SU951035A1

SU951035A1 - Spray-type dryer

Info

Publication number: SU951035A1
Application number: SU803225907A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Михайлович Карпов; Валентин Алексеевич Короткевич; Юрий Романович Москевич; Анатолий Анатольевич Ждановский; Владимир Владимирович Антипов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт
Priority date: 1980-12-26
Filing date: 1980-12-26
Publication date: 1982-08-15

Description

Изобретение относитс к технике сушки распылением растворов и суспензий и может быть использовано в пищевой, химической, медицинской и других отрасл х промышленности , в особенности в микробиологической промышленности, дл сушки бактериальных препаратов, например энтобактерина.This invention relates to a spray drying technique for solutions and suspensions and can be used in the food, chemical, medical and other industries, especially in the microbiological industry, for drying bacterial preparations, for example entobacterin.

Известны распылительные сушилки дл термолабильных растворов и суспензий , содержащие цилиндрическую камеру с установленными по ее оси навстречу один другому распылител ми и газораспределител ми, патрубки подачи и отвода теплоносител и воздухоочистительное оборудованиеj lj .Spray dryers for thermolabile solutions and suspensions are known, containing a cylindrical chamber with sprays and gas distributors installed along its axis opposite one another, supply and discharge connections for the heat transfer medium and air cleaning equipment jj.

Недостатками таких сушилок вл ютс низка влагонапр женность объема сушильной камеры, сложность и .высока стоимость диспергирующих устройств.The disadvantages of such dryers are low moisture tension of the volume of the drying chamber, complexity and high cost of dispersing devices.

Известны также сушилки, содержащие сушильную камеру с газораспределителем в виде кольцевого коллектора с радиальными патрубками 2.Also known dryers containing a drying chamber with a gas distributor in the form of an annular manifold with radial nozzles 2.

Недостатком этих сушилок вл етс низка интенсивность процесса сушки из-за того, что газораспределительThe disadvantage of these dryers is the low intensity of the drying process due to the fact that the gas distributor

размещен отдельно от рйспыливающего устройства.placed separately from the spraying device.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату вл етс распылительна сушилка, содержаща корпус с патрубками подвода и отвода теплоносител и размещенное в корпусе распыливающее устройство с расположенным вокруг него газораспределителем регулируемой геометрии, выполненным в виде системы поворотных лопаток З.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a spray dryer, comprising a housing with inlet and outlet connections for the heat transfer fluid and a spray device placed in the housing with an adjustable geometry gas distributor located around it, made in the form of a system of rotating blades Z.

Однако эта сушилка характеризуетс конструктивной сложностью и не обеспечивает в достаточной степени требуемой равномерности распределени газового потока.However, this dryer is characterized by structural complexity and does not provide a sufficiently desired uniformity of distribution of the gas stream.

Цель изoбpeтeн - интенсифика20 ци процесса сушки.The goal of the invention is to intensify the drying process.

Цель достигаетс тем, что газораспределитель выполнен в виде ргщиальных пружин, укрепленных в концентрически расположенных опорных ко.льцах , причем внутреннее кольцо закреплено на распиливающем устройстве, а наружное - на корпусе.The goal is achieved by the fact that the gas distributor is made in the form of anti-spring springs fixed in concentrically arranged support rings, the inner ring being fixed on the sawing device, and the outer ring on the body.

Наружное опорное кольцо может быть снабжено механизмом регулировки нат :жени пружин. Газораспределитель может быть вы полйен ступенчатым с аксиальным сме щением ступеней в направлении возра тани их диаметра по мере удалени распыливающего устройства. На фкг. 1 схематически изображен предлагаема распылительна сушилка на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг. 3 - ступенчатый газораспределитель дл сушилок большого диаkieTpa , продольное сечение. Распылительна сушилка содержит корпус 1, распыливающее устройство 2, например пневматическую форсунку, патрубок 3 подвода теплоносител , газораспредёлитель 4, выполненный в виде упругих радиальных спиральных пружин 5, укрепленных в опорных концентрично расположенных кольцах б и 7. Пружины 5 на внутреннем кольце б ук реплены посредством штифтов 8 .с от версти ми , в которые вставлены отогнутые концы пружин 5. Штифты 8 закреплены на зтом же внутреннем кольце 6. Противоположные отогнутые концы пружин 5 укреплены в наружном кольце 7 посредством механизма регулировки нат жени пружин 5, выпол ненного, например в виде винтовых пар, состо щих из шпилек 9, гаек 10 и шайб 11,причем в наружном кольце 7 выполнены отверсти под шпильки 9. Наружное кольцо 7 прикреплено к фланцам 12 корпуса, а внутреннее укреплено на распыливающем устройстве 2. Отработанный теплоноситель и готовый продукт отвод т через пат бок 13. Газораспределитель 4 дл сушилок большого диаметра выполнен ступенчатым с аксиальным смещением ступ€;ней в направлении возрастани их диаметра по мере удалени от рас пыливающего устройства 2 (фиг.З;. Очертани такого газораспределител имеют форму, соответствующую форме факела распыла, вследствие чего предотвращаетс налипание частиц высушиваемого материала на сменки сушилки. Кроме того, при акой компоновке газораспредели:гел 4 облегчен доступ к механизму регулировки нат жени пружин каждой ступейи. Распылительна сушилка работает следующим образом. Распыливаемую жидкость под избы . точшлм давлением 150-250 кПа и сжа тый воздух под давлением 250-40U кП подают к распыливающему устройству которое производит распыление жидкости и образует факел. Одновре менно через патрубок 3 и газораспре делитель 4 подают теплоноситель с 160-180с. При прохождении теплоно сител через упругие спиральные пр жины 5, кажда из которых укреплена радиально между опорными кольцами 6 и 7, пружины 5. совершают колебательные движени , и их колебани передаютс теплоносителю. Регулировку параметров колебаний пружин 5 осуществл ют посредством механизма регулировки их нат жени путем ослаблени или поджати гаек 10. При этом шпильки 9 перемещаютс в отверсти х наружного кольца 7 и тем самым ослабл ют или усиливают нат жение пружин 5. Частота V колебаний пружины пр мо пропорциональна корню квадратному ее нат жени F и обратно пропорциональна длине 6 пружины т . е . Л)-. где К - коэффициент пропорциональности , завис щий от плотности d того материала, из которого сделана пружина и от ее толщины- и , и равен l/dV. Если, пренебречь шагом спирали и диаметром проволоки, из которой сделана пружина 5, то собственна частота колебаний пружины 5 равна в действительности у колеблющейс пружины масса рассредоточена равномерно по всей ее длине, поэтому кроме основной частоты у колеблющейс пружины имеетс набор более высоких частот, кратных основной частоте. В результате наложени вынужденных колебаний теплоносител и упругих колебаний спиральных пружин 5 получаетс очень сложный спектр, состо щий из огромного количества колебаний с равными частотами. Нат жением пружины 5 измен ют частоту и амплитуду колебаний как самих пружин 5, так и колеблющегос потока теплоносител и тем самым обеспечивают нестационарный режим работы распылительной сушилки . В результате генерации колебаний в теплоносителе происходит турбулизаци и увеличение относительных скоростей Движущихс фаз, что значительно улучшает теплообмен между диспергированными капл ми и теплоносителем . При увеличении частотрл колебаний начинаетс образование однородных по размеру капель. Минимальна частота, при которой наступает это вление, называетс наименьшей резонансной частотой. На этой частоте наблюдаетс однородный распыл жидкости . С увеличением в зкости раствора резонансна частота уменьшаетс . Частицы распыленного материала высыхают- и по патрубку 13 транспортируютс в воздухоочистительное обору-.The outer support ring can be equipped with a tension adjustment mechanism: spring tension. The gas distributor may be stepped with axial displacement of the stages in the direction of their diameter increasing as the spraying device is removed. On fkg. Figure 1 shows schematically the proposed spray dryer of Figure 2, section A-A of Figure 1; 3 - step gas distributor for dryers of large diacieTpa, longitudinal section. The spray dryer comprises a housing 1, a spray device 2, for example, a pneumatic nozzle, a pipe 3 for supplying a heat transfer fluid, a gas distributor 4, made in the form of elastic radial spiral springs 5 fixed in concentric support rings b and 7. Springs 5 on the inner ring second are fixed by pins 8 .c from the legs into which the bent ends of the springs 5 are inserted. The pins 8 are fixed on this same inner ring 6. The opposite unbent ends of the springs 5 are fixed in the outer ring 7 by means of a mechanism for adjusting the tension of springs 5, made, for example, in the form of screw pairs consisting of studs 9, nuts 10 and washers 11, with holes for studs 9 in the outer ring 7. The outer ring 7 is attached to the housing flanges 12 and mounted on the spraying device 2. The spent heat carrier and the finished product are discharged through the flange 13. The gas distributor 4 for large-diameter dryers is made stepwise with axial displacement of the stage; in the direction of increasing their diameter as they move away from the spray mouth roystva 2 (fig.Z ;. The outlines of such a gas distributor have the shape corresponding to the shape of the spray nozzle, as a result of which particles of the dried material are prevented from sticking to the changes of the dryer. In addition, with this gas distribution arrangement: gel 4, access to the mechanism for adjusting the tension of the springs of each step is facilitated. Spray dryer works as follows. The sprayed liquid under the hut. Pressure of 150-250 kPa and compressed air under pressure of 250-40U kP is supplied to the spraying device which sprays the liquid and forms a torch. At the same time, through pipe 3 and the gas distributor 4, the coolant is supplied from 160-180s. When the heat transfer fluid passes through elastic spiral springs 5, each of which is reinforced radially between the support rings 6 and 7, the springs 5. perform oscillatory movements, and their vibrations are transmitted to the coolant. The adjustment of the vibration parameters of the springs 5 is carried out through a mechanism for adjusting their tension by loosening or tightening the nuts 10. In this case, the studs 9 move in the openings of the outer ring 7 and thereby weaken or increase the tension of the springs 5. The frequency V of the spring oscillations is directly proportional to the square root of its tension F and inversely proportional to the length of the spring 6 t. e. L) -. where K is the proportionality coefficient, depending on the density d of the material from which the spring is made and on its thickness, and, and is equal to l / dV. If we neglect the pitch of the helix and the diameter of the wire from which the spring 5 is made, then the natural oscillation frequency of the spring 5 is actually equal to the oscillating spring, the mass is distributed evenly throughout its length, therefore, besides the fundamental frequency, the oscillating spring has a set of higher frequencies that are multiples of the main frequency The superposition of forced vibrations of the coolant and elastic vibrations of the spiral springs 5 results in a very complex spectrum consisting of a huge number of vibrations with equal frequencies. By tensioning the spring 5, the frequency and amplitude of oscillations of both the springs 5 and the oscillating flow of the heat carrier change, and thus provide an unsteady operation of the spray dryer. As a result of oscillation generation in the coolant, turbulization and an increase in the relative velocities of the moving phases, which significantly improves the heat exchange between the dispersed droplets and the coolant. With increasing frequency oscillations, the formation of droplets of uniform size begins. The minimum frequency at which this phenomenon occurs is called the lowest resonant frequency. At this frequency, a uniform spray of liquid is observed. As the viscosity of the solution increases, the resonant frequency decreases. The particles of the sprayed material dry out and are transported through the nozzle 13 to the air-cleaning equipment.

дование (не показано, где происходит отделение сухого порошка от отработанного теплоносител .(not shown, where the separation of the dry powder from the spent coolant occurs.

Предлагаемый газораспределитель дл сушилок большого диаметра позвол ет в каждой ступени получать колебани пружин 5 с различными частотами и амплитудами, что обеспечивает однородный распыл жидкости по всему объему корпуса и способствует турбулизации и увеличению относительных скоростей движущихс фаз. Так как снизу газораспределитель 4 имеет форму, соответствующую форме факела распыленного материала , то предотвращаетс налипание частиц высушиваемого материала на стенки корпуса. Это позвол ет уменьшить диаметр сушилки. При этом также обеспечиваетс лучший контакт теплоносител с частицами материала , что дает возможность уменьшить высоту сушилки и повысить ее влагонапр женность .The proposed gas distributor for large-diameter dryers allows each stage to receive oscillations of springs 5 with different frequencies and amplitudes, which ensures a uniform spray of fluid throughout the entire volume of the housing and promotes turbulence and an increase in the relative velocities of the moving phases. Since the gas distributor 4 has a bottom shape corresponding to the shape of the plume of the sprayed material, particles of the dried material are prevented from sticking to the walls of the housing. This reduces the diameter of the dryer. It also provides better contact of the heat transfer medium with the particles of the material, which makes it possible to reduce the height of the dryer and increase its moisture content.

Экономическа эффективность от применени предлагаемой распылительной сушилки в промышленности обуславливаетс интенсификацией процесса сушки, так как наложение .колебаний теплоносител на факел распыливаемой жидкости позвол ет интенсифицировать процесс сушки образуемых при этом однородных капель и устранить их налипание на стенки корпуса. Кроме того, -это позвол ет увеличить влагонапр жен ность сушильного объема, особенно при сушке термолобильных материалов а также уменьшить ее металлоемкость Использование упругих спиральных пружин в качестве колебательных элементов газораспределитёл позвол ет создать колебательный режимThe economic efficiency of the application of the proposed spray dryer in industry is due to the intensification of the drying process, since the application of heat carrier vibrations to the torch of the sprayed liquid allows to intensify the drying process of the homogeneous droplets formed at the same time and eliminate their sticking to the walls of the housing. In addition, this allows to increase the moisture content of the drying volume, especially when drying thermo-mobile materials, and also to reduce its metal consumption. The use of elastic spiral springs as oscillatory elements of the gas distributor allows creating an oscillatory mode.

истечени теплоносител и упростить регулирование его параметров. Пружины вл ютс недефицитным материалом, что позвол ет создавать распылительные сушилки большого диаметра.the expiration of the coolant and simplify the regulation of its parameters. Springs are non-deficient material, which makes it possible to create spray dryers of large diameter.

Claims

1. Spraying dryer, comprising a housing with inlet pipes and heat carrier and a sawing device placed in the housing with an adjustable gas distributor located around it. geometry, different from

the fact that, in order to intensify the drying process, the gas distributor is made in the form of radial springs, fixed in concentrically arranged support rings, and

the inner ring is fixed on the spray device, and the outer one on the body.

2. Dryer POP.1, characterized in that the outer bearing

The ring is equipped with a spring tension adjustment mechanism.

3. Dryer POP.1, characterized in that the gas distributor is made stepwise with axial displacement of the steps in the direction of increasing their diameter as they move away from the spray device.

Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 395679, cl. F 26 B 3 / .12, 1971.

2. US patent 3259998, cl. 34-57, published. 1966.

3. USSR author's certificate number 324908, cl. F 26 B 3/12, 1969.

W

/

13