RU2602646C2 - Роторный аппарат для производства сушеных плодоовощных продуктов и чипсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к оборудованию для влаготепловой обработки растительного сырья и может быть использовано для получения чипсов, а также сушёных плодоовощных продуктов из яблок, груш, моркови, сахарной свеклы и другого плодоовощного сырья и корнеплодов. Корпус роторного аппарата выполнен в виде двух коаксиально установленных цилиндров с кольцевым каналом между ними, образующим рабочее пространство аппарата, канал разделён перегородками на рабочие секции, выполненными с прорезями, обеспечивающими возможность перемещения кассет с продуктом и приводного диска, наружная поверхность внутреннего и внутренняя поверхность наружного цилиндров снабжены направляющими для кассет, установленных с возможностью перемещения последних по секциям кольцевого канала, при этом внутренняя направляющая выполнена в виде роликовых опор, а внешней направляющей и одновременно опорой является приводной диск, в наружном цилиндре корпуса имеются прорези, обеспечивающие возможность перемещения кассет с продуктом между указанными секциями и рабочим пространством секций корпуса, секция конвективной сушки имеет контур рециркуляции теплоносителя, трубопровод которого расположен в пространстве внутреннего цилиндра корпуса, секции СВЧ-сушки снабжены контурами рециркуляции теплоносителя, частично расположенными в пространстве внутреннего цилиндра корпуса, кассета для продукта выполнена одно- и/или многоярусной, в верхней её части закреплён зубчатый обод, образующий зацепление с зубчатым ободом, расположенным на внешней поверхности внутреннего цилиндра корпуса. Изобретение должно обеспечить осуществление постадийного процесса комбинированной конвективно-СВЧ сушки с учетом кинетических закономерностей процесса и возможностью изменения общего времени. 11 ил.

Description

Изобретение относится к оборудованию для влаготепловой обработки растительного сырья при производстве сушеных плодоовощных продуктов и может быть использовано для получения чипсов из яблок, груш, моркови, а также другого плодоовощного сырья и корнеплодов.

Известна СВЧ-конвективная сушилка для плодов и овощей [Патент №2509275 РФ, МПК F26B 15/14, F26B 17/04. СВЧ-конвективная сушилка / А.Н. Остриков, В.Д. Демьянов (РФ). - №2012141222/06; Заявлено 27.09.2012; Опубл. 10.03.2014, Бюл. №7], содержащая поочередно расположенные СВЧ-камеры и камеры охлаждения, бесконечный тяговый орган с закрепленными на нем лотками, корпус сушилки выполнен в виде короба, внутри которого последовательно расположены чередующиеся СВЧ-камеры и камеры охлаждения, причем на внутренней боковой стенке каждой СВЧ-камеры установлен магнетрон, нижняя часть камер охлаждения соединена с вентилятором, а их верхние части - с вытяжным диффузором для отвода отработанного теплоносителя, между СВЧ-камерами и камерами охлаждения установлены перегородки с возможностью перемещения в вертикальной плоскости при помощи троса, через все камеры проходит тросовый транспортер, на котором закреплены с равным шагом перфорированные лотки, движение которых происходит циклично.

Данная СВЧ-конвективная сушилка имеет следующие недостатки:

- инерционность тепломассообменных процессов внутри сушилки, связанная с попеременным нагревом и охлаждением продукта, что способствует повышенным тепловым и энергозатратам, а также нерациональному использованию энергетического потенциала теплоносителя и СВЧ-волн;

- сложность центрирования лотков с продуктом на тросовом транспортере, что снижает равномерность воздействия теплоносителя, СВЧ-энергии на продукт, однородность его обработки и, соответственно, влияет на качество готового продукта;

- необходимость преодоления дополнительного сопротивления движению элементов тросового транспортера при цикличном перемещении лотков, что способствует повышению энергозатрат электромеханического привода по сравнению с непрерывным перемещением объекта ленточными или роликовыми транспортерами.

Известна роторная сушилка [Патент №2520752 РФ, МПК F26B 15/04. Роторная сушилка / А.Н. Остриков, С.А. Шевцов, И.Н. Столяров (РФ). - №2013115610/06; Заявлено 05.04.2013; Опубл. 27.06.2014, Бюл. №18], содержащая цилиндрическую рабочую камеру с расположенным внутри транспортером и формочками, загрузочное и разгрузочное устройства, внутри камеры по окружности расположены две параллельные направляющие, выполненные из уголков; на приводном валу расположены радиальные крестовины, на концах которых установлены вертикальные штыри, расстояние между которыми равно ширине формочек; штыри контактируют с пазами, выполненными в боковых стенках формочек, формочки, имеющие трапецеидальную форму, циклично с периодическими выстоями перемещаются по двум параллельным направляющим с помощью приводного вала через следующие зоны: зону загрузки, зоны сушки и зону выгрузки; причем под каждой зоной сушки снизу расположен патрубок для подвода теплоносителя с разными скоростями и температурами, а над ними - вытяжной зонт для отработанного теплоносителя, под зоной выгрузки установлен пневмоцилиндр, с помощью которого осуществляется подъем формочек из горизонтального в наклонное положение, а с внутренней стороны зоны выгрузки смонтирован выгрузочный бункер.

Данная роторная сушилка имеет следующие недостатки:

- не используется энергопотенциал отработанного теплоносителя, что негативно снижает тепловой и эксергетический КПД и, следовательно, отражается на экономичности сушилки;

- высокая нагрузка на приводной вал и радиальные крестовины, т.к. формочки с продуктом расположены на значительном расстоянии от оси вращения приводного вала и при их перемещении возникают значительные силы трения о направляющие, а также изгибающие моменты, действующие на детали конструкции;

- необходимость в значительном количестве дополнительного вспомогательного оборудования, с целью подготовки и доведения теплоносителя с различными характеристиками до требуемых технологических параметров, для подачи под каждую из формочек с продуктом в сушилке;

- использование только одного вида конвективного энергоподвода не учитывает кинетические закономерности влагоиспарения (период постоянной скорости, падающей скорости сушки) и, как следствие, наличие различных форм связи влаги с материалом, что способствует значительной длительности процесса высушивания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является тороидальный аппарат для производства плодоовощных чипсов [Патент №2483571 РФ, МПК A23L 1/00. Тороидальный аппарат для производства плодоовощных чипсов / Г.В. Калашников, Е.В. Литвинов (РФ). - №2012100586/13; Заявлено 10.01.2012; Опубл. 10.06.2013, Бюл. №16], содержащий торообразный секторный корпус, секционные рабочие секции, установленные в направляющих с возможностью перемещения на шаровых колесных опорах, бункеры загрузки и выгрузки, паропровод, пароувлажнители и привод, рециркуляционный контур подачи теплоносителя. В торообразном корпусе расположены последовательно соединенные между собой секции: секция подогрева сырья, секция конвективной сушки, секция предварительной гидротермической обработки, расположенная между двумя секциями СВЧ-сушки, и секция охлаждения высушенного продукта. При этом секция конвективной сушки снабжена рециркуляционным контуром подачи теплоносителя, а секция предварительной гидротермической обработки - увлажнителями и циркуляционным трубопроводом с насосом. Секции СВЧ-сушки соединены паропроводом с секцией предварительной гидротермической обработки для подогрева жидкости и снабжены СВЧ-блоками.

Данный тороидальный аппарат для производства плодоовощных чипсов имеет следующие недостатки:

- значительная удельная производственная площадь оборудования на единицу готового продукта;

- неравномерность обработки продукта СВЧ-энергией ввиду линейного движения секционных рабочих камер через секции СВЧ-сушки;

- относительно высокие тепловые потери в окружающую среду и недостаточное использование теплового потенциала теплоносителя секции конвективной сушки и энергии СВЧ-волн.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и снижение энергозатрат в процессе влаготепловой обработки плодоовощного сырья за счет сокращения теплопотерь и рационального использования энергопотенциала теплоносителя и СВЧ-волн; минимизация производственной площади, занимаемой оборудованием, и создание компактной конструкции, улучшение равномерности обработки продукта СВЧ-полем при производстве сушеных плодоовощных продуктов и чипсов.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в роторном аппарате для производства сушеных плодоовощных продуктов и чипсов, включающем корпус, разделенный перегородками на последовательно расположенные секции: конвективной сушки, СВЧ-сушки с расположенной между ними секцией гидротермической обработки (ГТО), секцию загрузки, секцию охлаждения и выгрузки готового продукта, роликовые опоры, привод, паропровод, контуры рециркуляции теплоносителя, магнетроны, волноводы, увлажнители, циркуляционный трубопровод с насосом и ванной сбора жидкости, ловушки СВЧ-волн, калорифер и вентилятор, новым является то, что корпус выполнен в виде двух коаксиально установленных цилиндров с кольцевым каналом между ними, образующим рабочее пространство аппарата, канал разделен перегородками на рабочие секции, выполненными с прорезями, обеспечивающими возможность перемещения кассет с продуктом и приводного диска, наружная поверхность внутреннего и внутренняя поверхность наружного цилиндров снабжены направляющими для кассет, установленных с возможностью перемещения последних по секциям кольцевого канала, при этом внутренняя направляющая выполнена в виде роликовых опор, а внешней направляющей и одновременно опорой является приводной диск; секции загрузки, охлаждения и выгрузки готового продукта примыкают к корпусу тангенциально, причем в наружном цилиндре корпуса имеются прорези, обеспечивающие возможность перемещения кассет с продуктом между указанными секциями и рабочим пространством секций корпуса; внутри секции загрузки расположен транспортер, имеющий в зоне выгрузки кассеты наклон в направлении входа в секцию конвективной сушки; секция конвективной сушки имеет контур рециркуляции теплоносителя, трубопровод которого расположен в пространстве внутреннего цилиндра корпуса; секции СВЧ-сушки снабжены контурами рециркуляции теплоносителя, частично расположенными в пространстве внутреннего цилиндра корпуса; последняя по ходу движения кассеты секция СВЧ-сушки имеет транспортер и подъемный пандус для передачи кассеты в секцию охлаждения и выгрузки готового продукта, которая снабжена контуром обдува продукта и отводящим транспортером для выгрузки кассет с высушенным продуктом; кассета для продукта выполнена одно- и/или многоярусной, в верхней ее части закреплен зубчатый обод, образующий зацепление с зубчатым ободом, расположенным на внешней поверхности внутреннего цилиндра корпуса; приводной диск своей нижней частью опирается на роликовые опоры и имеет фрикционную поверхность в верхней части, причем эта поверхность наклонена к центральной вертикальной оси роторного аппарата, а на внешней торцевой поверхности диска закреплен зубчатый обод с возможностью создания зацепления диска и соединения с приводом.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности процесса за счет сокращения теплопотерь и более рационального использования энергетического потенциала теплоносителя и СВЧ-энергии, минимизации производственной площади, занимаемой оборудованием, создании компактного влаготеплового оборудования непрерывного действия, улучшении равномерности обработки продукта теплоносителем, СВЧ-полем и повышении качества готового продукта.

На фиг. 1 представлен общий вид роторного аппарата (фиг. 1-а) для производства сушеных плодоовощных продуктов и чипсов, вид сверху (фиг. 1-б), вид сбоку (фиг. 1-в) и схема расположения секций (фиг. 1-г), на фиг. 2 показано сечение секции конвективной сушки и следующей за ней (по ходу движения кассеты) секции СВЧ-сушки, на фиг. 2-а показан выносной элемент с расположением кассеты для продукта в секции конвективной сушки, на фиг. 3 показан приводной диск, на фиг. 4 - кассета для продукта, на фиг. 5 показана секция гидротермической обработки (ГТО) в составе аппарата, на фиг. 6 показано внутреннее устройство секций цилиндрического корпуса аппарата (конвективной сушки, СВЧ-сушки, ГТО) при взгляде на них сверху (конфузоры сняты), на фиг. 6-а - вид сбоку на указанную конструкцию, на фиг. 7 показана ловушка для СВЧ-энергии, на фиг. 8 - диффузор секции конвективной сушки, на фиг. 9, 10 и 11 отдельно показано, соответственно, устройство секций конвективной сушки, СВЧ-сушки и ГТО.

Роторный аппарат для производства сушеных плодоовощных продуктов и чипсов (фиг. 1) имеет корпус 1 с примыкающей к нему секцией 2 загрузки, внутри которого последовательно расположены секции 3 конвективной сушки, 4 и 6 СВЧ-сушки с расположенной между ними секцией 5 гидротермической обработки (ГТО). С противоположной стороны от секции загрузки к корпусу примыкает секция 7 охлаждения и выгрузки готового высушенного продукта. Секция 3 конвективной сушки имеет контур 8 рециркуляции теплоносителя, секции 4 и 6 СВЧ-сушки снабжены контурами 9 для обдува продукта теплоносителем, секции загрузки 2 и выгрузки 7 имеют подающий 10 и отводящий 11 транспортеры с приводами 12 и 13. Контур 8 рециркуляции секции конвективной сушки снабжен вентилятором 14 с калорифером и патрубком 15 подачи теплоносителя. Секция 7 охлаждения и выгрузки готового продукта имеет контур 16 охлаждения с вентилятором 17. Секция 5 ГТО снабжена трубопроводом 18 подачи жидкости с насосом 19. Аппарат снабжен приводом 20.

На фиг. 2 показано сечение секции 3 конвективной сушки и следующей за ней (по ходу движения кассеты) секции 4 СВЧ-сушки, на фиг. 2-а показан выносной элемент с расположением кассеты для продукта в секции 4 конвективной сушки. Боковые стенки секций образованы стенками внешнего 21 и внутреннего 22 цилиндров корпуса, а верхняя и нижняя части секций образованы диффузорами 23 и конфузорами 24 контуров рециркуляции теплоносителя каждой из секций. Трубопроводы контуров 8 и 9 рециркуляции теплоносителя секций 3 конвективной сушки и 4, 6 СВЧ-сушки частично расположены во внутреннем пространстве цилиндра 22 корпуса. Диффузоры 23 контуров 8 и 9 имеют поворотные перегородки 25 для распределения потока теплоносителя, подаваемого на продукт.

Боковые стенки цилиндров 21 и 22 корпуса имеют внутреннюю 26 и внешнюю 27 направляющие с роликовыми опорами 28. На роликовые опоры внешней направляющей 27 опирается приводной диск 29, установленный с возможностью перемещения по кольцевому зазору между цилиндрами (фиг. 2). Кассеты 30 с продуктом (фиг. 2 и 4) расположены внутри рабочих секций и опираются на роликовые опоры 28 внутренней направляющей 26, а также на приводной диск 29. Расположение кассет 30 с продуктом во всех секциях цилиндрического корпуса аппарата аналогично расположению в секции 4 конвективной сушки (фиг. 2-а). На внешней поверхности внутреннего цилиндра 22 корпуса закреплен зубчатый обод 31.

Контур 9 рециркуляции теплоносителя первой, по ходу движения кассеты, секции СВЧ-сушки установлен с возможностью непосредственного сообщения с внутренним пространством цилиндра 22 корпуса аппарата. Контур имеет вентилятор 32 для обработки продукта восходящим потоком теплоносителя. В секции имеются магнетроны 33 и волноводы 34 для СВЧ-воздействия на кассету с продуктом. Конструкция второй секции СВЧ-сушки имеет аналогичные контур рециркуляции теплоносителя и магнетроны с волноводами.

Приводной диск 29 (фиг. 3) имеет вид плоского кольца. Диск 29 состоит из основания 35, зубчатого обода 36, закрепленного на внешней торцевой поверхности этого основания, а также полимерной накладки 37. Основание 35 диска имеет пазы для перемещения по роликовым опорам 28 внешней направляющей 27 корпуса. Основание 35 имеет концентрично расположенные отверстия, в которые вставлены пальцы полимерной накладки 37 для взаимной фиксации деталей.

Кассета 30 для продукта (фиг. 4) имеет вид круглой чаши, стенки 38 которой имеют наклон к центру кассеты относительно ее вертикальной оси. Днище 39 перфорировано отверстиями 40 для взаимодействия продукта с теплоносителем. По краям днища имеется торцевой обод 41, который при движении опирается на приводной диск 29 и роликовые опоры 28 внутренней направляющей 26. В верхней части боковых стенок кассеты закреплен зубчатый обод 42. Кассета полностью изготовлена из материалов, не препятствующих прохождению СВЧ-волн.

Накладка 37 диска имеет наклон в сторону центральной вертикальной оси роторного аппарата с обеспечением поджимания, за счет собственного веса кассеты, и контакта зубчатого обода 42 кассеты с зубчатым ободом 31 корпуса (фиг. 2).

Секция ГТО 5 (фиг. 5) снабжена распыливающим устройством 43, ванной 44 для сбора жидкости и циркуляционным насосом 19. При этом возвратный трубопровод 18 насоса расположен во внутреннем пространстве центральной части аппарата.

На фиг. 6 показано внутреннее устройство секций цилиндрического корпуса аппарата (3 - конвективной сушки, 4 и 6 - СВЧ-сушки, 5 - ГТО) на виде сверху (конфузоры 24 сняты), а на фиг. 6-а - вид сбоку на указанную конструкцию. Внутри секций находятся кассеты 30 для продукта. Для предотвращения утечек СВЧ-энергии перед входом в секцию 4 СВЧ-сушки установлена ловушка 45 (фиг. 7). Аналогичная по конструкции ловушка имеется и на выходе секции 6 (фиг. 6а). Для вывода кассеты с продуктом из секции 6 СВЧ-сушки в секцию 7 охлаждения служат транспортер 46 и подъемный пандус 47. Тяговым органом транспортера является узкая лента, на которой имеются зацепы для кассет, расположенные на расстоянии не менее диаметра торцевого обода 41 (фиг. 4) кассеты 30. Работу транспортера обеспечивает привод 48. Подъемный пандус имеет вид клина, выполненного из двух пластин: нижняя пластина прикреплена к нижней стороне внешней направляющей 27, а край верхней пластины возвышается над приводным диском 29. В секции 6 также расположены магнетроны 33 с волноводами 34. Кассета 30 с продуктом опирается на роликовые направляющие 28 и на приводной диск 29 с возможностью перемещения по рабочим секциям.

Ловушка 45 для СВЧ-энергии (фиг. 7) имеет прямоугольное входное сечение с размерами, необходимыми для прохождения через нее кассеты с продуктом. Торцевые стенки ловушки повторяют форму той секции, в которой она расположена (секция конвективной сушки). Ловушка оснащена поглощающим элементом 49 и уловителями волны 50.

На фиг. 8 показана конструкция диффузора 23 секции 3 конвективной сушки, позволяет распределять поток теплоносителя по секции при помощи поворотных пластин 25, расположенных на шарнирах 51, которые имеют возможность перемещения по направляющей 52. Теплоноситель поступает в диффузор 23 через входное отверстие 53.

Роторный аппарат для производства сушеных плодоовощных продуктов и чипсов работает следующим образом. Кассеты 30 с продуктом поступают в секцию 2 загрузки и направляются при помощи подающего транспортера 10 в секцию 3 конвективной сушки (фиг. 9). Каждая из кассет заходит на направляющие и перемещается по кольцевому зазору между цилиндрами корпуса. Внешней направляющей для кассеты служит приводной диск 29, приводимый во вращение за счет зацепления звездочки привода 20 с зубчатым ободом 36 диска (фиг. 1 и 2). Скорость перемещения приводного диска 29, а следовательно, и время пребывания кассет в рабочих секциях, можно регулировать при помощи изменения оборотов двигателя привода 20. Изменение времени пребывания кассет в рабочих секциях позволяет добиться оптимального технологического режима обработки продукта в зависимости от вида высушиваемого сырья. Благодаря форме накладки 37 приводного диска с наклоном в сторону центральной вертикальной оси роторного аппарата, зубчатый обод 42 кассеты поджимается к зубчатому ободу 31 корпуса и входит с ним в зацепление. Перемещение кассеты 30 приводным диском 29 вокруг центральной вертикальной оси роторного аппарата, при одновременном зацеплении зубчатого обода 42 кассеты со статичным зубчатым ободом 31 корпуса, приводит кассету во вращательное движение вокруг собственной вертикальной оси (создается пара сил за счет трения о накладку приводного диска и зацепления зубчатых ободов кассеты и корпуса).

В секции 3 конвективной сушки кассеты с продуктом обрабатываются восходящим потоком горячего теплоносителя (например, перегретого пара) контура рециркуляции 8. Для обеспечения равномерности потока теплоносителя диффузор 23 контура рециркуляции 8 имеет поворотные перегородки 25, позволяющие равномерно распределять поток теплоносителя по рабочему объему секции и обеспечивать заданный гидродинамический режим слоя продукта. Конструкция предусматривает изменение массового расхода теплоносителя в одной секции на протяжении процесса сушки. Теплоноситель, проходя через отверстия 40 в днище 39 кассет, воздействует на продукт, способствуя внешнему массообмену и испарению влаги. Привод вентилятора 14 выполнен регулируемым, что позволяет реализовывать активный гидродинамический режим слоя продукта в кассете (плотный, импульсный псевдоожиженный, кипящий и т.д.). Теплоноситель, отдав часть теплоты, поступает в трубопровод контура рециркуляции 8 секции 2 конвективной сушки, который для сокращения потерь теплоты частично расположен в пространстве внутреннего цилиндра 22 корпуса (фиг. 2). При этом теплоноситель через стенку контура отдает часть теплоты теплоносителям (например, воздуху) контуров рециркуляции 9 секций 4 и 6 СВЧ-сушки. Далее теплоноситель подогревается в калорифере и вентилятором 14 вновь подается в секцию конвективной сушки. Подача теплоносителя для заполнения контура рециркуляции 8 осуществляется через патрубок 15.

Перемещаясь из секции 3 конвективной сушки, кассеты с продуктом направляются в секцию 4 СВЧ-сушки, где подвергаются воздействию СВЧ-энергии (фиг. 10). При этом вращение кассет вокруг собственной оси способствует равномерному прогреву продукта вследствие изменения положения частиц продукта в СВЧ-поле. Для удаления из рабочей секции испаренной влаги, образовавшейся при СВЧ-сушке, а также для уменьшения массовой доли свободной и адсорбционно-связанной влаги частиц продукта и их перемешивания, вентилятором 32 может подаваться теплоноситель, например, в виде воздуха. Теплоноситель подается в секцию восходящим потоком и пронизывает кассеты с продуктом. Скорость его может регулироваться за счет изменения частоты вращения вентилятора. Затем теплоноситель поступает в контур рециркуляции 9 секции 3 СВЧ-сушки и попадает в пространство внутреннего цилиндра 22 корпуса (фиг. 2), в котором осуществляется теплообмен (рекуперация) между стенкой трубопровода контура рециркуляции 8 теплоносителя секции 3 конвективной сушки и теплоносителем секций 4 и 6 СВЧ-сушки, что повышает степень использования энергетического потенциала. При этом также поддерживается в заданном диапазоне температура жидкости, подаваемой в секцию 5 ГТО, за счет расположения трубопровода 18 подачи жидкости во внутреннем пространстве цилиндра 22 корпуса аппарата. Подача СВЧ-энергии обеспечивается магнетронами 33 через волноводы 34, расположенные внутри секций СВЧ-сушки на обечайках цилиндров 21 и 22 корпуса, а также перегородках, например, между секциями 4 и 5.

Кассеты с продуктом из секции 4 СВЧ-сушки направляются в секцию 5 гидротермической обработки (фиг. 11). При производстве чипсов в секции ГТО на частицы продукта за счет распылительного устройства 43 может наноситься слой жидкости (например, сиропа) или осуществляться другие виды ГТО. Жидкость подается в распылительное устройство 43 при помощи насоса 19 (фиг. 5 и 11). Излишки жидкости собираются ванной 44 и по трубопроводу 18 направляются обратно в насос.

Далее продукт досушивается в секции 6 СВЧ-сушки. Кассета с готовым продуктом выводится из секции при помощи транспортера 46 и подъемного пандуса 47 (фиг. 6), который поднимает наклоненный край кассеты до уровня приводного диска. Кассета направляется в секцию 7 охлаждения и выгрузки готового продукта, в которой продукт обдувается холодным теплоносителем из контура 16 охлаждения. Каждая из кассет перемещается из секции 7 при помощи отводящего транспортера 11.

Предлагаемый роторный аппарат для производства сушеных плодоовощных продуктов и чипсов имеет следующие преимущества:

- осуществление постадийного процесса комбинированной конвективно-СВЧ-сушки с учетом кинетических закономерностей процесса и возможностью изменения общего времени;

- распределение теплоносителя по секции конвективной сушки в зависимости от требуемого гидродинамического режима слоя и заданной продолжительности теплового воздействия на сырье в течение стадии высушивания;

- возможность получения готового продукта высокого качества за счет использования рационального гидродинамического режима слоя дисперсного продукта и снижение отрицательного влияния термического процесса на термолабильные продукты;

- эффективное использование остаточного теплового потенциала теплоносителя секции конвективной сушки (перегретого пара), подогревающего теплоноситель (воздух) для секций СВЧ-сушки и поддерживающего в требуемом диапазоне заданную температуру жидкости, используемой в секции ГТО;

- интенсификация тепломассообмена при испарении влаги на стадии СВЧ-сушки за счет обдува частиц продукта теплоносителем, при котором из секций активно удаляются пары влаги и поддерживается потенциал движущей силы сушки вследствие обновления рабочего пространства теплоносителем более низкого влагосодержания с возможным перемешиванием частиц продукта;

- высокая равномерность тепловой обработки продукта при воздействии СВЧ-энергии и теплоносителя в процессе сушки, вследствие одновременного перемещения кассет с продуктом по секциям и их вращательного движения вокруг собственной оси, что способствует повышению качества готового продукта;

- возможность гибкой настройки аппарата в зависимости от вида сырья, благодаря регулированию скоростей подачи и температур теплоносителей, скорости перемещения кассет и регулированию суммарной продолжительности их пребывания в аппарате и отдельных секциях обработки;

- экономия электроэнергии привода аппарата за счет плавного и непрерывного перемещения кассет с продуктом и приводного диска по роликовым направляющим в отсутствие преодоления циклических сил инерции деталей конструкции;

- возможность активного охлаждения продукта на конечной стадии способствует сокращению общего времени обработки и увеличению производительности аппарата;

- минимизация используемых производственных площадей за счет компактного расположения секций и контуров теплоносителей внутри коаксиальных цилиндров корпуса и, следовательно, сокращение разовых затрат и текущих эксплуатационных расходов, связанных с производственными площадями;

- последовательное выполнение технологических операций с непосредственной передачей кассет с продуктом от секции в секцию аппарата положительно сказывается на качестве готового продукта и производительности оборудования;

- многоярусная конструкция кассет позволяет повысить количество одновременно обрабатываемого продукта и производительность оборудования;

- в роторном аппарате обеспечивается непрерывность производственного потока и отсутствует необходимость в устройствах ориентации и накопления кассет с продуктом, в результате чего производительность такого аппарата стремится к максимально возможной и ограничивается только технологическими параметрами и вместимостью кассет.

Claims (1)

1. Роторный аппарат для производства сушёных плодоовощных продуктов и чипсов, включающий корпус, разделённый перегородками на последовательно расположенные секции: конвективной сушки, СВЧ-сушки с расположенной между ними секцией гидротермической обработки (ГТО), секцию загрузки, секцию охлаждения и выгрузки готового продукта, роликовые опоры, привод, паропровод, контуры рециркуляции теплоносителя, магнетроны, волноводы, увлажнители, циркуляционный трубопровод с насосом и ванной сбора жидкости, ловушки СВЧ-волн, калорифер и вентилятор, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде двух коаксиально установленных цилиндров с кольцевым каналом между ними, образующим рабочее пространство аппарата, канал разделён перегородками на рабочие секции, выполненными с прорезями, обеспечивающими возможность перемещения кассет с продуктом и приводного диска, наружная поверхность внутреннего и внутренняя поверхность наружного цилиндров снабжены направляющими для кассет, установленных с возможностью перемещения последних по секциям кольцевого канала, при этом внутренняя направляющая выполнена в виде роликовых опор, а внешней направляющей и одновременно опорой является приводной диск; секции загрузки, охлаждения и выгрузки готового продукта примыкают к корпусу тангенциально, причём в наружном цилиндре корпуса имеются прорези, обеспечивающие возможность перемещения кассет с продуктом между указанными секциями и рабочим пространством секций корпуса; внутри секции загрузки расположен транспортёр, имеющий в зоне выгрузки кассеты наклон в направлении входа в секцию конвективной сушки; секция конвективной сушки имеет контур рециркуляции теплоносителя, трубопровод которого расположен в пространстве внутреннего цилиндра корпуса; секции СВЧ-сушки снабжены контурами рециркуляции теплоносителя, частично расположенными в пространстве внутреннего цилиндра корпуса; последняя по ходу движения кассеты секция СВЧ-сушки имеет транспортёр и подъёмный пандус для передачи кассеты в секцию охлаждения и выгрузки готового продукта, которая снабжена контуром обдува продукта и отводящим транспортёром для выгрузки кассет с высушенным продуктом; кассета для продукта выполнена одно- и/или многоярусной, в верхней её части закреплён зубчатый обод, образующий зацепление с зубчатым ободом, расположенным на внешней поверхности внутреннего цилиндра корпуса; приводной диск своей нижней частью опирается на роликовые опоры и имеет фрикционную поверхность в верхней части, причём эта поверхность наклонена к центральной вертикальной оси роторного аппарата, а на внешней торцевой поверхности диска закреплён зубчатый обод с возможностью создания зацепления диска и соединения с приводом.

Images