SU1728607A1 - Сушилка дл жидких, пастообразных и дисперсных материалов - Google Patents

Description

(21)4840704/06 (22)19.06.90 (46)23.04.92. Бюл. № 15 ( 71)Институт тепло- и массообмена им А.В.Лыкова и Могилевский технологический институт ( 72)П.В.Акулич и А.В.Акулич (53) 66.047.755 (088.8) (56) Романков П.Г., Рашковска  И.Б. Сушка во взвешенном состо нии. - Л.: Хими  1968, с.86-88 Авторское свидетельство СССР Мз 1020734, кл. F26 В 17/10, 1983. Авторское свидетельство СССР N2 896343, кл. F 26 В 17/10, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1021894, кл. F 26 В 3/10, 1983. Куцакова В.Е., Богатырев А.Н. Интенсификаци  тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов. - М.: Агропромиздат 1987. Авторское свидетельство СССР № 1052810, кл. F 26 В 17/10, 1983. (54) СУШИЛКА ДЛЯ ЖИДКИХ, ПАСТООБРАЗНЫХ И ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение может использоватьс  в химической, фармацевтической, пищевой и смежных с ними отрасл х промышленности. Сушилка дл  жидких, пастообразных и дисперсных материалов содержит сушильную камеру 1 пр моугольного поперечного сечени  с желобообразной нижней частью 2, снабженной ротором 3 и в основании боковым щелевым соплом 4. Сушилка содержит ротор в виде горизонтального вала 5 с радиально установленными упругими стержн ми , на которые свободно с зазором насажены металлические шары, имеющие при этом возможность передвигатьс  относительно друг друга, а боковое щелевое сопло 4 содержит по крайней мере одну криволинейную перегородку 8, копирующую изогнутую поверхность нижней стенки желобообразной части 2 камеры 1 и вход щую внутрь последней. Совокупность приведенных отличительных особенностей приводит к интенсификации процесса сушки . 3 ил.

Изобретение относитс  к сушке жидких , пастообразных и дисперсных материалов и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой и других отрасл х промышленности.

Известна установка дл  сушки жидких, пастообразных и дисперсных материалов, содержаща  камеру пр моугольного поперечного сечени  с нижней желобообразной частью, снабженной в основании боковым тангенциальным вводом теплоносител .

Установки указанной конструкции широко примен ютс  дл  сушки жидких, пастообразных и дисперсных материалов в слое инертных тел. Это обусловлено повышенной скоростью циркул ции частиц в рабочей камере по сравнению с установками фонтанирующего сло  с вертикальным вводом газа в слой, сравнительно активным гидродинамическим режимом в прищелевой зоне. Однако интенсивность процесса сушки в слое инертных тел во многом зависит от их геометрических и физических свойств, в частности от теплопроводности, плотности, размера.

При сушке материалов с повышенной адгезией наиболее выгодным  вл етс  применение инертных тел с высокой плотность .ю, поскольку это приводит к росту энергии соударени  инертных тел и интенсифицирует процесс скалывани  и истирани  с их поверхности высушенного продукта. Повышение энергии соударени  инертных тел за счет увеличени  их размеров ограничиваетс  значительным уменьшением при этом активной межфазной поверхности, привод щим к существенному снижению интенсивности процесса сушки . Выбор инертных тел по плотности провод т с учетом скорости теплоносител , определенной по услови м теплообмена, скорости витани  частиц сухого продукта, способности сушимого материала к скалыванию и истиранию с инертных тел при сушке .

На интенсивность процесса сушки вли ет также значение коэффициента теплопроводности инертных тел. Использование ин(5ртныхтел с более высоким коэффициентом теплопроводности позвол ет интенсифицировать процесс сушки за счет увеличени  кондуктивной составл ющей теплового потока. Таким образом, при сушке материалов с повышенной адгезией предпочтительно использовать инертные тела с более высокими плотностью и теплопроводностью . Однако применение при сушке материалов инертных тел с высокой плотностью в известных установках приводит к значительному росту гидравлического

сопротивлени . Так, применение в качестве инертных тел металлических шаров, обладающих высокими плотностью, теплопроводностью и твердостью поверхности, кроме

того,  вл ющихс  доступными и дешевыми, приводит к высоким значени м гидравлического сопротивлени  (сопротивление сло  достигает 10 кПа и выше), что вызывает необходимость использовать в качестве газо0 дутьевых устройств компрессоров или газодувок. Кроме того, известные установки такой конструкции характеризуютс  наличием малоактивной периферийной зоны зоны спуска материала в области надщеле5 вой стенки, содержащей основную часть обрабатываемого материала, в которой частицы движутс  в плотном слое, Поэтому в этой зоне при сушке материалов с повышенной адгезией возможно залипание

0 сло , налипание материала на стенки камеры , образование комков, агломератов, что в р де случаев приводит к нарушению гидродинамического режима. При этом содержание частиц в  дре фонтана весьма низкое

5 из-за концентрировани  газового потока в пристеночной области, вызванного его тангенциальным вводом в слой. К недостаткам установок следует также отнести существование узкой области устойчивого гидроди0 намического режима.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  щелева  вихрева  сушилка, содержаща  камеру пр моугольного поперечного сечени  с желобообразной нижней частью,

5 имеющей в основании боковой щелевой ввод теплоносител , причем в нижней части камеры над щелевым вводом установлен ротор в виде горизонтального вала с рыхлител ми , а ввод ограничен продольным

0 козырьком, копирующим изгиб подщелевой стенки нижней части камеры. При этом козырек снабжен греющей рубашкой.

В такой конструкции сушилки расшир етс  область устойчивого гидродинамического режима, интенсифицируетс  процесс перемешивани  в периферийной зоне, что предотвращает залипание сло , образование агломератов, улучшает процесс скалывани  и истирани  высушиваемого продукта с поверхности инертных тел.

0 Недостаток известной сушилки - наличие малоактивной зоны как в периферийной области надщелевой стенки, так и в центральной - над профильным козырьком, где содержитс  основна  часть материала. Если

ральной зонах сушимый материал с теплоносителем не контактирует или контактирует в услови х весьма слабой фильтрации. При этом наличие профильного козырька ограничивает поток теплоносител  в центральную зону камеры и уменьшает объем  дра фонтана - самой активной зоны, ликвидиру  часть его в области изгиба надщелевой стенки, вследствие чего значительно уменьшаетс  активна  поверхность контакта фаз, а также врем  их взаимодействи . Кондуктивный перенос тепла ротором из активной зоны восход щего потока газовзвеси ( дра фонтана) в периферийную зону весьма незначителен вследствие малой его поверхности, а также низкой теплопроводности фторопластовых рыхлителей. Применение ротора не приводит к снижению гидравлического сопротивлени  сло . Это ограничивает применение инертных тел с высокой плотностью (например, металлических шаров).

Цель изобретени  - повышение эффективности процесса сушки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в сушилке дл  жидких, пастообразных и дисперсных материалов, содержащей камеру пр моугольного поперечного сечени  с желобообразной нижней частью, имеющей ротор и в основании боковое щелевое сопло , ротор выполнен в виде горизонтального вала с радиально установленными упругими стержн ми, на которые с зазором насажены металлические шары, имеющие при этом возможность передвигатьс  относительно друг друга, а боковое щелевое сопло снабжено по крайней мере одной криволинейной перегородкой, копирующей .изогнутую поверхность подщелевой стенки нижней части камеры и вход щей внутрь последней.

Так, выполнение ротора в виде горизонтального вала с радиально установленными упругими стержн ми, на которые с зазором насажены металлические шары, имеющие при этом возможность передвигатьс  относительно друг друга, позвол ет существенно увеличить тепловой поток к материалу за счет роста его кондуктивной составл ющей, не вызыва  повышени  гидравлического сопротивлени  сло , а также интенсифицирует процесс скалывани  и истирани  высушенного материала с поверхности инертных тел (металлических шаров и загружаемых инертных тел). Это достигаетс  за счет применени  в качестве инертных тел металлических шаров с высокими теплопроводностью , плотностью, удельной поверхностью и организованного их перемещени  указанным образом в рабочей камере. При

этом нет необходимости использовать инертные тела, загружаемые в рабочую камеру , с большей плотностью, создающие значительное гидравлическое сопротивление сло . Доступные и дешевые материалы,

которые примен ютс  дл  изготовлени  инертных тел, нар ду с более высокой плотностью обычно имеют и более высокую теплопроводность. Например, фторопласт р 2, 15- 10 кг/м, ,25Вт/м

0 град, стекло р 2,7- 10 кг/м, ,05 Вт/м град, сталь/ 7,8-10 кг/м, а 40 Вт/м град.

Достигаетс  также существенна  интенсификаци  тепломассообмена в периферийной зоне (в области надщелевой стенки) сушильной камеры за счет переноса тепла металлическими шарами из активной зоны восход щего потока газовзвеси ( дра фонтана ) в периферийную и кондуктивной передачи тепла наход щемус  в ней материалу. Кроме того, вращение ротора в направлении газового потока ускор ет движение материала в периферийной зоне, поддерживает восход щее движение материала в  дре фонтана, увеличива  концентраци ,ю материала в нем, а также, перемешива  материал, предотвращает залипание сло  и образование комков, агломератов . При этом наличие ротора

0 расшир ет область устойчивой работы сушилки .

Выполнение стержней упругими и размещение с зазором на них металлических шаров с возможностью передвижени  последних относительно друг друга позвол ет существенно интенсифицировать скалывание и истирание высушиваемого продукта с поверхности инертных тел. Это обусловлено тем, что металлические шары, имеющие

0 большую плотность (а следовательно, энергию соударени ) соудар ютс  друг с другом как за счет вращени  ротора, так и интенсивного колебани  стержней, выполненных упругими, вызванного взаимодействием их

5 при перемешивании с материалом и инертными телами. В р де случаев, например, когда лимитирующей стадией процесса сушки  вл етс  отделение высушенного продукта от инертных тел, указанные свойства интенсифицируют процесс сушки. Кроме того, возникающие колебани  упругих стержней ротора способствуют разрушению комков, агломератов.

Снабжение бокового щелевого сопла по

звол ет в результате разделени  газового потока обеспечить работоспособность сушилки , получить устойчивый гидродинамический режим и интенсифицировать процесс сушки. При отсутствии хот  бы одной перегородки наличие ротора приводит к завалу щелевого ввода и газовый поток протекает между валом и надщелевой стенкой . Иными словами, получить устойчивый гидродинамический режим вихревого сло  не удаетс .

Снабжение щелевого сопла перегородкой , установленной указанным образом, за счет разделени  потока и подвода в различные зоны, расположенные по тракту движени  восход щего потока, позвол ет обеспечить устойчивый режим вихревого сло  в больших пределах изменени  гидродинамических параметров. При этом увеличиваетс  обьем  дра фонтана, траектори  движени  частиц в нем, а также дол  фильтруемого теплоносител  через периферийную зону, что приводит в конечном итоге к росту интенсивности процесса сушки.

На фиг. 1 схематически изображена сушилка , разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - стержень ротора, разрез.

Сушилка дл  жидких, пастообразных и дисперсных материалов состоит из сушильной камеры 1 пр моугольного поперечного сечени  с желобообразной нижней частью 2, снабженной ротором 3 и в основании боковым щелевым соплом 4. Ротор 3 выполнен 13 виде горизонтального вала 5 с радиально установленными упругими стержн ми 6, на которые с зазором насажены металлические шары 7, имеющие возможность передвигатьс  относительно друг друга. При этом боковое щелевое сопло 4 снабжено по крайней мере одной криволинейной перегородкой 8, копирующей изогнутую поверхность надщелевой стенки нижней части камеры и вход щей внутрь последней. В Е ерхней части подщелевой стенки установлен отражательный козырек 13. Камера 1 имеет патрубки 9 и 10 дл  загрузки влажного материала и выгрузки готового продукта, расположенные в противоположных подлине сторонах камеры. Дл  сушки жидких продуктов в камере 1 под ротором установлена форсунка 11. Вывод отработанного тепгоносител  осуществл етс  через патрубок 12.

Сушилка работает следующим образом.

Приводитс  во вращение ротор 3 и внутрь сушильной камеры 1 черезтангенцигльное щелевое сопло 4 с перегородкой 8 подаетс  теплоноситель. Затем в сушильную камеру 1 загружаютс  инертные тела в количестве, необходимом дл  образовани 

устойчивого фонтанирующего (вихревого) сло . Подачу влажного продукта осуществл ют после прогрева сло . Жидкий продукт подают посредством форсунки 11, а пастообразный или дисперсный продукт - через патрубок 9.

Выполнение указанным образом ротора , содержащего металлические шары с высокими теплопроводностью, плотностью и

0 удельной поверхностью, значительно увеличивает тепловой поток к сушильному продукту за счет роста его кондуктивной составл ющей, не вызыва  роста гидравлического сопротивлени  сло . При этом интенсифицируетс  процесс скалывани  и истирани  высушенного материала с поверхности инертных тел, что обусловлено соударением металлических шаров, имеющих большую плотность, как вследствие вращени  ротора, так и интенсивного колебани  упругих стержней, вызванного взаимодействием их при перемешивании с материалом и инертными телами, Кроме того, существенно интенсифицируетс  процесс

5 сушки в периферийной зоне как за счет переноса тепла металлическими шарами из активной зоны  дра фонтана в периферийную и кондуктивной передачи тепла наход щемус  в ней материалу, так и вследствие

0 перемешивани  и ускорени  циркул ции инертных тел, вызванного вращением ротора в направлении циркул ции частиц, создаваемой теплоносителем.

Наличие хот  бы одной криволинейной

5 перегородки 8 обеспечивает устойчивый режим фонтанирующего (вихревого) сло  в широком диапазоне гидродинамических параметров , предотвращает образование малоактивной зоны в центральной области

0 сушильной камеры, увеличивает удельный объем наиболее активной зоны  дра фонтана . Это обусловливает повышение эффективности процесса сушки.

Отработанный теплоноситель, содержащий высушенный продукт, выводитс  из сушилки через патрубок 12 и направл етс  в систему пылеочистки. В случае сушки дисперсных материалов готовый продукт из сушилки выводитс  через патрубок 10.

Claims (1)

1. 0Формула изобретени 

   Сушилка дл  жидких, пастообразных и дисперсных материалов, содержаща  сушильную камеру пр моугольного поперечного сечени  с желобообразной нижней

   5 частью, подключенной к боковому щелевому соплу, и установленный над соплом ротор в виде горизонтального вала с радиально установленными стержн ми, снабженными рыхлител ми, отличающа с  тем, что, с целью интенсификации

   процесса сушки, рыхлители каждого стержн  выполнены в виде свободно насаженных с зазором друг относительно друга металлических шаров, установленных с возможностью их перемещени  вдоль стержн , а 5 внутрь камеры.

   сопло снабжено по крайней мере одной криволинейной перегородкой по форме, повтор ющей форму нижней стенки желобообразной части камеры и введенной

   10.J

   %г2

   67

   ч

   Фиг.З