УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к тепловой обработке продуктов, в частности к устройству для тепловой обработки сыпучих пищевых и подобных им продуктов и может найти широкое применение в пищевой, кондитерской, химической и других отраслях промышленности.
Известна сушильная установка, содержащая камеры сушки и охлаждения, загрузочный бункер, источник тепла, вентиляционную камеру с вентиляторами (см., например, журн. «Сельский механизатор», 1999, №6 с.9.50).
Недостатком известной установки является низкая производительность.
Известна печь, работающая на электроэнергии, содержащая рабочую камеру, вентиляционную камеру, источник тепла, охладительную камеру (см., например, проспект итальянской фирмы «RINALDI SOPERFORNI SPA» 54100, MASSA ITALY via Dorsale. (P.O.Box 112), tel. 0585-250251).
В известном устройстве затруднен монтаж и демонтаж отдельных узлов конструкции, нарушены условия тепло и влагообмена воздуха с обрабатываемым продуктом, что влияет на качество обрабатываемого продукта.
Известна установка для обработки хлебных сухариков, включающая каркас с зонами сушки, обжарки, охлаждения, теплогенератор, вентиляторы для подачи воздуха, распределительные короба, патрубок для загрузки и выгрузки готового продукта, транспортер (см., например, патент РФ №2277776, А21В 1/26, 2004 г.
Описанное выше устройство является довольно сложным по конструкции.
Наиболее близкое по технической сущности является, выбранное заявителем за прототип, устройство для тепловой обработки продуктов, содержащее рабочую камеру с дном, входным и выходным патрубками, загрузочной и разгрузочной заслонками, соединенную с загрузочным бункером, подогреватель, вентиляторы для подачи воздуха в подогреватель и рабочую камеру, циклон, фильтр, воздуховоды, приемную емкость для отходов и пробоотборник для готового продукта (см., например. Проспект французской фирмы «BOURGEOIS» BOITL POSTALE 71-364, RUE DE Epinettes 7410 FEVERGES - France, tel 50.44.42.77).
Известные устройства требуют значительных затрат для осуществления сушки или поджарки продуктов.
Технической задачей на решение которой направлена полезная модель, является оптимизация затрат на осуществление процесса сушки или обжарки продуктов, повышение гибкости условий процесса сушки и качества обработанного продукта, сокращение его разрушения на более ранней стадии процесса и окончательного процесса сушки или обжарки, обеспечение интенсификации тепло и влагообмена, улучшение степени очистки воздуха, упрощение монтажа и демонтажа отдельных узлов устройства.
Решение поставленной задачи достигается тем, что, устройство для тепловой обработки сыпучих продуктов, содержащее рабочую камеру с дном, входным и выходным патрубками, загрузочной и разгрузочной заслонками, соединенную с загрузочным бункером, подогреватель, вентиляторы для подачи воздуха в подогреватель и рабочую камеру, циклон, фильтр, воздуховоды, приемную емкость для отходов и пробоотборник для готового продукта, согласно полезной модели, рабочая камера по ходу движения воздуха последовательно соединена через выходной патрубок с воздуховодом, циклоном, соединенным другим воздуховодом с фильтром, последний выполнен в виде съемной кассеты, установленной в направляющих, закрепленных к выходному концу воздуховода, дно рабочей камеры выполнено с наклоном в сторону разгрузочной заслонки, а
противоположная дну камеры стенка имеет скругленную форму, входной патрубок камеры снабжен решеткой, при этом фильтр имеет поверхность, превышающую в 2-4 раза сечение соединенного с ним воздуховода, а рабочая камера имеет объем, превышающий в 2-4 раза сечение воздуховода, соединенного входным концом с выходным патрубком камеры и снабжена направляющими элементами, пробоотборник снабжен сетчатым поддоном, штуцером с отсасывающим устройством и разгрузочным устройством.
Целесообразно в устройстве для тепловой обработки сыпучих продуктов, рабочую камеру выполнять с окном, снабжать датчиками регуляторами температуры на входе и выходе камеры и осветительными элементами.
Устройство для тепловой обработки сыпучих продуктов снабжать пультом управления с целью осуществления контроля и автоматизации процесса; выполнять на каркасе с целью обеспечения удобства монтажа и эксплуатации.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для тепловой обработки сыпучих продуктов, общий вид.
На фиг.2 изображена рабочая камера в разрезе.
Устройство для тепловой обработки сыпучих продуктов содержит рабочую камеру 1 с выходным патрубком 2, загрузочной заслонкой 3, соединенную с загрузочным бункером 4, подогреватель 5, вентилятор 6, для подачи воздуха в подогреватель 5 и далее в рабочую камеру 1,датчик 7 с регулятором температуры, расположенный на входе в рабочую камеру, циклон 8, фильтр 9, воздуховоды 10, 11, приемную емкость 12 для отходов и пробоотборник 13 для отбора готового продукта. Рабочая камера по ходу движения воздуха последовательно соединена через выходной патрубок 2 с воздуховодом 10, циклоном 8, соединенным другим воздуховодом 11 с фильтром 9. Фильтр 9 выполнен в виде съемной кассеты 14, установленной в направляющих 15, закрепленных к выходному концу 16 воздуховода 11. Рабочая камера выполнена с окном 17, снабжена осветительными
элементами 18, выходным патрубком 19, снабженным решеткой 20, датчиком 21 с регулятором температуры, расположенным в верхней части рабочей камеры, при этом, фильтр 9 имеет превышающее в 2-4 раза сечение воздуховода 11, соединенного с фильтром 9, а рабочая камера 1 имеет объем, превышающий в 2-4 раза сечение воздуховода 10, соединенного входным концом 22 с выходным патрубком 2 камеры 1.
Рабочая камера снабжена разгрузочной заслонкой 23 для отбора готового продукта в пробоотборник 13, снабженный сетчатым поддоном 24, штуцером 25 с отсасывающим устройством 26, включающим воздуховод и вентилятор, разгрузочным устройством 27, выполненным в виде известных измерительных камер, например, в виде патрубка с дозирующим элементом для дозирования обработанных сыпучих продуктов. Дно камеры выполнено с наклоном в сторону разгрузочной заслонки, а противоположная дну камеры стенка имеет скругленную форму. Рабочая камера снабжена направляющими элементами 28.
Целесообразно устройство для тепловой обработки сыпучих продуктов, снабжать пультом управления и выполнять на каркасе (на чертеже не показано) с целью осуществления контроля и автоматизации процесса и удобства монтажа и эксплуатации.
Устройство для тепловой обработки сыпучих продуктов работает следующим образом:
В качестве продукта могут быть использованы любые продукты, которые могут подвергаться сушке или обжарке, например, крупы, орехи, семечки, кофе, сухарики и другие.
Продукт из загрузочного бункера 4 поступает через загрузочную заслонку 3 в рабочую камеру 1. Воздух вентилятором 6 подается в подогреватель 5 (калорифер), в котором предварительно нагревается до температуры, являющейся обычно предельно допустимой для подсушивания продукта.
При нагреве в наружном подогревателе 5 (калорифере) свежего воздуха, его влагосодержание остается неизменным, поскольку он не поглощает и не отдает влаги. Влагосодержание воздуха зависит, в том числе, и от климатических условий, летом влагосодержание воздуха выше, чем зимой, поэтому подбор конкретных подогревателей для нагрева воздуха является важным фактором. Целесообразно подогреватель 5 снабжать ТЭНами общей мощностью 36 кВт. ТЭНы имеют оребренные оболочки.
Нагретый в наружном подогревателе 5 воздух, подается вниз рабочей камеры 1 через входной патрубок 19, проходит через решетку 20 и равномерно распределяется в слой продукта. Температура рабочего воздуха измеряется датчиком 7 с регулятором температуры, установленным на входе рабочей камеры. Нагретый воздух отдает тепло продукту, необходимое для испарения из него части влаги путем непосредственного контакта продукта с движущимся горячим воздухом. Отдав продукту часть тепла воздух частично охлаждается, поэтому температуру для нагрева воздуха увеличивают. Температура воздуха в рабочей камере поддерживается датчиком 21 с регулятором температуры, расположенным на выходе камеры. Нагретый воздух до более высокой температуры, передает продукту тепло и уносит влагу, испаряющуюся из продукта за счет этого тепла по воздуховоду 10 и поступает в циклон 8. Ступенчатый подогрев воздуха позволяет не только вести сушку в мягких условиях, при небольшом перепаде температур в камере, но и обеспечивает более гибкие условия сушки, вначале продукт сушится при более низких температурах воздуха, нагретого в наружном подогревателе (калорифере), затем повторно сушится при более высокой температуре воздуха. При таких условиях сушки продукт не разрушается. Направляющие элементы 28, установленные в рабочей камере обеспечивают упорядоченную циркуляцию продукта при его движении в потоке горячего воздуха.
В зависимости от цели обработки продукта, при необходимости, продукт может быть обжарен.
Окончательный процесс сушки или обжарки определяется по датчику 21 с регулятором температуры, расположенным в верхней части рабочей камеры и визуально через окно 17 рабочей камеры 1, снабженной осветительными элементами 18, по изменению цветовой окраски или других свойств в зависимости от конкретизации выбранного продукта, предназначенного для тепловой обработки и конечной цели. В процессе сушки воздух увлажняется и охлаждается и, соответственно, изменяет свой объем. Отработанный воздух из рабочей камеры 1 попадает через выходной патрубок 2 во входной конец 22 воздуховода 10 и с увеличенной скоростью поступает в циклон 8, в котором он закручивается и в основном воздух очищается от крупных частиц технического уровня самого воздуха и от остатков высушенного или обжаренного продукта (шелухи и прочее). Некондиционные остатки продукта отводят в приемную емкость 12. Воздух с мелкими частицами, выходит из циклона 8, проходит с увеличенной скоростью по воздуховоду 11 и попадает в фильтр 9. Выполнение фильтрующей поверхности фильтра позволяет очистить воздух от мелких примесей. Очищенный в фильтре воздух выбрасывается частично в атмосферу, а другая часть направляется на смешение со свежим воздухом для поступления в подогреватель 5 в качестве сушильного агента. Высушенный или поджаренный готовый продукт высыпается через разгрузочную заслонку 23 рабочей камеры 1 в пробоотборник 13. Пробоотборник целесообразно выполнять с увеличенным объемом и снабжен сетчатым поддоном 24, штуцером 25 с отсасывающим устройством 26, включающем вентилятор, воздуховодом и разгрузочным устройством 27, выполненным в виде известных измерительных камер, например, в виде патрубка с дозирующим элементом, что позволяет использовать пробоотборник в качестве охладительной камеры, удалить нагретый воздух, охладить высушенный или обжаренный продукт и, в дальнейшем, расфасовать готовый продукт. Направляющие элементы 28, расположенные в рабочей
камере позволяют создать упорядоченную циркуляцию продукта при его движении в потоке нагретого воздуха.
Поскольку продукт при неравномерной сушке воздухом с низкой влажностью при высоких температурах может подвергнуться разрушению, в предложенном устройстве обеспечивается мягкий режим сушки за счет ступенчатого подогрева воздуха и ступенчатого процесса сушки продукта. При добавлении части отработанного очищенного воздуха к атмосферному (свежему) воздуху, увеличивается объем циркулирующего воздуха, а следовательно, и скорость его движения через рабочую камеру. Выполнение рабочей камеры с наклонным дном и со стенкой, противоположной дну камеры, скругленной формы и наличие направляющих элементов позволяют интенсифицировать тепло и влагообмен за счет равномерного распределения подогретого воздуха в рабочей камере и целенаправленного его направления на обрабатываемый продукт и предотвратить разрушение продукта.
Для создания более равномерной циркуляции воздуха, наружный вентилятор может быть заменен на реверсивные осевые вентиляторы.
Последовательное соединение рабочей камеры через выходной патрубок с воздуховодом, циклоном, соединенным с помощью воздуховода с фильтром, имеющим поверхность, превышающую в 2-4 раза сечение воздуховода, и выполнение рабочей камеры с объемом, превышающим в 2-4 раза сечение воздуховода, соединенного входным концом с выходным патрубком камеры обеспечивает увеличение степени очистки воздуха и улучшение условий сушки и качества обрабатываемого продукта. Предложенные соотношения размеров являются оптимальным для обеспечения достигаемого технического результата.
С целью улучшения удобства эксплуатации, облегчения монтажа и демонтажа, фильтр в устройстве выполнен в виде съемной кассеты, установленной в направляющих, закрепленных к выходному концу воздуховода. В случае забивки фильтра, не останавливая процесс, обеспечивается возможность замены изношенной кассеты фильтра на новую
съемную кассету. Выполнение рабочей камеры с окном и осветительными элементами позволяет визуально определить степень готовности обрабатываемого продукта и за счет подбора режимных параметров предотвратить разрушение продукта на ранней стадии процесса. Выполнение пробоотборника с увеличенным объемом и наличие сетчатого поддона, штуцера с отсасывающим устройством, включающим воздуховод и вентилятор позволяет использовать его в качестве охладительной камеры, а наличие разгрузочного устройства, позволяет дозировано отобрать готовый продукт.
Целесообразно устройство оснащать пультом управления и монтировать на каркасе, что делает устройство более надежным и исключает аварийные ситуации и упрощает монтаж.
В случае применения пульта управления при работе в комплексе с транспортерами, все управление устройством выполняется автоматически. Рабочий режим устройства поддерживается автоматически по сигналу таймера или кнопкой «Стоп». При необходимости может быть выключен подогреватель, а вентилятор переведен на низкую скорость, исключая «тепловой удар» ТЭНов.
Таким образом, предложенное устройство за счет наличия совокупности всех признаков, позволяет обеспечить гибкие условия сушки или обжарки, увеличить тепло и влагообмен и степень очистки воздуха, улучшить монтаж и демонтаж отдельных узлов, получить качественный обработанный продукт, предусмотреть его разрушение на более ранней стадии окончательного процесса сушки или обжарки, уменьшить капитальные затраты.