UA28161U

UA28161U - Spray drying unit

Info

Publication number: UA28161U
Application number: UAU200708687U
Authority: UA
Inventors: Anatolii Stefanovych Makarov; Ivan Oleksandrovych Marochko; Andrii Ivanovych Khodos; Mykhailo Oleksandrovy Kyrienko
Original assignee: Scient Res Company Biriuza 4
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2007-11-26

Abstract

A drying unit in which through inclusion of elements one provides collection of product particles on perforated bottom of lower chamber, return of product particles to conical and cylindrical part and repetitive circulation of product particles in chamber drier. This results in increase of time of product presence in cylindrical and conical sections of chamber drier, completion of drying process at lower temperatures of drying agent at outlet.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до сушильної техніки та може бути використана в харчовій, зокрема в молочній 2 промисловості в сушильних розпилювальних установках з дисковим розпилюванням для сушіння молока та інших харчових продуктів, а також можливе його застосування в хімічній та фармацевтичній промисловості для отримання сухих продуктів.The utility model refers to drying equipment and can be used in the food industry, in particular in the dairy 2 industry, in spray dryers with disk spray for drying milk and other food products, and it can also be used in the chemical and pharmaceutical industry to obtain dry products.

Відома сушильна установка, сушильна камера якої включає три камери -верхню циліндричну камеру, середню конічну камеру та нижню камеру з перфорованим дном. В верхній циліндричній камері знаходиться 70 дисковий розпилювач та верхній повітроподаючий пристрій, під перфорованим дном - нижній повітроподаючий пристрій, над перфорованим дном - повітровод відпрацьованого повітря ("Распьілительнье сушильнье установки Аппудго. Модернизация распьілительной сушилки с целью повьішения производительности и знергосбережения. Рекламні матеріали фірми Аппудго А/5 Юептакгк).A drying installation is known, the drying chamber of which includes three chambers - an upper cylindrical chamber, a middle conical chamber and a lower chamber with a perforated bottom. In the upper cylindrical chamber there is a 70 disk atomizer and the upper air supply device, under the perforated bottom - the lower air supply device, above the perforated bottom - the exhaust air duct ("Spray dryer Appudgo. Modernization of the spray dryer with the aim of increasing productivity and energy saving. Advertising materials of the company Appudgo A /5 Yueptakgk).

Така сушильна установка при дещо підвищеній продуктивності за рахунок досушки продукту в нижній камері з 79 киплячим шаром, має обмежену продуктивність та економічність, обумовлену недостатнім часом перебування продукту в контакті із сушильним агентом.Such a drying unit, with a slightly increased productivity due to drying of the product in the lower chamber with a fluidized bed, has limited productivity and economy due to insufficient time of the product being in contact with the drying agent.

За прототип обрано сушильну установку, що містить верхню циліндричну камеру, середню конічну камеру та нижню камеру з перфорованим дном. В верхній циліндричній камері (в верхній її частині) знаходиться дисковий розпилювач, та над нею - верхній повітроподаючий пристрій, під перфорованим дном - нижній повітроподаючий 20 пристрій, над перфорованим дном - повітровод відпрацьованого повітря. Нижня камера з перфорованим дном за допомогою кільцевої перегородки розділена на 2 зони: центральну циліндричну та периферійну кільцеву зону.A drying unit containing an upper cylindrical chamber, a middle conical chamber and a lower chamber with a perforated bottom was chosen as the prototype. In the upper cylindrical chamber (in its upper part) there is a disc atomizer, and above it - the upper air supply device, under the perforated bottom - the lower air supply device 20, above the perforated bottom - the exhaust air duct. The lower chamber with a perforated bottom is divided into 2 zones by means of an annular partition: a central cylindrical zone and a peripheral annular zone.

Частки продукту з конічної камери надходять тільки в центральну зону нижньої камери. За рахунок подачі повітря через отвори в перфорованій пластині в центральній зоні створюється псевдозрідженний шар продукту з інтенсивним вертикальним перемішуванням та здійснюється досушка продукту. З центральної зони продукт 25 надходить на вхід в кільцеву зону. В кільцевій зоні за рахунок направленого виходу повітря із перфорованої -птв) плити створюється горизонтальний потік часток без значного їх перемішування. Псевдозріджений потік часток продукту здійснює рух з поворотом на 3602 навколо центральної камери та вивантажується через зовнішню стінку нижньої камери (Патент О5О05615493 А від 1.04.1997).Product particles from the conical chamber enter only the central zone of the lower chamber. By supplying air through the holes in the perforated plate in the central zone, a fluidized layer of the product is created with intensive vertical mixing and the product is dried. From the central zone, product 25 enters the annular zone. In the ring zone, a horizontal flow of particles is created without significant mixing of the particles due to the directional exit of air from the perforated plate. The pseudo-liquefied flow of product particles moves with a 3602 turn around the central chamber and is discharged through the outer wall of the lower chamber (Patent O5O05615493 A dated 04/1/1997).

Така конструкція дозволяє значно збільшити час контакту продукту з сушильним агентом в нижній камері з - 30 перфорованим дном, але якість та економічність підвищується недостатньо. (Се)This design allows you to significantly increase the contact time of the product with the drying agent in the lower chamber with - 30 perforated bottom, but the quality and efficiency are not increased enough. (Se)

Це пов'язано з тим, що час перебування часток продукту в верхній циліндричній та конічній частинах не зростає і навіть скорочується при збільшенні подачі повітря через верхній повітроподаючий пристрій. При - збільшенні навантаження об'єму сушильної камери і відповідно скороченні часу перебування часток продукту в о об'ємі зростає вихідна температура сушильного агенту, необхідна для досушки часток до необхідної вологості.This is due to the fact that the residence time of the product particles in the upper cylindrical and conical parts does not increase and even decreases when the air supply through the upper air supply device increases. When - increasing the load of the volume of the drying chamber and, accordingly, reducing the residence time of the product particles in the volume, the initial temperature of the drying agent increases, which is necessary for drying the particles to the required humidity.

Зо При цьому може бути досягнута межа терамопластичності продукту, яка улоеможливлює псевдозрідження в сч нижній камері з перфорованим дном.At the same time, the limit of thermoplasticity of the product can be reached, which makes fluidization possible in the lower chamber with a perforated bottom.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищити економічну ефективність та продуктивність сушильного процесу шляхом введення елементів, які забезпечують збирання часток продукту на « перфорованому днищі нижньої камери, повернення часток продукту в конічну і циліндричну частину та З7З 70 багатократну циркуляцію часток продукту в сушильній камері. Це призводить до збільшення часу перебування с продукту в циліндричній та конічній частинах сушильної камери, завершення процесу сушіння при більш низьких "з температурах сушильного агенту на виході, а в випадку сушіння термопластичних продуктів -охолодження часток продукту нижче межі термопластичності.The useful model is based on the task of increasing the economic efficiency and productivity of the drying process by introducing elements that ensure the collection of product particles on the perforated bottom of the lower chamber, the return of product particles to the conical and cylindrical parts, and multiple circulation of product particles in the drying chamber. This leads to an increase in the time the product stays in the cylindrical and conical parts of the drying chamber, completion of the drying process at lower temperatures of the drying agent at the outlet, and in the case of drying thermoplastic products - cooling of the product particles below the thermoplasticity limit.

Поставлена задача вирішується тим, що в сушильній установці, що містить верхню циліндричну камеру, 75 середню конічну камеру та нижню камеру з перфорованим дном, в верхній циліндричній камері встановлений о дисковий розпилювач та верхній повітроподаючий пристрій, під перфорованим дном -нижній повітроподаючий (ос пристрій, над перфорованим дном - повітровід відпрацьованого сушильного агента, перфороване дно виконане з -3з паралельними один одному отворами, направленими в сторону огороджуючих стінок нижньої камери, причому в напряму отворів камера має частину, ширина якої звужена таким чином, що на початку звуження кут між (Ге) 50 напрямком отворів та огороджуючими стінками не перевищує 22230 та збільшується до 902 із кожної сторони, ще становлячи разом (в сумі) 1805.The task is solved by the fact that in the drying unit, which contains the upper cylindrical chamber, 75 middle conical chamber and the lower chamber with a perforated bottom, a disk atomizer and the upper air supply device are installed in the upper cylindrical chamber, under the perforated bottom - the lower air supply (os device, above the perforated bottom - an air duct for the spent drying agent, the perforated bottom is made with -3 parallel holes directed towards the enclosing walls of the lower chamber, and in the direction of the holes the chamber has a part whose width is narrowed in such a way that at the beginning of the narrowing the angle between (He ) 50 in the direction of the holes and enclosing walls does not exceed 22230 and increases to 902 on each side, making together (in total) 1805.

Крім того, поставлена задача досягається тим, що в напрямку отворів перфорованого дна в кінці звуження нижньої камери між дном та огороджуючою стінкою камери виконана щілина, переріз якої складає не більше 2590 від площі перерізу перфорації дна.In addition, the task is achieved by the fact that in the direction of the holes of the perforated bottom at the end of the narrowing of the lower chamber, a gap is made between the bottom and the enclosing wall of the chamber, the cross-section of which is no more than 2590 from the cross-sectional area of the perforation of the bottom.

Також поставлена задача досягається тим, що в нижній камері в зоні розширення камери по відношенні до с напряму отворів на перфорованому дні встановлена перегородка та біля камери виходу продукту встановлена перегородка з отвором вивантаження продукту, причому площа перфорованого дна між перегородками та стінками нижньої камери становить не більше 2595 від загальної площі перфорованого дна. во Також поставлена задача досягається тим, що на частині перфорованого дна площею не більше 2595 від загальної площі дна зі сторони камери виходу продукту отвори перфорованого дна направлені в сторону камери виходу продукту.The task is also achieved by the fact that in the lower chamber in the area of expansion of the chamber in relation to the c direction of the holes, a partition is installed on the perforated bottom, and near the product outlet chamber a partition with a product discharge hole is installed, and the area of the perforated bottom between the partitions and the walls of the lower chamber is no more 2595 from the total area of the perforated bottom. Also, the set task is achieved by the fact that on the part of the perforated bottom with an area of no more than 2595 of the total area of the bottom on the side of the product exit chamber, the holes of the perforated bottom are directed towards the product exit chamber.

Особливості та переваги виконання заявленого винаходу викладені в подальшому в описі використання розпилювальної сушильної установки із посилання на креслення, що носять пояснюючий, не виключаючий інші варіанти, характер. б5 Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено загальний вид сушильної установки,Features and advantages of the implementation of the claimed invention are set out further in the description of the use of the spray drying unit with reference to the drawings, which are explanatory and do not exclude other options. b5 The essence of the useful model is explained by the drawings, where in fig. 1 shows the general view of the drying installation,

на фіг. 2, З, 4, 5 - нижню частину сушильної установки в повздовжньому розрізі та в плані. На кресленнях позначені: фіг. 1, 2, 3, 4, 5: 1 - верхня циліндрична камера, 2 - дисковий розпилювач. З - продуктопровід, 4 - верхній повітродаючий пристрій, 5 - верхній повітропровід, б - повітропровід відпрацьованого повітря, 7 -in fig. 2, C, 4, 5 - the lower part of the drying unit in a longitudinal section and in plan. The drawings are marked: fig. 1, 2, 3, 4, 5: 1 - upper cylindrical chamber, 2 - disc atomizer. C - product duct, 4 - upper air-generating device, 5 - upper air duct, b - exhaust air duct, 7 -

Середня конічна камера, 8 - нижня камера, 9 - перфороване дно, 10 - нижній повітроподаючий пристрій, 11 - нижній повітропровід, 12 - повітряні отвори , 13 - повітряні отвори зворотні, 14 - камера вивантаження продукту, 15 - огороджуючі стінки нижньої камери, 16 - щілина, 17 - перегородка, 18 - перегородка , 19 - отвір вивантаження продукту, 20 - віяловий струмінь, 21 - верхній кільцевий струмінь, 22 - нижній кільцевий струмінь, 23 - шар продукту, 24 - пневмотранспортний потік, 25 - аерофонтанний потік, 26 - киплячий шар, 27 - 7/0 потік готового продукту.Middle conical chamber, 8 - lower chamber, 9 - perforated bottom, 10 - lower air supply device, 11 - lower air duct, 12 - air holes, 13 - return air holes, 14 - product discharge chamber, 15 - enclosing walls of the lower chamber, 16 - slot, 17 - partition, 18 - partition, 19 - product discharge hole, 20 - fan jet, 21 - upper ring jet, 22 - lower ring jet, 23 - product layer, 24 - pneumatic transport flow, 25 - air fountain flow, 26 - fluidized bed, 27 - 7/0 flow of the finished product.

Сушильна установка містить верхню циліндричну камеру 1, середню конічну камеру 7 та нижню камеру 8 з перфорованим дном 9, в верхній циліндричній камері знаходиться дисковий розпилювач 2 та верхній повітроподаючий пристрій 4, під перфорованим дном - нижній повітроподаючий пристрій 10, над перфорованим дном - повітровід відпрацьованого повітря 6. на одному з країв перфорованого дна - камера виходу продукту 14.The drying unit contains an upper cylindrical chamber 1, a middle conical chamber 7 and a lower chamber 8 with a perforated bottom 9, in the upper cylindrical chamber there is a disc atomizer 2 and an upper air supply device 4, under the perforated bottom - a lower air supply device 10, above the perforated bottom - an exhaust duct air 6. on one of the edges of the perforated bottom - product exit chamber 14.

Перфороване дно 9 виконане з паралельними один одному отворами 12, направленими в сторону огороджуючих стінок 15 нижньої камери 8, причому в напряму отворів 12 камера має частину, ширина якої звужується таким чином, що на початку звуження кут між напрямком отворів 12 та огороджуючими стінками 15 не перевищує 22230 та розширюється до 902 з кожної сторони, в сумі становлячи 1802.The perforated bottom 9 is made with holes 12 parallel to each other, directed towards the enclosing walls 15 of the lower chamber 8, and in the direction of the holes 12, the chamber has a part whose width narrows in such a way that at the beginning of the narrowing, the angle between the direction of the holes 12 and the enclosing walls 15 is not exceeds 22230 and expands to 902 on each side for a total of 1802.

Сушильна установка працює наступним чином.The dryer works as follows.

Рідкий продукт, що підлягає сушці, подають по продуктопроводу З та диспергують за допомогою дискового розпилювача 2. Через верхній повітроподаючий пристрій 4 надходить нагріте повітря, яке перемішується з потоком розпиленої рідини. При подальшому сумісному русі повітря та продукту здійснюють випаровування вологи та сушка часток продукту.The liquid product to be dried is fed through the product line C and dispersed with the help of a disk atomizer 2. Through the upper air supply device 4, heated air enters, which is mixed with the flow of sprayed liquid. With the further simultaneous movement of air and product, evaporation of moisture and drying of product particles are carried out.

Основний потік сушильного агента формується в зоні дискового розпилювача 2 в вигляді горизонтальногоThe main flow of the drying agent is formed in the zone of the disk atomizer 2 in the form of a horizontal one

Віялового струменя 20.Fan jet 20.

Віяловий струмінь 20 при натіканні на стінки верхньої циліндричної камери 1 майже перпендикулярно до неї в) утворює верхній кільцевий підйомний струмінь 21 та нижній кільцевий опускний струмінь 22, що рухається вниз по верхній циліндричній камері 1 та середній конічній камері 7.The fan jet 20, when impinging on the walls of the upper cylindrical chamber 1 almost perpendicular to it c) forms an upper annular rising jet 21 and a lower annular descending jet 22, which moves down the upper cylindrical chamber 1 and the middle conical chamber 7.

На ділянках натікання потоку на стінку та відриву від стінки має місце сепарація часток продукту з «-- основного потоку з подальшим сповзанням шару продукту 23 по стінках середньої конічної камери в нижню камеру 8 з перфорованим дном 9. оIn the areas where the flow hits the wall and detaches from the wall, product particles are separated from the main flow, with subsequent sliding of the product layer 23 along the walls of the middle conical chamber into the lower chamber 8 with a perforated bottom 9.

Особливість конструкції полягає в тому, що гаряче повітря, яке подають через отвори перфорованого дна 9 «-- нижньої камери 8, струмені яких направлені в одну сторону, створюється горизонтальний пневмотранспортний потік 24. соThe peculiarity of the design is that the hot air supplied through the holes of the perforated bottom 9 "-- the lower chamber 8, the jets of which are directed in one direction, creates a horizontal pneumatic transport flow 24.

Горизонтальний пневмотранспортний потік 24 при зустрічі з огороджуючими стінками 15 нижньої камери9під су кутом, що не перевищує 222 30 змінює напрям спочатку в горизонтальному напрямі, дві частини потоку збираються в центрі огороджуючих стінок 15 нижньої камери 9 та, взаємодіючи один з одним, утворюють вертикальний аерофонтанний потік 25, який вносить порошок в об'єм середньої конічної камери 7. «The horizontal pneumatic transport flow 24 when meeting with the enclosing walls 15 of the lower chamber 9 at a right angle not exceeding 222 30 changes its direction initially in the horizontal direction, the two parts of the flow gather in the center of the enclosing walls 15 of the lower chamber 9 and, interacting with each other, form a vertical aerofountain flow 25, which introduces powder into the volume of the middle conical chamber 7.

За межами вертикального аерофонтанного потоку здійснюється всмоктування шару продукту з поверхні конічної камери 7 в нижню камеру 8 на поверхню пневмотранспортного потоку 24. - с При багатократній рециркуляції порошку проходить постійна сепарація часток з виходом потоку готового ц продукту 27 в камеру вивантаження продукту 14 та відведення сушильного агента в повітровід відпрацьованого "» повітря 6.Outside the vertical aero-fountain flow, the product layer is sucked from the surface of the conical chamber 7 into the lower chamber 8 onto the surface of the pneumatic transport flow 24. - with multiple recirculation of the powder, constant separation of particles takes place with the exit of the flow of the finished product 27 into the product discharge chamber 14 and the removal of the drying agent into the exhaust air duct "» 6.

Повторна подача продукту в центральну зону середньої конічної камери 7 аерофонтанним потоком 25Repeated supply of the product to the central zone of the middle conical chamber 7 by an air-fountain flow 25

Збільшує час перебування часток, підвищує продуктивність, дозволяє закінчити процес сушки при більш низьких ко температурах.Increases the residence time of the particles, increases productivity, allows you to complete the drying process at lower temperatures.

Ефективність процесу рециркуляції часток підвищується за рахунок додаткової подачі повітря через щілинуThe efficiency of the particle recirculation process is increased due to the additional supply of air through the gap

Ме 16 в кінці звуження нижньої камери 8 між перфорованим дном 9 та огороджуючою стінкою нижньої камери 15, - переріз якої складає не більше 2595 від площі перерізу перфорації дна 9.Me 16 at the end of the narrowing of the lower chamber 8 between the perforated bottom 9 and the enclosing wall of the lower chamber 15, - the section of which is no more than 2595 of the cross-sectional area of the perforation of the bottom 9.

Також ефективність процесу рециркуляції часток підвищується за рахунок того, що в нижній камері 8 в зоні б її розширення по відношенні до напряму отворів на перфорованому дні 9 встановлена перегородка 17 та біля - й камери виходу - продукту 14 перегородка 18, на якій знаходиться отвір вивантаження продукту 19, причому площа перфорованого дна 9 між перегородками 17 і 18 та стінками нижньої камери 8 становить не більше 2590 від загальної площі перфорованого дна 9.Also, the efficiency of the particle recirculation process increases due to the fact that in the lower chamber 8, in the zone b of its expansion in relation to the direction of the holes on the perforated bottom 9, a partition 17 is installed, and a partition 18 is located near the product exit chamber 14, on which there is a product discharge hole 19, and the area of the perforated bottom 9 between the partitions 17 and 18 and the walls of the lower chamber 8 is no more than 2590 of the total area of the perforated bottom 9.

Крім того ефективність процесу рециркуляції часток підвищується за рахунок того, що на частині перфорованого дна 9 площею не більше 2595 від загальної площі дна 9 зі сторони камери виходу продукту 14 с виконані повітряні отвори зворотні, направлені в сторону камери виходу продукту 14.In addition, the efficiency of the particle recirculation process is increased due to the fact that on the part of the perforated bottom 9 with an area of no more than 2595 of the total area of the bottom 9 on the side of the product exit chamber 14 s, reverse air holes directed towards the product exit chamber 14 are made.

З урахуванням однократного перебування найбільш крупних часток продукту в потоці повітря та їх сепарації в нижній частині середньої конічної камери 7 час перебування таких часток в сушильній камері для аналога в 10 бо - 20 разів менший від часу перебування в цій камері повітря та становить 1-2 сек.Taking into account the one-time presence of the largest particles of the product in the air flow and their separation in the lower part of the middle conical chamber 7, the residence time of such particles in the drying chamber for the analogue is 10-20 times shorter than the residence time of the air in this chamber and is 1-2 seconds .

Застосування технічних рішень винаходу дозволяє збільшити час перебування часток в потоці сушильного агента до 3-4 сек.Application of technical solutions of the invention allows to increase the time of stay of particles in the flow of drying agent up to 3-4 seconds.

Технічні рішення підтверджені результатами випробування експериментального зразка повнорозмірної сушильної установки. 65 При застосуванні перфорованого дна 9 з отворами, направленими в сторону огороджуючої стінки та зустрічі з ними під кутом, що не перевищує 222 30, продуктивність сушильної установки зросла з 500 кг/год. готового продукту до 750 кг/год., а температура відпрацьованого повітря знизилась з 852С до 7590.Technical solutions are confirmed by the test results of an experimental sample of a full-size drying unit. 65 When using a perforated bottom 9 with holes directed towards the enclosing wall and meeting them at an angle not exceeding 222 30, the productivity of the drying unit increased from 500 kg/h. of the finished product to 750 kg/h, and the temperature of the exhaust air decreased from 852C to 7590C.

Claims

The formula of the invention

1. A spray drying installation containing an upper cylindrical chamber (1), a middle conical chamber (7) and a lower chamber (8) with a perforated bottom (9), a disc atomizer (2) is placed in the upper part of the upper cylindrical chamber (1) and the upper air supply device (4), under the perforated bottom (9) - 70 the lower air supply device (10), above the perforated bottom (9) - exhaust air duct (b), on one of the edges of the perforated bottom (9) - the product exit chamber ( 16), which differs in that the perforated bottom (9) is made with main air holes (12) parallel to each other, directed towards the enclosing walls (15) of the lower chamber (8), and in the direction of the air holes of the main (12) lower chamber (8) has a part, the width of which is narrowed in such a way that at the beginning of the narrowing, the angle between the direction of the main air holes (12) and the enclosing walls (15) of the lower chamber (8) does not exceed 222 30 and widens to 90 o on each side, becoming in the amount of 1809.

2. Spray drying installation according to claim 1, which is characterized by the fact that in the direction of the main air holes (12) of the perforated bottom (9) at the end of the narrowing of the lower chamber (8) between the perforated bottom (9) and the enclosing wall (15) of the lower chamber ( 8) a slot (16) is made, the section of which is no more than 25 95 of the cross-sectional area of the perforated bottom (9).

3. Spray drying plant according to claim 1, which is characterized by the fact that in the expansion zone of the lower chamber (8) in relation to the direction of the air holes of the main ones (12) on the perforated bottom (9) a partition (17) is installed and near the product exit chamber (14) ) a partition (18) with a product discharge hole (21) is installed, and the area of the perforated bottom (9) between the partition (17) and the partition (18) and the walls of the LOWER chamber (8) is no more than 25 95 of the total area of the perforated bottom (9 ). WITH

4. Spray drying installation according to claim 1, which is characterized by the fact that on the part of the perforated bottom (9) with an area of no more than 2595 of the total area of the bottom (9) on the side of the product exit chamber (14) in the perforated bottom (9) return air holes are made (13), directed towards the product exit chamber (14). "- (Se) "- s s -

with . and? ime) (ee) - b 50 - c 60 b5