RU2372570C1

RU2372570C1 - Drying complex for products

Info

Publication number: RU2372570C1
Application number: RU2008132341/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Серков (RU); Сергей Викторович Серков
Original assignee: ООО "Фонд содействия развитию российских технологий"
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2009-11-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: drying complex for products contains operation chambers, each of which is equipped with set of trays, heater, ventilator, condenser and vacuum valves, interrelated by means of technological pipelines and fittings with vacuum installation, system of cooling liquid supply, condensate accumulator and equipped with means for products temperature control and agent of drying and vacuum. Trays, heater and ventilator are compactly placed between upper surfaces of shell and tank of box form of three-way condenser made in form of pipe set, hermetically placed into tank for passage of drying agent and discharge of condensate into accumulator, vacuum valves are selected with rate if operating elements 400-800 mm/sec with conventional pass within the limits from 50 to 63 mm per 1 cubic metre of operation chamber, vacuum chamber being made with possibility if connection with operation chamber with volume ratios selected as 0.6 to 1 for stabilisation of temperature and pressure in process of drying and 1.2 to 1 for carrying out vacuum impulse.

EFFECT: increase of temperature and pressure stabilisation in zone of products processing in order to eliminate initial substance loss and possibility to destroy live cells of organism and plants ensuring simple sanitary treatment.

5 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности, сельском хозяйстве и в других отраслях, в частности, это изобретение можно отнести к быстрым технологиям стадийной сушки продуктов, оборудованием, циклически генерирующим мощные вакуумные импульсы за счет объемных соотношений сушильной и вакуумной камер с последующим углублением вакуума в сушильной камере вакуум-насосом.The invention can be used in the food industry, agriculture and other industries, in particular, this invention can be attributed to the fast technologies of stage drying of products, equipment cyclically generating powerful vacuum pulses due to volume ratios of the drying and vacuum chambers, followed by deepening the vacuum in the drying chamber with a vacuum pump.

Известен способ вакуумной сушки материалов и устройство вакуумной сушки материалов (RU 2121638, М. Кл. F26B 5/04, F26B 9/06), включающее сушильную камеру с системами полок, нагрева обрабатываемого материала, откачки парогазовой смеси, подключенная к конденсатору, взаимосвязанных магистральными путями с системами создания вакуума и контроля технологического процесса.A known method of vacuum drying of materials and a device for vacuum drying of materials (RU 2121638, M. Cl. F26B 5/04, F26B 9/06), including a drying chamber with systems of shelves, heating the processed material, pumping the gas mixture, connected to the condenser, interconnected by main in ways with vacuum systems and process control systems.

Наиболее близким аналогом является установка, используемая для сушки растительных материалов по патенту (RU 2232955, М. Кл. F26D 5/04), содержащая две рабочие камеры с каналами и зазорами для циркуляции агента сушки, выполненные с возможностью загрузки-выгрузки поддонов с высушиваемым материалом, каждая из которых оборудована средством для нагрева агента сушки, конденсатором и вакуумными клапанами, взаимосвязанными посредством технологических трубопроводов и арматуры с системами вакуумной, охлаждения и управления.The closest analogue is the installation used for drying plant materials according to the patent (RU 2232955, M. Cl. F26D 5/04), containing two working chambers with channels and gaps for circulation of the drying agent, made with the possibility of loading and unloading pallets with dried material , each of which is equipped with means for heating the drying agent, a condenser and vacuum valves interconnected by means of process pipelines and fittings with vacuum, cooling and control systems.

К недостаткам устройства вакуумной сушки материалов и установки для сушки растительных материалов можно отнести относительно малые возможности по стабилизации температуры и давления разрежения в зоне обработки продуктов из-за ограниченной возможности влиять на процесс сушки объемными соотношениями между рабочей и вакуумной камерами и низкие эксплуатационные свойства сушильных камер, конденсаторов и трубопроводов с арматурой при санитарной обработке из-за относительно нерациональной их компоновки.The disadvantages of the device for vacuum drying of materials and the installation for drying plant materials include relatively small possibilities for stabilizing the temperature and pressure of the vacuum in the product processing zone due to the limited ability to influence the drying process by volumetric ratios between the working and vacuum chambers and the low operational properties of the drying chambers, capacitors and pipelines with fittings during sanitary processing due to their relatively irrational layout.

Таким образом, задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в запуске сушильного комплекса для продуктов в производство и эксплуатацию на базе простого и надежного оборудования, выполненного с возможностью повышения стабилизации температуры и давления в зоне обработки продуктов для исключения потерь исходного вещества и возможности уничтожения живых клеток организма и растений с обеспечением простой санитарной обработки.Thus, the task to which the claimed invention is directed is to launch a drying complex for products into production and operation based on simple and reliable equipment, made with the possibility of increasing the stabilization of temperature and pressure in the processing zone of products to exclude losses of the starting material and the possibility of destruction living cells of the body and plants with simple sanitization.

Данная задача достигается тем, что сушильный комплекс для продуктов содержит рабочие камеры, каждая из которых оборудована набором поддонов, калорифером, вентилятором, конденсатором и вакуумными клапанами, взаимосвязанными посредством технологических трубопроводов и арматуры с вакуумной установкой, системой подачи охлаждающей жидкости, сборником конденсата и оснащенными средствами для контроля температуры продуктов и агента сушки и давления разряжения, отличается от известных технических решений рациональной компактностью составных частей, возможностью более гибко влиять объемными соотношениями на процесс сушки, упрощенной санитарной обработки, что свидетельствует о соответствии заявляемого комплекса для сушки продуктов критерию «новизна».This task is achieved by the fact that the drying complex for products contains working chambers, each of which is equipped with a set of pallets, a heater, a fan, a condenser and vacuum valves interconnected by technological pipelines and valves with a vacuum unit, a coolant supply system, a condensate collector and equipped with for temperature control of products and drying agent and vacuum pressure, the composition differs from the known technical solutions in rational compactness parts, the ability to more flexibly influence volumetric ratios on the drying process, simplified sanitization, which indicates the compliance of the claimed complex for drying products with the criterion of "novelty".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что оборудование, обеспечивающее сушку продуктов на основе вакуумно-импульсных технологий, широко известно, однако такое выполнение сушильной камеры сушильного комплекса, поддоны, калорифер и вентилятор которого компактно расположены между верхними поверхностями обечайки и баком коробчатой формы трехходового конденсатора, выполненного в виде набора труб, герметично помещенных в бак для прохода агента сушки и слива конденсата в сборник, вакуумные клапаны которого выбираются со скоростью исполнительных органов 400-800 мм/с с условными проходами в пределах от 50 до 63 мм на 1 кубический метр рабочей камеры, повышает технологические и санитарные возможности оборудования данного типа. При этом вакуумная камера выполнена с возможностью соединения с рабочей камерой объемными соотношениями, выбираемыми как 0,6 к 1 для стабилизации температуры и давления в процессе сушки и 1,2 к 1 для проведения вакуумного импульса. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «существенные отличия». На чертежах показано:Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the equipment for drying products based on vacuum-pulse technologies is widely known, however, such an embodiment of the drying chamber of the drying complex, the pallets, air heater and fan of which are compactly located between the upper surfaces of the shell and the three-way box-shaped tank condenser, made in the form of a set of pipes hermetically placed in the tank for passage of the drying agent and condensate drain into the collector, cat vacuum valves cerned with a velocity selected executive bodies 400-800 mm / s with nominal diameters in the range of 50 to 63 mm per 1 cubic meter of the working chamber increases the technological possibilities and sanitation of this type of equipment. In this case, the vacuum chamber is configured to connect to the working chamber by volume ratios selected as 0.6 to 1 to stabilize the temperature and pressure during the drying process and 1.2 to 1 to conduct a vacuum pulse. This allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "significant differences". The drawings show:

на фиг.1 - технологическая схема сушильного комплекса для продуктов с одной рабочей камерой;figure 1 is a flow chart of a drying complex for products with one working chamber;

на фиг.2 - сушильный комплекс для продуктов с двумя рабочими камерами, вид сверху;figure 2 - drying complex for products with two working chambers, top view;

на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2;figure 3 is a section aa in figure 2;

на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3;figure 4 is a section bB in figure 3;

на фиг.5 - поддон.figure 5 is a pallet.

Сушильный комплекс для продуктов содержит рабочие камеры 1 и 2, каждая из которых оборудована набором поддонов 3, калорифером 4, вентилятором 5, конденсатором 6 и вакуумными клапанами 7 и 8 взаимосвязанных посредством технологических трубопроводов и арматуры с вакуумной установкой 9, системой подачи охлаждающей жидкости 10, сборником конденсата 11 и оснащена средствами 12 для контроля температуры продукта и агента сушки 13 для контроля разряжения.The drying complex for products contains working chambers 1 and 2, each of which is equipped with a set of pallets 3, air heater 4, fan 5, condenser 6 and vacuum valves 7 and 8 interconnected by means of technological pipelines and fittings with vacuum installation 9, coolant supply system 10, a condensate collector 11 and is equipped with means 12 for controlling the temperature of the product and a drying agent 13 for controlling the vacuum.

Несущая конструкция рабочих камер 1 и 2 состоит из корпуса 14 коробчатой формы, выполненного из коррозийно-стойкой стали, усиленной ребрами жесткости и высокотемпературной изоляции 15, облицованных, например, профилированным оцинкованным листом 16 и дверей 17 и 18 с торцов соответственно для погрузочно-разгрузочных работ и монтажа оборудования. Поддоны 3, калорифер 4 и вентилятор 5 компактно расположены между верхними поверхностями корпуса 14 и бака конденсатора 6. На боковых стенках корпуса 14 симметрично расположены опоры 21 для поддонов 3, выполненных с зазором между собой с соотношением Н/H1 как 3 к 1, что обеспечивает при движении агента сушки его проникновение через слой продукта (турбуляцию потока) и интенсификацию процесса удаления влаги из уложенного на поддоны 3 сырья при вакуумном импульсе длительностью от 1 до 4 секунд с последующим вакуумированием длительностью от 5 до 30 минут вакуум - насосом 22 вакуумной установки 9. Вакуумный импульс или быстрый сброс давления из рабочих камер 1 или 2 в камеры установки 9 позволяет более эффективно уловить находящуюся в туманно-парообразном состоянии влагу и повысить производительность. Например, пусть равновесное давление в рабочей камере 1-150 мм рт.ст., в камере вакуумной установки 9-10 мм рт.ст., тогда при открытии в среднем за 0,2 с клапанов 7 и 8 получим разрежение (150+10):2=80 мм рт.ст. за 1-4 с.The supporting structure of the working chambers 1 and 2 consists of a box-shaped case 14 made of corrosion-resistant steel reinforced with stiffeners and high-temperature insulation 15, lined with, for example, profiled galvanized sheet 16 and doors 17 and 18 from the ends, respectively, for loading and unloading and installation of equipment. The pallets 3, the air heater 4 and the fan 5 are compactly located between the upper surfaces of the casing 14 and the condenser tank 6. On the side walls of the casing 14 there are symmetrically arranged supports 21 for pallets 3 made with a gap between themselves with a ratio of H / H1 as 3 to 1, which ensures when the drying agent moves, its penetration through the product layer (flow turbulence) and the intensification of the process of removing moisture from the raw materials laid on pallets 3 with a vacuum pulse of 1 to 4 seconds duration followed by evacuation of 5 to 30 minutes vacuum - vacuum pump 22 Fitting 9. Vacuum pulse or rapid depressurization of the working chambers 1 and 2 in the setting chamber 9 allows more efficient catch being in foggy moisture-vapor state and increase productivity. For example, suppose that the equilibrium pressure in the working chamber is 1-150 mm Hg, in the chamber of the vacuum unit 9-10 mm Hg, then when opening on average for 0.2 s of valves 7 and 8 we get a vacuum (150 + 10 ): 2 = 80 mmHg for 1-4 s.

Каждый поддон 3 состоит из каркаса 23 и сетки 24 из стеклоткани с тефлоновым покрытием. Трехходовой конденсатор 6 выполнен в виде набора труб для прохода агента сушки, герметично помещенных в коробчатой формы бак, подсоединенный к системе подачи охлаждающей жидкости 9. В верхней части канала 25 в корпус 14 вварен патрубок 26 для подсоединения электромагнитных клапанов 7 и 8, выбираемых со скоростью исполнительных органов 400-800 мм/с с условными проходами в пределах от 50 до 63 мм на 1 кубический метр рабочей камеры. Такое выполнение упрощает санитарную обработку зоны движения агента сушки.Each pallet 3 consists of a frame 23 and a mesh 24 of Teflon-coated fiberglass. The three-way condenser 6 is made in the form of a set of pipes for the passage of the drying agent, hermetically placed in a box-shaped tank connected to the coolant supply system 9. In the upper part of the channel 25, a pipe 26 is welded into the housing 14 for connecting the electromagnetic valves 7 and 8, selected at a speed executive bodies 400-800 mm / s with nominal passes ranging from 50 to 63 mm per 1 cubic meter of the working chamber. This embodiment simplifies the sanitization of the movement zone of the drying agent.

Вакуумная установка 9 состоит из камер маневренной 28 и ударной 29, каждая из которых выполнена объемом в пределах 0,6 внутреннего объема рабочей камеры 1 или 2, камеры 11 для сбора конденсата и водокольцевого вакуумного насоса 22, подсоединенного к системе подачи охлаждающей жидкости 10. Камеры 28 и 29 через трубопроводы, электромагнитные клапаны 7,8 и 30,31 взаимосвязаны соответственно с рабочими камерами 1 и 2 и вакуум-насосом 22 и через арматуру с камерой 11 для сбора конденсата. Такое выполнение позволяет обеспечить рабочей зоне камер 1 или 2 многовариантное соединение с вакуумной установкой 9 и расширяет возможности более гибко влиять объемными соотношениями по поддержанию в процессе сушки температуры и давления разрежения.Vacuum unit 9 consists of maneuvering chambers 28 and shock 29, each of which is made with a volume within 0.6 of the internal volume of the working chamber 1 or 2, a condensate collecting chamber 11 and a liquid ring vacuum pump 22 connected to the coolant supply system 10. Chambers 28 and 29 through pipelines, electromagnetic valves 7.8 and 30.31 are interconnected respectively with working chambers 1 and 2 and a vacuum pump 22 and through valves with a chamber 11 for collecting condensate. This embodiment allows to provide the working area of the chambers 1 or 2 with a multivariate connection with the vacuum unit 9 and expands the possibilities to more flexibly influence the volumetric relationships to maintain the temperature and pressure of the vacuum during drying.

В общем случае заявляемый комплекс работает следующим образом.In the General case, the inventive complex works as follows.

Подготовленный по соответствующей технологии исходный продукт укладывается в один слой на сетки 24, которые после заполнения устанавливаются на уголковые направляющие опоры 21 в рабочие камеры 1 и 2. Герметично закрывают двери 17, включают калорифер 4, вентилятор 5 и нагревают воздух при атмосферном давлении. Клапана 7 и 8 закрыты. Одновременно включаются система 10 подачи охлаждаемой жидкости в конденсатор 6 и вакуум-насос 22 для создания в камерах 28 и 29 давления 5-20 мм рт.ст. Исходный продукт в камере сушки нагревают до среднеобъемной температуры, не вызывающей его денатурации. При достижении заданной температуры калорифер 4 и вентилятор 5 отключают. Открывают клапаны 7 и 8 и производят вакуумный импульс. Клапан 8 закрывают и открывают клапан 30 для подготовки камеры 29 к очередному импульсу. Материал выдерживают под остаточным вакуумом рабочей камеры, например, 1 и камеры 28. Затем производят нагрев под остаточным давлением. За 2-5°С до среднеобъемной температуры, не вызывающей денатурации материала, клапан 7 закрывают и открывают клапан 31 для подготовки камеры 28 к очередному импульсу. При достижении заданной температуры снова производят вакуумный импульс и все операции повторяют. Функционирование второй камеры осуществляется с задержкой по времени в зависимости от обрабатываемого материала.Prepared by the appropriate technology, the initial product is laid in one layer on the grids 24, which, after filling, are installed on the corner guide supports 21 in the working chambers 1 and 2. Hermetically close the doors 17, turn on the air heater 4, fan 5 and heat the air at atmospheric pressure. Valves 7 and 8 are closed. At the same time, the system 10 for supplying the cooled liquid to the condenser 6 and the vacuum pump 22 are turned on to create a pressure of 5-20 mm Hg in the chambers 28 and 29. The initial product in the drying chamber is heated to a medium volume temperature that does not cause its denaturation. When the set temperature is reached, the air heater 4 and the fan 5 are turned off. Valves 7 and 8 are opened and a vacuum pulse is generated. The valve 8 is closed and the valve 30 is opened to prepare the chamber 29 for the next impulse. The material is kept under a residual vacuum of the working chamber, for example, 1 and chamber 28. Then, heating is carried out under residual pressure. 2-5 ° C to the volumetric average temperature, which does not cause denaturation of the material, the valve 7 is closed and the valve 31 is opened to prepare the chamber 28 for the next pulse. When the set temperature is reached, a vacuum pulse is produced again and all operations are repeated. The operation of the second chamber is delayed in time, depending on the material being processed.

Claims

The drying complex for products contains working chambers, each of which is equipped with a set of pallets, a heater, a fan, a condenser and vacuum valves interconnected by technological pipelines and valves with a vacuum unit, a coolant supply system, a condensate collector and equipped with means for monitoring the temperature of the products and agent drying and vacuum pressure, characterized in that the pallets, air heater and fan are compactly located between the upper surfaces of the shell and a box-shaped tank with a three-way condenser, made in the form of a set of pipes hermetically placed in the tank for the passage of the drying agent and condensate drain into the collector, the vacuum valves are selected at an actuator speed of 400-800 mm / s with conditional passes ranging from 50 to 63 mm per 1 cubic meter of the working chamber, while the vacuum chamber is made with the possibility of connection with the working chamber by volume ratios selected as 0.6 to 1 to stabilize the temperature and pressure during the drying process and 1.2 to 1 for conducting vacuum and pulse.