SU800538A1 - Способ сублимационной сушки иуСТРОйСТВО дл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технологии и технике сублимационного высушивани  пищевых продуктов и может быть исполь зовано в пищевой промышленности, а в медицине дл  высушивани  про дуктов, обладающих способностью легко истиратьс  в порошок после их сублима ционного высушивани : молочных проду тов (простокваша, йогурт), плодо-овощ ных соков и пюре, агар-агара, желчи Известен способ сублимационной сушки пищевых продуктов в гранулах при давлении ниже давлени  тройной точки воды путем нагрева их в услови  х вибрации и при непрерывном отводе образовавшихс  паров воды, а также устройство дл  осуществлени  этого способа, содержащее вакуумную камеру внутри которой расположен вибротранс портирующий лоток с нагревател ми, подсоединенный к вибратору, вакуумные шлюзы дл  загрузки и выгрузки высушиваемых гранул продукта 1J . Недостатки данного способа и устройства заключаютс  в сложности технологии и малой надежности. Известен также способ сублимационной сушки путем нагрева гранулированных пищевых продуктов в услови х вакуума и вибрации, осуществл емы в устройстве, содержащем укрепленную на станине вакуумную камеру, внутри которой имеетс  лоток с посекционно . расположенными вдоль него электрическими нагревател ми и вибратор, загрузочный и разгрузочные бункеры, причем станина закреплена шарнирно с возможностью регулировани  угла наклона 2. Недостатком этих способа и устройства  вл етс  неэффективное перемешивание материала, что приводит к излишнему его перегреву. Кроме того, известен способ сублимационной сушки гранулированных продуктов под вакуумом путем их нагрева в услови х вибрации при непрерывном отводе образующихс  вод ных паров, Данный способ осуществл етс  в устройстве, содержащем вакуумную камеру с загрузочным и разгрузочным шлюзами и размещенный внутри камеры противень с боковыми стенками, снабженный нагревателем в днище и подключенный к вибратору з. Эти способ и устройство, по своей технической сущности, наиболее близки к предлагаемым, но и они не лишены недостатков, свод щихс  к тому, что

вибрацию гранул продукта осуществл ют преимущественно в горизонтальной плоскостное амплитудами и частотами, которые обеспечивают заданную скорость перемещени  их по сушильному рротивню, но не достаточны дл  отдеhsHHH и удалени  с поверхности гранул сухих слоев, имеющих большое термическое сопротивление процессу теплоподвода к центрам гранул. В ходе процесса толщина сухих слоев растет, не позвол   подводить тепло к продукту с максимальньпи и неизменным значением удельного теплового потока в течение всего процесса и по всей площади противн , так как- это привело бы к перегреву и подгоранию внешних высохших слоев гранул и ухудшению, тем самым качества готового продукта. Вынужденное же снижение уровн  теплоподвода значительно удлин ет процесс сублимационной сушки.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что в нем невозможна своевременна  выгрузка тех гранул продукта, которые по какой-либо причине высохли быстрее остальных . Обща  выгрузка происходит только в конце противн  и поэтому, происходит подгорание высохших гранул, что ухудшает качество готового продукта.

Цель изобретени  - повышение качества и сокращение экспозиции сушки ..

Поставленна  цель достигаетс  тем что вибрацию ведут комбинированно в горизонтальном и вертикальном направлени х с одинаковыми амплитудой 0,75-5,0 мм и частотой 50-300 Гц, а интенсивность нагрева поддерживают посто нной в пределах 1-4,5 кВт/кг, при которой скорость отводимых вод ных паров превышает скорость витани  в них сухих частиц продукта.

Устройство дл  сублимационной сушки дополнительно содержит направлющий экран, охватывающий противень и образующий с его боковыми стенками зазор, проходное сечение которого составл ет 0,1-1,0 S , высота боковы стенок противн  - 1,0-3,0 ширины его днища, а площадь поперечного сечени  вакуумной камеры в зоне разгрузочног шлюза составл ет 5-10 S , где S - плщадь днища противн .

Внутри камеры над разгрузочным шлюзом дополнительно размещена воронка , присоединенна  к.вибратору.

Какпоказывает опыт, вибраци  гранул с указанными амплитудами и частотами обеспечивает отделение с их поверхностей высохших слоев, поэтому создаютс  услови  дл  нагрева гранул с посто нной интенсивностью и,..тем самым,значительно ускор етс  процесс

сушки.

В описываемом изобретении сухие частицы продукта, отделившиес  в результате вибрации с поверхности гранул , унос тс  из сушильного противн  без использовани  дл  этого специ альных механических средств. При этом исход т из того, что вертикальный поток любого газа может унести с собой материальную частицу, если его скорость превысит скорость витани  в нем этой частицы, т.е. будет выполнено соотношение

f/;

Wr t8-)-p

где U) -скорость потока, м/с;

(jJj jj-скорость витани  материаль ной частицы в потоке, м/с;

д -ускорение силы т жести,

9 /

d - диаметр материальной частицы , м,

J - плотность частицы, кг/м , УГ кинематическа  в зкость пара , MVc,

РР - плотность пара, кг/м . Скорость потока вод ных паров, отводимых из противн , составл ет

.

где m - удельна  загрузка противн 

гранулами (как и в известном способе m 5-20), q - интенсивность нагрева гранул , кВт/кг;

F - площадь днища противн , м ; F- - площадь проходного сечени 

зазора между экраном и боковыми стенками противн , м; теплота фазового перехода лед-пар дл  воды кДж/кг. Из (1) и (2) следует, что дл  обеспечени  выноса сухих частиц из противн , должно быть выполнено условие

(3)

FJ 18 S),- m Условие (3) выполн ют, обеспечива  при заданной удельной загрузке противн  (т) нагрев гранул (qy) и проходное сечение зазора {Rj ) в пределах , указанных в формуле изобретени . При этом важно, что из противн  вынос тс  только сухие частицы продукта , так как их плотность (р) значительно меньше плотности замороженных влажных частиц (дл  простокваши, например, в 8-9 раз).

На чертеже изображено устройство, работающее по предлагаемому способу.

Claims (3)

1. В вакуумной камере 1, снабженной загрузочным шлюзом 2 и разгрузочным шлюзом 3, расположен противень 4, имеющий днище 5 с нагревателем б и боковые стенки 7, и присоединенный при помощи т г 8 к вибратору 9. Направл ющий экран 10 охватывает сверху противень 4, образу  с его боковыми стенками 7 зазор 11, проходное сечение которого составл ет 0,1-1,0 площади днища 5. Над разгрузочным шлюзом 3 установлена воронка 12, присоединенна  к вибратору 9. Дл  отвода из камеры 1 вод ных паров преду смотрен трубопровод 13. Устгройство работает по следующему способу. Через шлюз 2 в вибрирующий противень 4 непрерывно загружают гранулы продукта и при помощи нагревател  6 осуществл ют их нагрев. Высохшие внешние слои гранул в результате интенсивной вибрации отдел ютс , подхватываютс  потоком образовавшихс  в противне 4 вод ных паров, которые вследствие увеличенной высоты боковы стенок 7, оказываютс  хорошо сформир ванными дл  движени  в вертикальном направлении, и вынос тс  через зазор 11 к вибрирующей направл ющей воронке 12 и вакуумному шлюзу 3. Высота, боковьох стенок 7, равна  1,0-3,0 шири ны днища 5 противн  4 обеспечивает, как показывает опыт эксплуатации уст ройства, стабильность аэродинамического процесса уноса из противн  4 су хих частиц продукта. Так как площадь поперечного .сечени  вакуумной камеры 1 у шлюза 3 соctaвл eт 5-10 площадей днища 5 проти н  4, поток вод ных паров здесь резко тер ет скорость и освобождаетс  о частиц сухого продукта, после чего о водитс  через трубопровод 13 к десуб лиматору и к вакуумному насосу (не показаны}. Осевшие на воронке 12 сухие частицы продукта подаютс  под действием ее вибрации к разгрузочном шлюзу 3 и вывод тс  из камеры 1. Проводилась сублимационна  сушка предварительно замороженной и гранулированной простокваши Мечниковска  при трех комбинаци х режимных параметров процесса и, дл  получени  сра нительных данных, известным способрм Во всех случа х конечна  влажность продукта рав.н лась 5%. При осуществлении предлагаемого способа зазор 11 между экраном 10 и боковыми стенками 7 регулировалс  в пределах, указанных в формуле изобретени , что обеспечивало своевременный и стабильный унос готового . продукта из противн  4 без использовани  каких-либо специальных механических средств или устройств. Качество .продукта, полученного предлагаемым способом, было более высоким так как он в процессе сушки подвергалс  воздействию высоких .температур более короткое врем . Длительность сушки гранул предлагаемым способом по сравнению с известным сокращаетс , что значительно улучшает технико-экономические показатели работы сушильного оборудовани . Формула изобретени  1. Способ сублимационной сушки гранулированных продуктов под вакуумом путем их нагрева в услови х вибрации при непрерывном отводе образующихс  вод ных паров, отличающийс   тем, что, с целью повышени  качества и сокращени  экспозиции сушки , вибрацию ведут комбинированно в горизонтальном и вертикальном направлени х с одинаковыми амплитудой 0,755 мм и частотой 50-300 Гц, а интенсивность нагрева поддерживают посто нной в пределах 1-4 кВт/кг, при которой скорость отводимых вод ных паров превышает скорость витани  в них сухих частиц продукта. 2.Устройство дл  сублимационной сушки способом по п. 1, содержащее вакуумную камеру с загрузочным и разгрузочным шлюзами и размещенный внутри камеры противень с боковыми стенками , снабженный нагревателем в днище и подключенный к вибратору, отличающеес  тем, что оно дополнительно содержит направл ющий экран, охватывающий противень и образующий с его боковыми стенками зазор , проходное сечение которого составл ет 0,1-1,0 ё , высота боковых стенок противн  составл ет 1-3 ширины его днища, а площадь поперечного сечени  вакуумной камеры в зоне разгрузочного шлюза равна 5-105 , где S - площадь днища противн . 3.Устройство по п.2, отличающее с   тем, что внутри камеры над разгрузочным шлюзом дополнительно размещена воронка, присоединенна  к вибратору. Источники информации, прин тые во внимание, при экспертизе 1. Патент США №3648379, кл. 34-5, опублик. 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 499476, кл. F 26 В 19/00, 1976.
3. 3.Патент США 3667135, кл. 34-5, опублик. 1972.