоде сушки скорость сушки зависит от переноса влаги внутри материала за счет термовлагопроводности, при этом движущей силой процесса сушки является разность температур. Кроме того, при удалении гигроскопической влаги целесообразно перемешивать материал в лотке за счет его многократного пересыпания. In the initial drying period, surface moisture and moisture are removed from large capillaries of the material to be dried, and the drying speed in this period depends on external factors, for example, the speed of the drying agent. Subsequently, in the second drying period, the drying rate depends on the moisture transfer inside the material due to thermal and moisture conductivity, while the driving force of the drying process is the temperature difference. In addition, when removing hygroscopic moisture, it is advisable to mix the material in the tray due to its repeated pouring.

Удаление влаги из материала в конвективной сушке осуществляется за счет тепла использования солнечной энергии, а также за счет тепла, подводимого к сушильному агенту в конденсаторе 19 кондиционера 15, которые обеспечивают движущую силу процесса. Движущая сила процесса сушки также обеспечивается за счет осушки сушильного агента в кондиционере и использования сушильного агента с меньшей абсолютной влажностью. Таким образом, в условиях очень высокой абсолютной и относительной влажности воздуха целесообразно проводить сушку без забора атмосферного воздуха в сушилку, т.е. при закрытых заслонках патрубков 11 и 13 и при полностью закрытой заслонке 12. При этом удаляемая влага из материала будет конденсироваться из сушильного агента на поверхности испарителя 16 кондиционера 15 вследствие охлаждения сушильного агента на поверхности испарителя 16 ниже точки росы, т.е. будет происходить осушка сушильного агента при относительной влажности, равной 100% и при понижении температуры с выпадением "росы". The moisture removal from the material in convective drying is carried out due to the heat of using solar energy, as well as due to the heat supplied to the drying agent in the condenser 19 of the air conditioner 15, which provide the driving force of the process. The driving force of the drying process is also provided by drying the drying agent in the air conditioner and using a drying agent with lower absolute humidity. Thus, in conditions of very high absolute and relative humidity, it is advisable to carry out drying without taking air into the dryer, i.e. with the shutters of the nozzles 11 and 13 closed and with the shutter 12. completely closed, the moisture removed from the material will condense from the drying agent on the surface of the evaporator 16 of the air conditioner 15 due to cooling of the drying agent on the surface of the evaporator 16 below the dew point, i.e. drying agent will be dried at a relative humidity of 100% and with a decrease in temperature with the precipitation of “dew”.

Кондиционер 15 представляет собой известную компрессионно-холодильную машину, приспособленную для осушки воздуха (охлаждения и осушки). Air conditioning 15 is a well-known compression refrigeration machine, adapted for drying air (cooling and drying).

Использование кондиционера 15 в предлагаемой конвективной сушилке для сушки фруктов и овощей обеспечивает проведение сушки при умягченном температурном режиме за счет использования осушенного сушильного агента в кондиционере, иначе этого же результата можно было бы достигнуть при более высоких температурах без кондиционирования сушильного агента, что естественно скажется на пищевых качествах высушенных пищевых продуктов. The use of air conditioner 15 in the proposed convective dryer for drying fruits and vegetables provides drying at a mild temperature due to the use of a dried drying agent in the air conditioner, otherwise the same result could be achieved at higher temperatures without conditioning the drying agent, which would naturally affect food qualities of dried foods.

После перемешивания и пересыпки высушиваемого материала в процессе сушки и достижения заданной конечной влажности высушиваемого материала выгружают высушенный материал и загружают новую очередную порцию высушиваемого материала, при этом учитывают зафиксированное необходимое время сушки данного материала по его отдельным циклам. After mixing and pouring the dried material during the drying process and reaching the specified final moisture content of the dried material, the dried material is unloaded and a new next portion of the dried material is loaded, taking into account the fixed required drying time of this material in its individual cycles.

Технические преимущества заявляемой конвективной сушилки по сравнению с прототипом заключаются в повышении эффективности и экономичности сушки фруктов и овощей при относительно низких температурах сушильного агента за счет использования кондиционирования сушильного агента в процессе сушки. The technical advantages of the inventive convective dryer compared with the prototype are to increase the efficiency and economy of drying fruits and vegetables at relatively low temperatures of the drying agent due to the use of conditioning of the drying agent in the drying process.

Общественно-полезные преимущества заявляемой конвективной сушилки, вытекающие из технических преимуществ по сравнению с прототипом, заключаются в сохранении естественных качеств высушиваемого материала наряду с повышением эффективности и экономичности процесса сушки. The socially useful advantages of the inventive convective dryer, resulting from technical advantages compared with the prototype, are to preserve the natural qualities of the dried material along with an increase in the efficiency and economy of the drying process.

Claims

A convective dryer for drying fruits and vegetables, containing a chamber with horizontal trays placed in it, with perforated bottoms adjacent to the box, a fan, inlet and outlet pipes for a drying agent, characterized in that the chamber is made in the form of a single-row horizontal frame with cells for dense installation of trays, on which a box is mounted under the trays, a hinged glazed lid on hinges is installed above each tray, the box under the trays is divided by lower transverse partitions into compartments of two trays, under the trays, the upper partitions are placed between the trays and the lids, separating the pairs of trays from each other, the upper partitions being located between the lower partitions, the first end tray being blocked from the inlet pipe by one upper partition, the outlet pipe of the dryer is connected to the suction pipe of the fan, to which is also connected an intake pipe with a regulating throttle for intake of atmospheric air, an exhaust pipe is connected to the discharge pipe of the fan with a butterfly valve for exhausting the spent drying agent into the atmosphere, after the exhaust pipe, a regulating throttle valve connected to the inlet pipe of the air conditioner for cooling and drying the drying agent is installed on the fan inlet pipe, and the outlet pipe of the air conditioner is connected to the inlet pipe of the dryer, perforation in the bottom of the odd trays, counting from the inlet, made in the form of arched slots convex upward with axes directed towards the inlet, and perforations in the bottom even s trays are formed as arched slots bulge upward with axes directed towards the outlet nozzle.