RU2367862C1 - Ultrasonic drying device - Google Patents

Ultrasonic drying device Download PDF

Info

Publication number
RU2367862C1
RU2367862C1 RU2008118796/06A RU2008118796A RU2367862C1 RU 2367862 C1 RU2367862 C1 RU 2367862C1 RU 2008118796/06 A RU2008118796/06 A RU 2008118796/06A RU 2008118796 A RU2008118796 A RU 2008118796A RU 2367862 C1 RU2367862 C1 RU 2367862C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drying
ultrasonic
acoustic
container
emitter
Prior art date
Application number
RU2008118796/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Хмелев (RU)
Владимир Николаевич Хмелев
Андрей Викторович Шалунов (RU)
Андрей Викторович Шалунов
Роман Владиславович Барсуков (RU)
Роман Владиславович Барсуков
Сергей Николаевич Цыганок (RU)
Сергей Николаевич Цыганок
Андрей Николаевич Лебедев (RU)
Андрей Николаевич Лебедев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2008118796/06A priority Critical patent/RU2367862C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2367862C1 publication Critical patent/RU2367862C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: heating, drying.
SUBSTANCE: invention concerns engineering related to drying processes for various materials by ultrasonic-frequency acoustic vibration. Invention can be applied in pharmaceutics and biological industry, as well as in agricultural production processing. Claimed ultrasonic drying device includes toric container for material to be dried, mounted in the drier case, and ultrasonic oscillator in the form of bending vibration disc with size and shape selected to maintain definite frequency and emission direction of ultrasonic vibration. Emitter is connected to piezo electric converter fed by electronic ultrasonic generator. Internal surface of drier case is formed by rotation of two crossing parabolas with common focus point and axial symmetry, around acoustic axis of bending vibration disc. Toric container is made in the form of two sections in horizontal plane, with one section placed in the area of common parabola focus point, while the other section is positioned at equal distance from side wall of drying chamber and first section.
EFFECT: improved efficiency of acoustic impact, enhanced drying speed.
1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к технике сушки капиллярно-пористых материалов и может быть использовано для сушки биологических объектов, продуктов химической, легкой и других отраслей промышленности без повышения температуры и разрушения структуры продуктов и веществ.The invention relates to a technique for drying capillary-porous materials and can be used for drying biological objects, products of the chemical, light and other industries without increasing the temperature and destroying the structure of products and substances.

В настоящее время для сушки большинства продуктов пищевого и фармацевтического назначения используют конвективный способ, заключающийся в том, что сухой воздух прогревается с использованием встроенного нагревательного элемента, нагретый воздух с помощью вентилятора направляется в барабан (технологический объем) сушилки, проходит через высушиваемый материал, увлажняется, затем вне пределов барабана охлаждается с помощью холодной воды или воздуха. Процесс длится столько времени, сколько нужно для высыхания материала [1].Currently, for drying most food and pharmaceutical products, a convective method is used, which means that dry air is heated using the built-in heating element, heated air is sent through a fan to the dryer drum (technological volume), passes through the material to be dried, moistened, then outside the drum it is cooled with cold water or air. The process lasts as long as it takes to dry the material [1].

Современная сушка в технологическом оформлении используемых сушилок характеризуется следующими недостатками [2]:Modern drying in the technological design of the used dryers is characterized by the following disadvantages [2]:

1) процесс чрезвычайно энергоемок и длителен;1) the process is extremely energy intensive and time consuming;

2) сушилки не могут быть малогабаритными, так как это уменьшает воздушный объем в барабане, что, с одной стороны, ограничивает скорость процесса, а с другой, увеличивает его себестоимость;2) dryers cannot be small-sized, as this reduces the air volume in the drum, which, on the one hand, limits the speed of the process, and on the other, increases its cost;

3) высокая температура приводит к пересыханию и порче биологических объектов. Для исключения этого момента необходимо снабжать сушилку «умной» и дорогой электронной системой контроля температуры высушиваемого материала, что значительно увеличивает стоимость сушилки.3) high temperature leads to drying out and damage to biological objects. To eliminate this point, it is necessary to equip the dryer with a smart and expensive electronic temperature control system for the material being dried, which significantly increases the cost of the dryer.

Приведенные недостатки объясняются не низким уровнем проработанности конструктивных решений, а недостатками положенного в основу метода - конвективной сушки. Перспективным вариантом замены или дополнения конвективного способа сушки является сушка в акустических полях высокой интенсивности, что связано со следующими достоинствами метода:These shortcomings are explained not by the low level of sophistication of design solutions, but by the shortcomings of the method used in the basis - convection drying. A promising option for replacing or supplementing the convective drying method is drying in high-intensity acoustic fields, which is associated with the following advantages of the method:

1) высокая интенсивность процесса;1) high intensity of the process;

2) возможность обеспечения качественной и эффективной сушки при низких температурах или принципиально без повышения температуры (исключение разрушения структуры, сохранение всхожести зерна и т.п.);2) the ability to ensure high-quality and efficient drying at low temperatures or, in principle, without increasing the temperature (eliminating the destruction of the structure, preserving the germination of grain, etc.);

3) возможность разработки самонастраивающихся ультразвуковых генераторов, что не требует пользовательского контроля над работой системы.3) the ability to develop self-tuning ultrasonic generators, which does not require user control over the operation of the system.

Вышеперечисленные достоинства объясняют большой интерес к технологии ультразвуковой сушки. Однако попытки практической реализации процесса ультразвуковой сушки сталкиваются с рядом технологических сложностей:The above advantages explain the great interest in ultrasonic drying technology. However, attempts at the practical implementation of the ultrasonic drying process encounter a number of technological difficulties:

1) необходимость создания акустических колебаний в воздушной среде с интенсивностями более 140 дБ;1) the need to create acoustic vibrations in the air with intensities of more than 140 dB;

2) необходимость создания сушильной камеры, обеспечивающей равномерное воздействие акустических колебаний по всему высушиваемому материалу.2) the need to create a drying chamber, providing a uniform effect of acoustic vibrations throughout the dried material.

В настоящие время при создании устройств для акустической сушки эти проблемы решают путем использования аэродинамических излучателей и создания сушильных камер, как правило, в виде протяженного канала прямоугольной формы. Примером такой сушильной установки может служить известное устройство для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов [3]. Это устройство представляет собой сушильную камеру, выполненную в виде канала-звукопровода, с одного торца которого расположен излучатель звука, с противоположного - звукопоглощающий материал.At present, when creating devices for acoustic drying, these problems are solved by using aerodynamic emitters and creating drying chambers, as a rule, in the form of an extended rectangular channel. An example of such a drying installation is the known device for drying capillary-porous bulk materials [3]. This device is a drying chamber made in the form of a sound duct, from one end of which there is a sound emitter, from the opposite - sound-absorbing material.

Это устройство позволяет осуществлять процесс акустической сушки материалов, однако ему присущи некоторые недостатки:This device allows the process of acoustic drying of materials, however, it has some disadvantages:

1) использование в качестве источника звука газоструйного излучателя, обладающего следующими недостатками:1) the use of a gas-jet emitter as a sound source, which has the following disadvantages:

а) низкий КПД, не превышающий 20%;a) low efficiency, not exceeding 20%;

б) быстрый износ механических узлов;b) rapid wear of mechanical components;

в) невозможность работы на высоких частотах (более 20 кГц) и, как следствие, необходимость защиты обслуживающего персонала от акустического излучения (в описываемом устройстве использована частота 150 Гц);c) the inability to work at high frequencies (more than 20 kHz) and, as a result, the need to protect service personnel from acoustic radiation (the frequency described in the device used is 150 Hz);

г) необходимость подвода сжатого воздуха высокого давления, для чего необходимо использование компрессора;d) the need to supply high pressure compressed air, which requires the use of a compressor;

д) большие массогабаритные характеристики, исключающие возможность создания малогабаритной сушилки;e) large weight and size characteristics, excluding the possibility of creating a small-sized dryer;

2) неоптимальная форма сушильной камеры, выполненная в виде протяженного канала прямоугольной формы, приводящая к низкой эффективности использования акустической энергии и отсутствию фокусирования акустических колебаний на высушиваемом материале;2) the non-optimal form of the drying chamber, made in the form of an extended rectangular channel, leading to low efficiency of use of acoustic energy and the lack of focusing of acoustic vibrations on the dried material;

3) применение на тыльном торце сушильной камеры заглушки-звукопоглотителя, приводящее к тому, что реализуется режим бегущей волны и до 80% акустической энергии поглощается в звукопоглотителе и не участвует в процессе сушки (согласно описанию устройства интенсивность у поглотителя всего на 5-6 дБ ниже, чем у излучателя, следовательно, если, как указано в описании, в устройстве реализуется режим бегущей волны, то на сушку затрачивается не более 5 дБ, остальное поглощается в поглотителе).3) the use of a sound absorber plug at the rear end of the drying chamber, which leads to the fact that the traveling wave mode is realized and up to 80% of acoustic energy is absorbed in the sound absorber and is not involved in the drying process (according to the device description, the intensity of the absorber is only 5-6 dB lower than the emitter, therefore, if, as indicated in the description, the traveling wave mode is implemented in the device, then no more than 5 dB is spent on drying, the rest is absorbed in the absorber).

Все перечисленные недостатки снижают эффективность акустического воздействия и не обеспечивают приемлемой скорости сушки.All of these disadvantages reduce the effectiveness of acoustic exposure and do not provide an acceptable drying speed.

Недостатки известного устройства были частично устранены устройством для осуществления сушки капиллярно-пористых материалов, приятым за прототип [4], содержащим тороидальный сетчатый контейнер для высушиваемого материала, установленный в корпусе сушилки, и излучатель акустических колебаний ультразвуковой частоты.The disadvantages of the known device were partially eliminated by a device for drying capillary-porous materials, pleasant for the prototype [4], containing a toroidal mesh container for the material to be dried, installed in the dryer body, and an ultrasonic acoustic emitter of ultrasonic frequency.

При реализации процесса сушки при помощи устройства по [4] за счет специальной формы сушильной камеры обеспечивается фокусировка ультразвуковых колебаний на высушиваемом материале, благодаря чему повышается скорость и равномерность сушки. Однако в устройстве только частично устранены существенные недостатки известных устройств акустической сушки (например, использование в качестве источника ультразвуковых колебаний газоструйного излучателя). Прототипу свойственны и другие недостатки:When implementing the drying process using the device according to [4], due to the special form of the drying chamber, the ultrasonic vibrations are focused on the material being dried, thereby increasing the speed and uniformity of drying. However, the device has only partially eliminated the significant drawbacks of known acoustic drying devices (for example, using a gas-jet emitter as a source of ultrasonic vibrations). The prototype also has other disadvantages:

1) малые объемы высушиваемого материла, обусловленные необходимостью размещения высушиваемого материала в области фокусирования;1) small volumes of the dried material, due to the need to place the dried material in the focus area;

2) невозможность осуществления «деликатной» сушки, вызванная необходимостью подачи в сушильную камеру больших объемов воздуха для работы газоструйного излучателя;2) the impossibility of carrying out “delicate” drying, caused by the need to supply large volumes of air to the drying chamber for operation of the gas-jet emitter;

3) низкий КПД сушилки из-за использования газоструйного излучателя (КПД не превышает 20%).3) low efficiency of the dryer due to the use of a gas-jet emitter (efficiency does not exceed 20%).

Таким образом, устройство, принятое за прототип, не позволяет реализовать процесс сушки с максимальной эффективностью.Thus, the device adopted for the prototype does not allow to realize the drying process with maximum efficiency.

Предлагаемое техническое решение устройства ультразвуковой сушки состоит из тороидального сетчатого контейнера для высушиваемого материала, установленного в корпусе сушилки, и излучателя акустических колебаний ультразвуковой частоты. При этом излучатель ультразвуковых колебаний выполнен в виде изгибно-колеблющегося диска, размеры и форма которого выбраны из условия обеспечения заданных частоты и направленности излучения ультразвуковых колебаний. Излучатель соединен с пьезоэлектрическим преобразователем, питаемым электронным генератором ультразвуковой частоты. Внутренняя поверхность корпуса сушилки образована вращением вокруг акустической оси изгибно-колеблющегося диска двух пересекающихся осесимметричных парабол, имеющих общий фокус. Тороидальный контейнер выполнен в виде двух секций, расположенных в горизонтальной плоскости, причем одна из тороидальных секций контейнера находится в области общего фокуса парабол, а вторая расположена на равном удалении от боковой стенки сушильной камеры и первой секции.The proposed technical solution of the ultrasonic drying device consists of a toroidal mesh container for the material to be dried, installed in the dryer body, and an emitter of acoustic vibrations of ultrasonic frequency. In this case, the emitter of ultrasonic vibrations is made in the form of a bending-oscillating disk, the dimensions and shape of which are selected from the condition of ensuring the given frequency and direction of radiation of ultrasonic vibrations. The emitter is connected to a piezoelectric transducer powered by an ultrasonic frequency electronic generator. The inner surface of the dryer body is formed by rotation around the acoustic axis of a flexurally oscillating disk of two intersecting axisymmetric parabolas having a common focus. The toroidal container is made in the form of two sections located in a horizontal plane, one of the toroidal sections of the container being in the region of the general focus of the parabolas, and the second is located at an equal distance from the side wall of the drying chamber and the first section.

В предлагаемом устройстве ультразвуковой сушки задача повышения эффективности акустического воздействия и увеличения скорости сушки решается за счет:In the proposed device for ultrasonic drying, the task of increasing the efficiency of acoustic exposure and increasing the drying speed is solved by:

1) создания сушильной камеры специальной формы, обеспечивающей формирование оптимального акустического поля, фокусирования ультразвуковых колебаний в высушиваемом сырье и формирование режима стоячей волны, что позволяет обеспечить наиболее полное использование энергии ультразвуковых колебаний;1) creating a drying chamber of a special shape, which ensures the formation of an optimal acoustic field, focusing of ultrasonic vibrations in the dried raw materials and the formation of a standing wave regime, which allows for the most complete use of the energy of ultrasonic vibrations;

2) использования в качестве источника ультразвуковых колебаний пьезоэлектрической ультразвуковой колебательной системы с излучателем в виде изгибно-колеблющегося диска, позволяющего формировать равномерно ультразвуковое излучение на большой площади.2) use as a source of ultrasonic vibrations a piezoelectric ultrasonic oscillatory system with an emitter in the form of a bending-oscillating disk, which allows to form uniformly ultrasonic radiation over a large area.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фиг.1, на которой схематично представлено предлагаемое устройство ультразвуковой сушки. Предлагаемое устройство состоит из излучателя ультразвуковых колебаний в виде изгибно-колеблющегося диска 1, размеры и форма которого выбраны из условия обеспечения заданных частоты и направленности излучения ультразвуковых колебаний, соединенного с пьезоэлектрическим преобразователем 2, установленным в корпусе сушилки. Пьезоэлектрический преобразователь питается от генератора электрических колебаний ультразвуковой частоты (на фиг.1 не показан). Корпус сушилки состоит из верхней 3 и нижней 4 секций. Верхняя секция выполнена съемной и предназначена для загрузки высушиваемого материала. В корпусе сушилки также расположен контейнер для высушиваемого материала, состоящий из двух тороидальных секций. Одна из тороидальных секций 5 контейнера расположена в области общего фокуса парабол. Вторая секция 6 контейнера расположена на равном расстоянии а от боковой стенки сушильной камеры и первой секции. При этом желательно, чтобы габаритные размеры сушилки выбирались из условия обеспечения минимума расстояния а.The essence of the proposed technical solution is illustrated in figure 1, which schematically shows the proposed device for ultrasonic drying. The proposed device consists of an emitter of ultrasonic vibrations in the form of a flexurally oscillating disk 1, the size and shape of which is selected from the condition of providing the specified frequency and directivity of the radiation of ultrasonic vibrations connected to a piezoelectric transducer 2 installed in the dryer body. The piezoelectric transducer is powered by an ultrasonic frequency generator of electric oscillations (not shown in FIG. 1). The dryer body consists of the upper 3 and lower 4 sections. The upper section is removable and designed to load the dried material. A container for the material to be dried, consisting of two toroidal sections, is also located in the dryer body. One of the toroidal sections 5 of the container is located in the common focus area of the parabolas. The second section 6 of the container is located at an equal distance a from the side wall of the drying chamber and the first section. In this case, it is desirable that the overall dimensions of the dryer are selected from the condition of ensuring a minimum distance a.

В предлагаемом варианте сушильной камеры процесс сушки осуществляется следующим образом. Обе тороидальные секции контейнера заполняют высушиваемым материалом. Затем контейнер с высушиваемым материалом помещают в корпус сушилки и осуществляют воздействие ультразвуковыми колебаниями до момента удаления необходимого количества влаги. При генерировании изгибно-колеблющимся диском плоской волны распределение ультразвуковых колебаний внутри сушильной камеры примет вид, показанный на фиг.2 стрелками. Изгибно-колеблющийся диск излучает ультразвуковые колебания в обе стороны относительно своей плоскости, которые отражаются от внутренней ветви параболы, образующей поверхность корпуса сушилки, и фокусируются в высушиваемом материале. Часть ультразвуковых колебаний, отраженных от высушиваемого материала, расположенного в первой тороидальной секции контейнера, попадает на внешнюю ветвь параболы, отражаясь от которой, равномерно распределяется по высушиваемому материалу, расположенному во второй тороидальной секции контейнера. При выборе расстояния b1+b2+b3+b4, кратном длине волны ультразвуковых колебаний в воздушной среде, будет обеспечиваться режим стоячей волны, который является самым энергетически выгодным режимом ультразвукового воздействия. Благодаря выполнению внутренней поверхности корпуса сушилки в виде параболы расстояние b1+b2+b3+b4 будет равным для каждой точки поверхности изгибно-колеблющегося диска и контейнера с высушиваемым материалом. В результате будет обеспечена равномерность высушивания материала по всему объему.In the proposed embodiment of the drying chamber, the drying process is as follows. Both toroidal sections of the container are filled with dried material. Then, the container with the material to be dried is placed in the dryer body and subjected to ultrasonic vibrations until the required amount of moisture is removed. When a plane wave is generated by a flexurally oscillating disk, the distribution of ultrasonic vibrations inside the drying chamber will take the form shown by arrows in FIG. 2. A flexurally oscillating disk emits ultrasonic vibrations in both directions relative to its plane, which are reflected from the inner branch of the parabola forming the surface of the dryer body and are focused in the material to be dried. Part of the ultrasonic vibrations reflected from the dried material located in the first toroidal section of the container falls onto the external branch of the parabola, reflected from which is evenly distributed over the dried material located in the second toroidal section of the container. When choosing the distance b1 + b2 + b3 + b4, which is a multiple of the wavelength of ultrasonic vibrations in the air, a standing wave mode will be provided, which is the most energy-efficient mode of ultrasonic exposure. Due to the implementation of the inner surface of the dryer body in the form of a parabola, the distance b1 + b2 + b3 + b4 will be equal for each point on the surface of the bending-oscillating disk and the container with the material to be dried. The result will be uniform drying of the material throughout the volume.

На фиг.3 показана конструктивная схема ультразвуковой сушилки, реализованная на практике. Для повышения эффективности электроакустического преобразования пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде трехполуволновой ультразвуковой колебательной системы с концентратором 7 [5]. Для повышения эффективности сушки система снабжена устройствами подачи 8 и отвода 9 сушильного воздуха. Разработанная сушильная камера позволяет реализовать следующие режимы сушки: конвекционно-ультразвуковую, вакуумно-ультразвуковую и сушку с попеременным изменением давления в сушильной камере. Разработанная сушильная камера имеет следующие технические характеристики: интенсивность формируемых акустических колебаний, не менее 140 дБ; частота колебаний, генерируемых изгибно-колеблющимся дисковым излучателем 22 кГц; максимальная амплитуда (размах амплитуды) колебаний дискового излучателя 100 мкм; диаметр излучающего диска колебательной системы не более 250 мм; материал дискового излучателя и концентратора - титановый сплав; диаметр сушильной камеры 750 мм; материал сушильной камеры - металл; интенсивность акустических колебаний в сушильной камере (при интенсивности излучения 140 дБ) не менее 150 дБ; максимальная загрузка сушильной камеры 15 кг.Figure 3 shows a structural diagram of an ultrasonic dryer, implemented in practice. To improve the efficiency of electro-acoustic conversion, the piezoelectric transducer is made in the form of a three-wave ultrasonic oscillatory system with a hub 7 [5]. To increase the drying efficiency, the system is equipped with supply devices 8 and exhaust 9 of drying air. The developed drying chamber allows to realize the following drying modes: convection-ultrasonic, vacuum-ultrasonic and drying with alternating pressure changes in the drying chamber. The developed drying chamber has the following technical characteristics: intensity of generated acoustic vibrations, not less than 140 dB; frequency of oscillations generated by a bending-oscillating disk emitter 22 kHz; maximum amplitude (amplitude swing) of oscillations of a disk radiator of 100 microns; the diameter of the radiating disk of the oscillatory system is not more than 250 mm; the material of the disk emitter and hub is a titanium alloy; diameter of the drying chamber 750 mm; drying chamber material - metal; the intensity of acoustic vibrations in the drying chamber (at a radiation intensity of 140 dB) is not less than 150 dB; the maximum load of the drying chamber is 15 kg.

Для определения эффективности созданной конструкции сушильной камеры были проведены экспериментальные исследования, при которых использовался дисковый излучатель с потребляемой электрической мощностью 200 Вт. Температура в сушильной камере поддерживалась на уровне 23-26°С, влажность 50-65%. Дополнительная подача и отвод сушильного воздуха не использовались, т.е. для подтверждения эффективности использовался самый нерациональный способ сушки.To determine the effectiveness of the created design of the drying chamber, experimental studies were conducted in which a disk radiator with a consumed electric power of 200 W was used. The temperature in the drying chamber was maintained at a level of 23-26 ° C, humidity 50-65%. Additional supply and exhaust of drying air were not used, i.e. To confirm the effectiveness, the most irrational drying method was used.

Были проведены две серии экспериментов. Время сушки принималось равным 160 минутам. В первой серии экспериментов в качестве высушиваемого материала использовался размоченный в воде желатин. Результаты сушки приведены в таблице 1.Two series of experiments were conducted. Drying time was taken equal to 160 minutes. In the first series of experiments, gelatin soaked in water was used as a dried material. The drying results are shown in table 1.

Таблица 1
Результаты сушки желатина
Table 1
Gelatin Drying Results
Время, минTime min Масса, гMass g Скорость, г/минSpeed g / min Влагосодержание, %Moisture content,% 1010 47094709 172,04172.04 20twenty 44134413 29,629.6 154,94154.94 30thirty 41254125 28,828.8 138,30138.30 4040 38433843 28,228,2 122,01122.01 50fifty 36703670 17,317.3 112,02112.02 6060 33863386 28,428,4 95,6195.61 7070 31923192 19,419,4 84,4084.40 8080 30273027 16,516.5 74,8774.87 9090 28682868 15,915.9 65,6865.68 100one hundred 27322732 13,613.6 57,8357.83 110110 26142614 11,811.8 51,0151.01 120120 25132513 10,110.1 45,1845.18 130130 24282428 8,58.5 40,2740.27 140140 23492349 7,97.9 35,7035.70 150150 22772277 7,27.2 31,5431.54 160160 22212221 5,65,6 28,3128.31

Таким образом, после 160 минут сушки желатина его конечное влагосодержание составило 28,31%, при этом энергозатраты составили 0,6 кВт. При использовании ультразвуковой сушилки с газоструйным преобразователем для высушивания такого же количества желатина потребовалось 230 минут при энергозатратах в 2,3 кВт.Thus, after 160 minutes of gelatin drying, its final moisture content was 28.31%, while the energy consumption was 0.6 kW. When using an ultrasonic dryer with a gas-jet transducer, it took 230 minutes to dry the same amount of gelatin at an energy consumption of 2.3 kW.

Во второй серии экспериментов осуществлялся процесс сушки моркови. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.In the second series of experiments, the process of drying carrots was carried out. The experimental results are shown in table 2.

Таблица 2
Результаты сушки моркови
table 2
Carrot Drying Results
Время, минTime min Масса, гMass g Влажность, %Humidity% Скорость, г/минSpeed g / min 1010 15091509 601,43601.43 20twenty 14641464 579,74579.74 4,54,5 30thirty 14251425 561,53561.53 3,83.8 4040 13881388 543,89543.89 3,73,7 50fifty 13491349 525,34525.34 3,93.9 6060 13101310 506,75506.75 3,93.9 7070 12741274 489,78489.78 3,63.6 8080 12391239 472,61472.61 3,63.6 9090 12051205 456,35456.35 3,43.4 100one hundred 11681168 439,04439.04 3,63.6 110110 11371137 424,20424.20 3,13,1 120120 11051105 409,03409.03 3,23.2 130130 10751075 395,20395.20 2,92.9 140140 10471047 381,88381.88 2,82,8 150150 10231023 370,33370.33 2,42,4 160160 996996 357,06357.06 2,82,8

После сушки моркови ее влагосодержание уменьшилось приблизительно в два раза, при этом энергозатраты составили 0,6 кВт. При использовании ультразвуковой сушилки с газоструйным преобразователем для высушивания такого же количества желатина потребовалось 300 минут при энергозатратах в 3 кВт.After drying the carrots, its moisture content decreased approximately twice, while the energy consumption was 0.6 kW. When using an ultrasonic dryer with a gas-jet converter, it took 300 minutes to dry the same amount of gelatin at an energy consumption of 3 kW.

Приведенные значения показывают эффективность предлагаемого технического решения и перспективность его применения в качестве промышленных и малогабаритных коммерческих сушильных установок.The given values show the effectiveness of the proposed technical solution and the prospects of its application as industrial and small-sized commercial drying plants.

Мелкосерийное производство разработанного устройства для ультразвуковой сушки планируется начать в 2009 году.Small-scale production of the developed device for ultrasonic drying is planned to begin in 2009.

Список литературыBibliography

1. Физические основы ультразвуковой технологии [Текст] / под ред. Л.Д.Розенберга. - М.: Наука, 1969. - 689 с.1. Physical foundations of ultrasound technology [Text] / ed. L.D. Rosenberg. - M .: Nauka, 1969 .-- 689 p.

2. Хмелев В.Н. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности [Текст] / В.Н.Хмелев, А.В.Шалунов [и др.]. - Барнаул: АлтГТУ, 2007. - 416 с.2. Khmelev V.N. Ultrasonic multifunctional and specialized devices for the intensification of technological processes in industry [Text] / V.N. Khmelev, A.V. Shalunov [and others]. - Barnaul: AltSTU, 2007 .-- 416 p.

3. Патент РФ №2095707.3. RF patent No. 2095707.

4. Патент РФ №2239137 - прототип.4. RF patent No. 2239137 - prototype.

5. Khmelev V.N. High Power Ultrasonic Oscillatory Systems [Text] / V.N.Khmelev, S.V.Levin, S.N.Tsyganok, A.N.Lebedev //International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM'2007: Workshop Proceedings. - Novosibirsk: NSTU, 2007. - P.293-298.5. Khmelev V.N. High Power Ultrasonic Oscillatory Systems [Text] / V.N. Khmelev, S.V. Levin, S.N. Tsyganok, A.N. Lebedev // International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM'2007: Workshop Proceedings. - Novosibirsk: NSTU, 2007. - P.293-298.

Claims (1)

Устройство для ультразвуковой сушки, содержащее тороидальный сетчатый контейнер для высушиваемого материала, установленный в корпусе сушилки и излучатель акустических колебаний ультразвуковой частоты, отличающееся тем, что излучатель ультразвуковых колебаний выполнен в виде изгибно-колеблющегося диска и соединен с пьезоэлектрическим преобразователем, питаемым электронным генератором ультразвуковой частоты, внутренняя поверхность корпуса сушилки образована вращением вокруг акустической оси изгибно-колеблющегося диска двух пересекающихся осесимметричных парабол, имеющих общий фокус, а тороидальный контейнер выполнен в виде двух секций, расположенных в горизонтальной плоскости, причем одна из тороидальных секций контейнера находится в области общего фокуса парабол, а вторая расположена на равном удалении от боковой стенки сушильной камеры и первой секции. An apparatus for ultrasonic drying, comprising a toroidal mesh container for the material to be dried, mounted in the dryer body and an ultrasonic acoustic emitter, characterized in that the ultrasonic emitter is made in the form of a bending oscillating disk and is connected to a piezoelectric transducer fed by an electronic ultrasonic frequency generator, the inner surface of the dryer body is formed by rotation around the acoustic axis of a bending-oscillating disk of two intersecting axisymmetric parabolas having a common focus, and the toroidal container is made in the form of two sections located in a horizontal plane, one of the toroidal sections of the container being in the region of the general focus of the parabolas, and the second is located at an equal distance from the side wall of the drying chamber and the first section.
RU2008118796/06A 2008-05-12 2008-05-12 Ultrasonic drying device RU2367862C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008118796/06A RU2367862C1 (en) 2008-05-12 2008-05-12 Ultrasonic drying device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008118796/06A RU2367862C1 (en) 2008-05-12 2008-05-12 Ultrasonic drying device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2367862C1 true RU2367862C1 (en) 2009-09-20

Family

ID=41167985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008118796/06A RU2367862C1 (en) 2008-05-12 2008-05-12 Ultrasonic drying device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2367862C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795140C1 (en) * 2022-09-01 2023-04-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method of ultrasonic drying of materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795140C1 (en) * 2022-09-01 2023-04-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method of ultrasonic drying of materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khmelev et al. Studies of ultrasonic dehydration efficiency
Gallego-Juarez et al. A new high-intensity ultrasonic technology for food dehydration
EP2037766B1 (en) Method and system for enhanced high intensity acoustic waves application
RU2004102051A (en) METHOD OF WAVE MICROWAVE PROCESSING
Sahu Introduction to advanced food process engineering
RU2291712C2 (en) Method and device for disinfecting product be means of surface treatment
RU2367862C1 (en) Ultrasonic drying device
RU147237U1 (en) DEVICE FOR ULTRASONIC DRYING OF BIRD LITTER
RU2332266C1 (en) Ultrasonic vibration system
RU195247U1 (en) Ultrasonic dryer
JP2022521726A (en) Composite machine for heat drying treatment of dielectric products
Khmelev et al. Combined acoustic-convective drying of plant products
KR101442711B1 (en) Vacuum freeze drying method and drying feed manufacturing method for companion animal manufactured by the method
RU2794688C1 (en) Device for non-contact acoustic drying of materials
US6074681A (en) Method of drying konjak in producing dried seasoned konjak
RU2651594C1 (en) Microwave drier of down and fur raw materials of the rotor type
RU2415357C1 (en) Acoustic thermal drier
RU2610131C2 (en) Degreasing and disinfection method of slaughter animals raw casings
RU2795140C1 (en) Method of ultrasonic drying of materials
RU2374965C1 (en) Method for ultrasonic drying of hair
KR20050121417A (en) Vacuum dry equipment
RU2744826C1 (en) Piezoelectric oscillating system for ultrasonic action on gaseous media
JP2003094406A (en) Method for drying lumber
SU748100A1 (en) Acoustic dryer for heat-susceptible loose materials
RU2751423C1 (en) Method for ultrasonic drying of bulk materials

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20111128

PD4A Correction of name of patent owner
QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20111128

Effective date: 20180907

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190513