RU2395768C1 - Вакуум-сублимационная сушилка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к оборудованию для вакуум-сублимационной сушки, и может быть использовано в пищевой, химической, биомедицинской и микробиологической промышленности. При вакуум-сублимационной сушке продукт предварительно замораживается в противнях с поперечными перегородками для увеличения поверхности теплообмена, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, установлены термоэлектрические модули, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье. Противни в нижней части имеют оребрение, служащее для десублимации пара нижестоящего каскада. Теплота, выделяемая горячими спаями термоэлектрических модулей, используется для подвода энергии к продукту. Камера сушилки (сублиматор) имеет цилиндрическую форму с откидывающейся крышкой, выполняемой в виде полуцилиндра со смотровым окном. По периметру внутренней поверхности сублиматора устанавливается десублиматор для дополнительной конденсации (десублимации) пара. Изобретение должно обеспечить снижение удельных энергозатрат, повышение качества продукта, упрощение конструкции сушилки. Многокаскадное расположение противней на подставке позволяет увеличить объем загружаемого продукта. 4 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к сушильной технике, в частности к оборудованию для вакуум-сублимационной сушки, и может быть использовано в пищевой, химической, биомедицинской и микробиологической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вакуум-сублимационная сушилка [Патент РФ №2183307, опубликован в бюллетене №16 10.06.2002 г.], содержащая цилиндрическую камеру, подключенную к десублиматору и вакуум-насосу, секции, образуемые противнями, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, герметично установлены термоэлектрические модули, при этом площадь противней увеличивается с ростом порядкового номера секции, нагреватель расположен в нижней секции.

Недостатком устройства является невысокое качество готовой продукции из-за неравномерности процесса сушки, высокие энергозатраты, большие габариты и высокая металлоемкость конструкции.

Техническая задача изобретения - повышение качества готовой продукции, снижение удельных энергозатрат, упрощение конструкции сушилки.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что продукт предварительно замораживается в противнях с развитой поверхностью (поперечными перегородками) для увеличения поверхности теплообмена, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, установлены термоэлектрические модули, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье.

Противни в нижней части имеют развитую поверхность, оребрение, служащее для десублимации пара нижестоящего каскада.

Теплота, выделяемая горячими спаями термоэлектрических модулей, используется для подвода энергии к продукту.

Цилиндрическая камера представляет собой сублиматор, состоящий из двух частей - корпуса и откидывающейся крышки, выполненных в виде полуцилиндров, каскадов, представляющих собой противни с поперечными перегородками, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, герметично установлены термоэлектрические модули, причем в нижней части противни имеют развитую поверхность (оребрение) для десублимации пара нижестоящего каскада, а по периферии камера снабжена двумя десублиматорами с развитой поверхностью, при этом противни легко устанавливаются в сублиматоре с помощью специальной подставки.

Многокаскадное расположение противней на подставке позволяет увеличить объем загружаемого продукта.

Положительный эффект при осуществлении предлагаемого изобретения достигается за счет снижения энергозатрат и интенсификации процесса сушки.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества готовой продукции, снижении удельных энергозатрат, упрощении конструкции сушилки.

На фиг.1 изображена вакуум-сублимационная сушилка, на фиг.2 - противень с поперечными перегородками, в двойных днищах которых установлены термоэлектрические модули, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье, на фиг.3 - подставка для многокаскадного расположения противней, на фиг.4 - десублиматор.

Вакуум-сублимационная сушилка для осуществления предлагаемого способа содержит цилиндрическую камеру (сублиматор), состоящую из корпуса 1 и откидывающейся крышки 2, подключенную к вакуум-насосу, десублиматор 7, противни для загрузки продукта 3, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, герметично установлены термоэлектрические модули 4, причем в нижней части противни имеют оребрение 5 для десублимации пара нижестоящего каскада, подставку 6 для многосекционной компоновки противней в сублиматоре.

Вакуум-сублимационная сушилка работает следующим образом. Продукт предварительно замораживается в противне 3, в двойном днище которого, выполненном из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, установлены термоэлектрические модули 4, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье, служащие для передачи теплоты десублимации пара нижестоящего каскада на сублимацию влаги из продукта в последующем, что исключает необходимость применения нагревателей в каждой секции. Затем противни 3 устанавливаются на подставку 6 в сублиматор, представляющий собой цилиндрическую камеру, состоящую из корпуса 1 и откидывающейся крышки 2, образуя многосекционную конструкцию, которая подключается к вакуум-насосу.

После этого камеру вакуумируют и начинают процесс сушки, в процессе которой термоэлектрические элементы передают теплоту десублимации нижестоящего каскада на сублимацию влаги из продукта в вышестоящем.

При подаче питания на термоэлектрические модули 4 они обеспечивают охлаждение холодных спаев до температуры 258…260 К. Одновременно на горячих спаях выделяется теплота, равная сумме холодопроизводительности и мощности, затраченной на питание термобатарей. Эта теплота передается продукту через перегородку, выполненную из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. При этом на ребрах 5 происходит частичная конденсация (десублимация) пара, а с поверхности замороженного продукта - сублимация влаги.

После достижения требуемой влажности продукта процесс сушки прекращают, сублиматор девакуумируют и выгружают продукт.Затем меняют на 2…3 мин полярность питания термобатареи, что приводит к нагреву холодных спаев и удалению десублимата, после чего установку переключают на нормальный режим работы.

Предложенный способ позволяет повысить качество готовой продукции, снизить удельные энергозатраты, упростить конструкцию сушилки.

Claims (1)

1. Вакуум-сублимационная сушилка, содержащая цилиндрическую камеру, подключенную к вакуум-насосу, десублиматор, противни для загрузки продукта, в двойных днищах которых установлены термоэлектрические модули, причем в нижней части противни имеют оребрение для десублимации пара нижестоящего каскада, отличающаяся тем, что сушильная камера представляет собой сублиматор, состоящий из двух частей - корпуса и откидывающейся крышки, выполненных в виде полуцилиндров, каскадов, представляющих собой противни с развитой поверхностью (поперечными перегородками) для увеличения поверхности теплообмена, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, герметично установлены термоэлектрические модули, причем в нижней части противни также имеют развитую поверхность (оребрение) для десублимации пара нижестоящего каскада, а по периферии камера снабжена двумя десублиматорами с развитой поверхностью (оребрением), при этом противни устанавливаются в сублиматоре с помощью подставки.

Images