RU2285877C1 - Сушилка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки различных видов сыпучих материалов, например, для производства сушеных овощей, картофеля и др. В сушилке, содержащей корпус с бункером загрузки и выгрузочным устройством, устройства для перемещения продукта, для подвода и отвода теплоносителя, привод, новым является то, что корпус сушилки состоит из двух последовательно соединенных камер: конвективной и кондуктивной, конвективная камера снабжена загрузочным бункером, в ней установлены две спиральные ленты с разным диаметром, ее нижняя часть выполнена сетчатой и снабжена днищем, кондуктивная камера снабжена выгрузочным патрубком, ее корпус выполнен двутельным, внутри него жестко установлены U-образные перегородки с окнами, образуя многоходовые теплообменные каналы, по которым обеспечивается движение теплоносителя, в кондуктивной камере установлен спиральный шнек, причем кондуктивная камера расположена ниже конвективной уступом, конвективная камера сообщается с кондуктивной камерой перегрузочным патрубком и патрубком подачи теплоносителя. Изобретение должно обеспечить повышение эффективности процесса сушки за счет многократного использования теплоносителя и комбинированных гидродинамических режимов обработки продукта. 7 ил.

Description

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки различных видов сыпучих материалов, например, для производства сушеных овощей, топинамбура, картофеля и др.

Известна установка для сушки сыпучих материалов [Пат.№2027132 РФ, МКИ⁶ F 26 В 17/18. Установка для сушки сыпучих материалов / Н.А.Болотов, С. В.Востриков (РФ). - 5067099/06; Заявлено 14.09.1992; Опубл. 20.01.1995, Бюл. №2], содержащая корпус, корытообразные сита и устройство для перемещения продукта, выполненное в виде эвольвентной ленты, привод, бункер загрузки и выгрузочное устройство.

Данная установка имеет следующие недостатки: невысокая эффективность процесса сушки из-за низкой тепловой эффективности использования энергии теплоносителя, длительности процесса и значительное истирание и измельчение высушиваемого материала, что затрудняет использование данной конструкции для сушки различных материалов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.).

Техническая задача заключается в повышении эффективности процесса сушки за счет многократного использования теплоносителя и комбинированных гидродинамических режимов обработки продукта, в интенсификации процесса вследствие ведения его в соответствии с кинетическими закономерностями процесса сушки и в повышении качества готовой продукции.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой сушилке, содержащей корпус с бункером загрузки и выгрузочным устройством, устройства для перемещения продукта, для подвода и отвода теплоносителя, привод, новым является то, что корпус сушилки состоит из двух последовательно соединенных камер: конвективной и кондуктивной, конвективная камера снабжена загрузочным бункером, в ней установлены две спиральные ленты с разным диаметром вращения, ее нижняя часть выполнена сетчатой и снабжена днищем, кондуктивная камера снабжена выгрузочным патрубком, ее корпус выполнен двутельным, внутри него жестко установлены U-образные перегородки с окнами, образуя многоходовые теплообменные каналы, по которым обеспечивается движение теплоносителя, в кондуктивной камере установлен спиральный шнек, вращение которого осуществляется через коробку передач, причем кондуктивная камера расположена ниже конвективной уступом, конвективная камера сообщается с кондуктивной камерой перегрузочным патрубком и патрубком подачи теплоносителя.

На фиг.1 представлен фронтальный вид сушилки; на фиг.2 - вид сверху сушилки; на фиг.3 - сечение А-А фронтального вида сушилки; на фиг.4 - продольное сечение конвективной камеры сушилки; на фиг.5 - продольное сечение кондуктивной камеры сушилки; на фиг.6 - объемное изображение конвективной камеры сушилки; на фиг.7 - объемное изображение кондуктивной камеры сушилки.

Сушилка (фиг.1-7) состоит из конвективной 1 и кондуктивной 2 камер, которые соединены между собой перегрузочным патрубком 3. В начале конвективной камеры 1 в ее верхней части установлен загрузочный бункер 4 с роторным дозатором 5. Нижняя часть корпуса конвективной камеры 1 выполнена сетчатой и снабжена днищем 6, расположенным на некотором расстоянии от сетки, образуя тем самым пространство для подачи теплоносителя в камеру 1. Конвективная камера 1 имеет патрубок 17 для выхода отработанного теплоносителя (фиг.4 и фиг.6). Внутри конвективной камеры 1 установлен вал 7, на котором крепятся две спиральные ленты 8 и 9 с разным диаметром вращения. Вал 7 приводится во вращение приводом 18. В конце конвективной камеры 1 в ее нижней части установлен перегрузочный патрубок 3, который соединяет ее с кондуктивной камерой 2. Для лучшего перемещения продукта из конвективной камеры 1 в кондуктивную 2, последняя расположена ниже конвективной камеры 1 уступом, причем величина уступа устанавливается таким образом, чтобы угол наклона перегрузочного патрубка 3 был больше угла естественного откоса высушиваемого материала для устранения застойных зон в перегрузочном патрубке 3 (фиг.3).

Корпус кондуктивной камеры 2 выполнен двутельным, внутри него установлены U-образные перегородки 11 с окнами 12, образуя многоходовые теплообменные каналы 15 для зигзагообразного движения теплоносителя (фиг.7). В противоположном конце кондуктивной камеры 2 в нижней части имеется выгрузочный патрубок 10, а в верхней ее части сбоку - патрубок 13 для подвода теплоносителя в многоходовые теплообменные каналы 15. Внутри кондуктивной камеры 2 установлен спиральный шнек 14 (фиг.5 и фиг.7). Вращение спирального шнека 14 осуществляется через коробку передач 19 от вала 7.

Последний теплообменный канал 15 кондуктивной камеры 2 соединен патрубком подачи теплоносителя 16 с днищем 6 конвективной камеры 1 (фиг.3).

Работа вала 7 конвективной камеры 1 и спирального шнека 14 кондуктивной камеры 2 синхронизирована с помощью коробки передач 19 и осуществляется от одного привода 18 (фиг.2).

Сушилка работает следующим образом. В загрузочный бункер 4 подают влажный продукт. Включается регулируемый привод роторного дозатора 5, и влажный продукт поступает в конвективную камеру 1 сушилки. Регулируемый привод дозатора 5 позволяет обеспечить заданный темп подачи продукта в конвективную камеру 1, что особенно важно при сушке различных видов продуктов.

В конвективной камере 1 расположен вал 7, к которому приварены спирали 8 и 9 разного диаметра вращения. Включается привод 18, приводя во вращение вал 7, и спирали 8 и 9 начинают вращаться. С помощью зубчатой (или ременной) передачи, расположенной в коробке передач 19, приводится также во вращение спиральный шнек 14. Одновременно теплоноситель с заданными параметрами подается через патрубок 13 в многоходовые теплообменные каналы 15 кондуктивной камеры 2. Жестко установленные внутри него U-образные перегородки 11 с окнами 12 обеспечивают зигзагообразное движение теплоносителя, который нагревает внутреннюю поверхность кондуктивной камеры 2. Затем теплоноситель из последнего теплообменного канала 15 кондуктивной камеры 2 через патрубок подачи теплоносителя 16 поступает в днище 6 конвективной камеры 1. Он пронизывает сетчатую нижнюю часть корпуса конвективной камеры 1 и слой влажного продукта, высушивает его и удаляется из сушилки через патрубок 17.

Под действием вращающихся спиралей 8 и 9 продукт не только перемещается в конец камеры 1 к перегрузочному патрубку 3, но и приводится в режим активного пересыпания. Далее через перегрузочный патрубок 3 продукт поступает в кондуктивную камеру 2. Затем при помощи вращающегося спирального шнека 14 перемещается в сторону выгрузочного патрубка 10. Теплоноситель поступает через подводящий патрубок 13 и движется по многоходовым теплообменным каналам 15, нагревая при этом внутреннюю поверхность камеры 2, от которой осуществляется кондуктивный нагрев движущегося в противотоке продукта.

Таким образом, функциональное назначение камеры 2 состоит в том, что при движении от зоны загрузки к зоне выгрузки продукт высушивается в плотном перемешиваемом слое за счет кондуктивного теплообмена от горячей внутренней поверхности корпуса камеры 2.

Отличительной особенностью данной сушилки является то, что она максимально адаптирована для ведения процесса сушки сыпучих продуктов в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки. Известно, что [1. Гинзбург А.С.Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. - М.: Пищевая пром-сть, 1973. - 528 с. 2. Лыков А.В. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968. - 470 с. 3. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. - М.: Химия, 1988. - 352 с. 4. Сажин Б.С. Основы техники сушки. - М.: Химия, 1984. - 315 с.] в первом периоде сушки (в периоде постоянной скорости сушки) доминирующее влияние на интенсивность удаления влаги оказывает скорость теплоносителя, а во втором периоде (периоде убывающей скорости сушки) - температура теплоносителя. Поэтому ведение процесса сушки вначале в конвективной камере, когда продукт находится в пересыпающемся слое за счет вращающихся ленточных спиралей и конвективного контакта с омывающим его теплоносителем, способствует удалению свободной, осмотической и поверхностной влаги.

Ведение процесса сушки в кондуктивной камере, когда продукт находится в плотном перемешиваемом слое за счет вращающегося спирального шнека и кондуктивного контакта с нагреваемой поверхностью камеры, способствует удалению адсорбционной влаги и влаги, находящейся в микрокапиллярах.

Такая организация процесса способствует повышению эффективности сушки за счет более рационального использования гидродинамического режима обработки продукта в конвективной и кондуктивной камерах, позволяет интенсифицировать процесс сушки вследствие ведения его в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки.

Регулируя скорость электродвигателя привода 18, можно выбрать наиболее рациональный режим перемешивания и перемещения высушиваемого продукта по камерам 1 и 2.

Секционированный подвод теплоносителя в камеры 2 и 1 позволяет выбрать оптимальные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта по длине сушилки. Высушенный продукт, равномерно пересыпаясь и перемешиваясь при этом, постепенно перемещается по камере 2 к выгрузочному патрубку 10 для удаления высушенного продукта из сушилки.

Предлагаемая сушилка дает возможность:

- достижения равномерной сушки продукта вследствие использования мягких, щадящих режимов перемешивания при максимальном сохранении формы частиц обрабатываемого продукта;

- повышения качества готового продукта за счет использования рационального гидродинамического режима слоя дисперсного продукта, снижения комкования высушиваемого продукта и предотвращения образования агломератов дисперсного продукта;

- повышения эффективности процесса сушки за счет более рационального использования гидродинамического режима обработки продукта;

- интенсифицирования процесса сушки вследствие ведения его в соответствии с основными кинетическими закономерностями.

Claims (1)

1. Сушилка, содержащая корпус с бункером загрузки и выгрузочным устройством, устройства для перемещения продукта, для подвода и отвода теплоносителя, привод, отличающаяся тем, что корпус сушилки состоит из двух последовательно соединенных камер: конвективной и кондуктивной, конвективная камера снабжена загрузочным бункером, в ней установлены две спиральные ленты с разным диаметром вращения, ее нижняя часть выполнена сетчатой и снабжена днищем, кондуктивная камера снабжена выгрузочным патрубком, ее корпус выполнен двутельным, внутри него жестко установлены U-образные перегородки с окнами, образуя многоходовые теплообменные каналы, по которым обеспечивается движение теплоносителя, в кондуктивной камере установлен спиральный шнек, вращение которого осуществляется через коробку передач, причем кондуктивная камера расположена ниже конвективной уступом, конвективная камера сообщается с кондуктивной камерой перегрузочным патрубком и патрубком подачи теплоносителя.

Images