СУШИЛКА
DRIER

Изобретение относится к оборудованию для сушки сыпучих продуктов и может быть использовано для производства сушеных фруктов и овощей.
7
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для осуществления способа сушки сыпучих продуктов [пат. №2328949 РФ, МПК А23L 3/40. Способ сушки сыпучих продуктов и установка для его осуществления./Остриков А.Н., Складчикова Ю.В.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. - №2007101413, заявл. 15.01.2007; опубл. 20.07.2008, бюл. №20], включающая корпус, транспортер с гибкой перфорированной лентой, устройство для подвода и отвода теплоносителя, загрузочное устройство и выгрузочный лоток. В боковых стенках корпуса сверху и снизу выполнены параллельные горизонтальные пазы. В верхних пазах установлены с возможностью симметричного перемещения перфорированные направляющие для фиксации положения гибкой перфорированной ленты, а в нижних пазах - пневмоцилиндры с роликами, установленные с возможностью перемещения по ним.
Данная установка для осуществления способа сушки сыпучих продуктов имеет следующие недостатки: низкая эксплуатационная надежность из-за многочисленных циклов деформации и значительного истирания перфорированной ленты; высокие энергозатраты на осуществление процесса сушки из-за необходимости постоянного механического перемешивания, сложная переналадка данной конструкции сушилки для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.).
Техническая задача заключается в повышении эксплуатационной надежности перфорированной ленты; универсализации конструкции сушилки и адаптации ее для сушки различных продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.), снижении высоких энергозатрат на осуществление постоянного механического перемешивания.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в сушилке, содержащей корпус, транспортер с перфорированной лентой, устройства для подвода и отвода теплоносителя, загрузочное и выгрузочное устройства, новым является то, что внутри корпуса последовательно расположены три камеры: камера установки сетчатых формочек, трехсекционная сушильная камера с патрубками для подвода теплоносителя и камера выгрузки, по направляющим, установленным на внутренних боковых стенках корпуса, перемещаются сетчатые формочки с помощью тросового транспортера, на котором с шагом, равным длине сетчатых формочек, установлены вертикальные штыри, взаимодействующие с пазами, находящимися на задней по ходу движения стенке формочки, аналогичные пазы выполнены также на передней стенке формочек слева в горизонтальном направлении, на боковых стенках во второй и третьей секциях сушильной камеры установлены магнетроны, подъем формочек из горизонтального в вертикальное положение в камере выгрузки и опускание формочек из вертикального положения в горизонтальное осуществляется с помощью пневмоцилиндров с вакуум-присосками.
На фиг.1 представлено объемное изображение конструкции сушилки, на фиг.2 - плоскостное изображение конструкции сушилки, на фиг.3 - схема перемещения сетчатых формочек из горизонтального в вертикальное положение; на фиг.4 - механизм выгрузки высушенного продукта с поверхности сетчатой формочки.
Сушилка (фиг.1 и 2) включает корпус 1, загрузочное устройство в виде шнекового питателя 2 с загрузочным патрубком 8, выгрузочное устройство, устройство для отвода теплоносителя в виде патрубка 3 для отвода отработанного теплоносителя, тросовый транспортер 4, сетчатые формочки 9, направляющие 11 и регулируемый привод 10.
Внутри корпуса 1 последовательно расположены три камеры: камера установки 16 сетчатых формочек, трехсекционная сушильная камера 17 и камера выгрузки 5. В нижней части трехсекционной сушильной камеры 17 установлены патрубки 6 для секционированного подвода теплоносителя заданных параметров (температуры, скорости и относительной влажности) в каждую из трех секций сушильной камеры 17.
По центру корпуса 1 расположен тросовый транспортер 4, на котором с шагом, равным длине сетчатых формочек 9, расположены вертикальные штыри 12 (фиг.3). В задней стенке сетчатых формочек 9 по центру выполнен цилиндрический паз 13, размеры которого совпадают с размерами вертикальных штырей 12 (фиг.4). Аналогичные пазы 21 выполнены слева в горизонтальном направлении на передней стенке формочек 9 (фиг.3).
Тросовый транспортер 4 натянут между четырьмя шкивами 14, один из которых является приводным, другой - натяжным. Причем на верхнем ободе шкивов 14 выполнены пазы 15, размеры которых совпадают с размерами вертикальных штырей 12.
На внешней стенке корпуса 1 установлены направляющие 20, по которым сетчатые формочки 9, находящиеся в вертикальном положении, возвращаются с помощью тросового транспортера 4 из камеры выгрузки 5 в камеру установки 16.
Подъем сетчатых формочек 9 из горизонтального положения в вертикальное положение в камере выгрузки 5 и опускание формочек 9 из вертикального положения в горизонтальное осуществляется с помощью пневмоцилиндров 7 с вакуум-присосками 19. На боковых стенках во второй и третьей секциях сушильной камеры 17 установлены магнетроны 18.
Тросовый транспортер 4 с расположенными на нем вертикальными штырями 12 приводится в движение регулируемым приводом 10.
Сушилка (фиг.1 и 2) работает следующим образом.
Включается регулируемый привод 10, который с помощью приводного шкива 14 приводит в движение тросовый транспортер 4, с расположенными на нем вертикальными штырями 12, которые, входя в цилиндрические пазы 13, выполненные в задней стенке сетчатых формочек 9, приводят последние в движение по направляющим 11.
После этого включается шнековый питатель 2, который через загрузочный патрубок 8 подает влажный исходный продукт на поверхность горизонтальных сетчатых формочек 9. Регулируемый привод шнекового питателя 2 позволяет обеспечить заданный темп подачи продукта на сетчатые формочки 9, что особенно важно при сушке различных видов продуктов. При этом влажный продукт, находящийся на поверхности сетчатых формочек 9, начинает вместе с ними перемещаться вдоль сушилки.
Одновременно через патрубки 6 подается теплоноситель с заданными параметрами. Теплоноситель поступает под соответствующие участки сетчатых формочек 9, пронизывает их и слой высушиваемого продукта на них, поступает в патрубок 3 и удаляется из сушилки. Причем теплоноситель, подаваемый в первую секцию сушильной камеры 17, имеет высокую скорость, за счет чего сушка осуществляется в псевдоожиженном (кипящем) слое. В связи с тем, что в начале процесса сушки удаляется механически связанная влага, т.е. влага микрокапилляров, макрокапилляров и смачивания, то основным параметром, влияющим на интенсивность влагоудаления в этот период, является скорость теплоносителя. Поэтому наиболее целесообразно в начальный момент сушки использовать сушку с высокой скоростью и невысокой температурой. Этому требованию наиболее полно отвечает сушка в первой секции сушильной камеры 17. По мере удаления указанной влаги скорость теплоносителя, как определяющий фактор интенсивности процесса сушки, теряет свое значение.
Затем высушиваемый продукт, находящийся в сетчатых формочках 9, перемещается тросовым транспортером 4 во вторую секцию сушильной камеры 17. При этом включаются магнетроны 18, установленные на боковых стенках во второй и третьей секциях сушильной камеры 17, и таким образом осуществляется равномерное по всему объему нагревание высушиваемого сыпучего продукта, находящегося в сетчатых формочках 9. При этом удаляется осмотическая, поли- и моноадсорбционная влага, на интенсивность удаления которых наиболее влияет температура нагрева, так как только она определяет интенсивность внутреннего влагопереноса. Поэтому на второй и третьей секциях сушку предпочтительнее вести при невысокой скорости теплоносителя и высокой температуре нагрева продукта за счет СВЧ-нагрева.
Таким образом, высушиваемый продукт постепенно перемещается вместе с сетчатыми формочками 9, подвергаясь сушке, к камере выгрузке 5 для удаления высушенного продукта из сушилки.
Термо- и гидродинамический режим обработки высушиваемого продукта в сочетании с заданными параметрами теплоносителя позволяет выбрать оптимальный режим сушки с учетом изменения влагосодержания продукта.
Режим работы регулируемого привода 10 меняется в зависимости от требуемого режима сушки: он совершает как непрерывное движение, так и периодическое движение с выстоями, необходимыми для подъема сетчатых формочек 9 из горизонтального положения в вертикальное положение в камере выгрузки 5 и одновременного для опускания сетчатых формочек 9 из вертикального положения в горизонтальное положение в камере установки 16 сетчатых формочек. Т.е. когда сетчатые формочки 9 с высушенным продуктом достигают камеры выгрузки 5, то регулируемый привод 10 тросового транспортера 4 выключается и формочки 9 останавливаются. Затем включается пневмоцилиндр 7, который с помощью вакуум-присоски 19 поднимает формочки 9 из горизонтального положения в вертикальное положение (фиг.4). При этом высушенный продукт ссыпается из сетчатой формочки 9 в камеру выгрузки 5 и удаляется из сушилки на дальнейшую переработку. После этого пневмоцилиндр 7 (при отключенной вакуум-присоске 19) опускается в исходное (нижнее) положение, а формочка 9 остается в вертикальном положении (фиг.4). Затем включается регулируемый привод 10 тросового транспортера 4 и вертикальные штыри 12, входя в пазы 21 формочки 9, перемещают по направляющим 20 формочки 9, находящиеся в вертикальном положении после выгрузки продукта, в начало сушилки, т.е. в камеру установки 16. После этого регулируемый привод 10 тросового транспортера 4 выключается и формочки 9 останавливаются в камере установки 16. Затем расположенный в камере установки 16 пневмоцилиндр 7 с помощью вакуум-присоски 19 опускает формочки 9 из вертикального положения в горизонтальное положение (фиг.1). После этого цикл сушки повторяется.
Адаптированный в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки секционированные подвод теплоносителя и СВЧ-нагрев продукта позволяют выбрать рациональные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта по длине сушилки.
Предлагаемая сушилка по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
- высокая эксплуатационная надежность из-за отсутствия многочисленных циклов деформации и значительного истирания сетчатых поверхностей;
- достижение равномерной сушки продукта вследствие использования мягких, щадящих режимов пересыпания и перемешивания при максимальном сохранении частиц обрабатываемого продукта за счет рациональной конструкции сетчатых формочек 9;
- универсализация конструкции сушилки и адаптации ее для сушки различных продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.);
- отсутствие необходимости в переналадке конструкции сушилки для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.).
- повышение качества готового продукта за счет использования пересыпающегося слоя, снижающего комкование высушиваемого продукта и предотвращающего образование агломератов дисперсного продукта.