КОМБИНИРОВАННАЯ СВЧ-КОНВЕКТИВНАЯ СУШИЛКА
COMBINED SUPER-HIGH FREQUENCY DIRECT-HEATED DRIER

Изобретение относится к оборудованию для сушки плодов и овощей и может быть использовано в пищевой промышленности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является сушилка для сыпучих материалов [Авторское свидетельство №1182246 СССР, МПК F26В 17/04, F26В 3/34. Сушилка для сушки сыпучих материалов / С.П. Лебедев, И.Э. Мильман, В.А. Липп, В.В. Олоничев (СССР). - 3759750/24-06; Заявлено 23.05.84; Опубл. 30.09.85, Бюл. №36], содержащая вертикальный корпус с поярусно расположенными в нем секциями предварительного нагрева, сушки и охлаждения, имеющими газопроводящие камеры с газораспределительными решетками и сообщающиеся по средствам переточных патрубков, расположенных у переточных стенок корпуса в чередующемся порядке, причем в секции сушки над слоем материала расположена вторая решетка.
Данная сушилка сыпучих материалов имеет следующие недостатки: невысокое качество готовых изделий, значительные энергозатраты на осуществление процесса обработки, сложная переналадка данной конструкции устройства для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.), низкая эксплуатационная надежность и сложность регулирования температуры и скорости теплоносителя на разных этапах сушки.
Технической задачей изобретения является повышение качества получаемых продуктов за счет удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями, поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт, снижение энергозатрат на сушку продуктов.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в комбинированной СВЧ-конвективной сушилке, содержащей СВЧ-камеры с поочередно расположенными камерами охлаждения, новым является то, что корпус сушилки имеет форму спирального короба, выполненного по винтовой линии, внутри короба расположены сообщающиеся между собой камеры: камера загрузки, последовательно чередующиеся СВЧ-камеры и камеры охлаждения, камера выгрузки, причем на внутренней боковой стенке каждой СВЧ-камеры установлен магнетрон, нижняя часть камер охлаждения соединена с помощью воздуховода с вентилятором, а их верхние части - с вытяжным диффузором для отвода отработанного теплоносителя, через все камеры проходят два параллельных цепных транспортера, на которых шарнирно закреплены перфорированные лотки, привод цепных транспортеров обеспечивает циклично-непрерывное движение перфорированных лотков с периодическими выстоями, над камерой загрузки установлен загрузочный бункер с питателем, а под камерой выгрузки - разгрузочный бункер с ленточным транспортером.
Технический результат заключается в повышение качества получаемых продуктов за счет и удаления испаряемой влаги в соответствии с основными кинетическими закономерностями, поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт, а также в интенсификации удаления испаряемой влаги за счет быстрого и равномерного нагрева продукта по всему объему.
На фиг.1 представлено объемное изображение комбинированной СВЧ-конвективной сушилки, на фиг.2 - фронтальный вид комбинированной СВЧ-конвективной сушилки, на фиг.3 - вид сверху комбинированной СВЧ-конвективной сушилки, на фиг.4 - поперечный разрез СВЧ-камеры, на фиг.5 - поперечный разрез камеры охлаждения.
Комбинированная СВЧ-конвективная сушилка состоит из корпуса 1, имеющего форму спирального короба, выполненного по винтовой линии, цепного транспортера 2 с регулируемым приводом 3, вентилятора 4, распределительного воздуховода 5 и перфорированных лотков 6.
Внутри корпуса 1 поочередно расположены сообщающиеся между собой камеры: камера загрузки, последовательно чередующиеся СВЧ-камеры 7 и камеры охлаждения 8, камера выгрузки.
На внутренней боковой стенке каждой СВЧ-камеры 7 установлены магнетроны 9. Через все камеры проходят два параллельных цепных транспортера 2, на которых шарнирно закреплены перфорированные лотки 6. Регулируемый привод 3 цепного транспортера 2 обеспечивает циклично-непрерывное движение перфорированных лотков 6 с периодическими выстоями. Между поочередно расположенными камерами 7 и 8 установлены перегородки 11, выполненные с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Перегородки 11 предотвращают попадание теплоносителя из камеры СВЧ-нагрева 7 в камеру охлаждения 8, а так же исключают проникновения электромагнитных волн в окружающую среду.
Нижняя часть камер охлаждения 8 соединена с помощью воздуховода 10 с вентилятором 4. Скорость теплоносителя (воздуха), подаваемого в каждую из камер охлаждения 8, регулируется шиберными заслонками 13, установленными на соответствующем воздуховоде 10. Верхние части камер охлаждения 8 соединены с вытяжным диффузором 14 для отвода отработанного теплоносителя (воздуха).
Над камерой загрузки установлен загрузочный бункер 15 с питателем, регулирующим темп подачи продукта на поверхность перфорированного лотка 6. Под камерой выгрузки расположен разгрузочный бункер 16 с ленточным транспортером 12.
Выгрузка высушенного продукта из лотка 6 происходит в разгрузочный бункер 16 путем поворота лотка 6 в вертикальное положение. При этом вращающаяся щетка 17 удаляет прилипший продукт с перфорированной поверхности лотка 6.
Комбинированная СВЧ-конвективная сушилка работает следующим образом.
Исходный сыпучий продукт подается в загрузочный бункер 15. Включается регулируемый привод питателя, установленного в загрузочном бункере 15. Из загрузочного бункера 15 с помощью регулируемого питателя сыпучий продукт засыпается равномерным слоем на перфорированный лоток 6, который предварительно вымыт и очищен от косточек, плодоножек, листочков и т.п.
Далее включается и регулируемый привод 3 цепных транспортеров 2, и перфорированный лоток 6 с загруженным продуктом перемещает в первую (по ходу движения) СВЧ-камеру 7. После того, как перфорированный лоток 6 вошел в СВЧ-камеру 7, регулируемый привод 3 цепных транспортеров 2 отключается и лоток 6 останавливается в первой СВЧ-камере 7. Одновременно включается магнетрон 9, расположенный в первой СВЧ-камере 7. Отличительной особенностью СВЧ-нагрева является то, что слой продукта нагревается равномерно по всему объему. При этом значительно интенсифицируется внутренний перенос влаги к границе раздела фаз. После того, как продукт, расположенный на лотке 6, нагрелся в первой СВЧ-камере 7 до заданной температуры, магнетрон 9 выключается. Затем приподнимается перегородка 11, расположенная между первой СВЧ-камерой 7 и первой (по ходу движения продукта) камерой охлаждения 8, и включается регулируемый привод 3 цепных транспортеров 2. При этом перфорированный лоток 6 с нагретым продуктом перемещается в первую камеру охлаждения 8.
После того, как перфорированный лоток 6 с продуктом вошел в первую камеру охлаждения 8, регулируемый привод 3 отключается и цепные транспортеры 2 останавливаются. Одновременно включается вентилятор 4 и теплоноситель (воздух) по воздуховоду 10 подается в первую камеру охлаждения 8. При этом скорость теплоносителя (воздуха) регулируется шиберной заслонкой 13, расположенной на воздуховоде 10, который соединяет вентилятор 4 и первую камеру охлаждения 8.
Подаваемый вентилятором 4 теплоноситель (воздух) не только сдувает пленку испаряемой влаги с поверхности продукта, но и снижает температуру поверхности продукта для предотвращения его подгорания при дальнейшей тепловой обработке. После того, как испаряемая влага удалена с поверхности продукта, вентилятор 4 выключается.
Затем приподнимается перегородка 11, расположенная между первой (по ходу движения продукта) камерой охлаждения 8 и второй СВЧ-камерой 7, и включается регулируемый привод 3 цепных транспортеров 2. При этом перфорированный лоток 6 с подсушенным и охлажденным продуктом перемещается во вторую (по ходу движения продукта) СВЧ-камеру 7.
Последующая комбинированная обработка (нагрев в СВЧ-камере и охлаждение в камере охлаждения) продукта в остальных камерах сушилки происходит по аналогичной схеме.
Таким образом, продукт, находящийся на перфорированных лотках 6, высушивается до конечной влажности.
Выгрузка продукта из лотка 6 осуществляется путем наклона перфорированных лотков 6 при их выходе из последней (по ходу движения продукта) СВЧ-камеры 7 и изменения профиля движения цепных транспортеров 2. Продукт при повороте перфорированного лотка 6 в вертикальное положение под действием силы тяжести ссыпается в разгрузочный бункер 16. Задняя стенка перфорированных лотков 6 выполнена в виде полукруга что позволяет легко и беспрепятственно ссыпаться продукту. После разгрузки перфорированный лоток 6 возвращается в исходное состояние в камере загрузки за счет изменения профиля движения цепных транспортеров 2. При этом вращающаяся щетка 17 удаляет прилипший продукт с перфорированной поверхности лотка 6. Из разгрузочного бункера 16 высушенный продукт подается на ленточный транспортер 12, который направляет его на дальнейшую переработку.
Цикл работы комбинированной СВЧ-конвективной сушилки повторяется вновь. Продолжительность всех этапов обработки продукта в камере загрузки, СВЧ-камерах 7, камерах охлаждения 8 и камере выгрузки синхронизированы между собой.
Такое чередование обработки продукта (СВЧ-нагрев и конвективное охлаждение) и изменение соотношения продолжительностей этапов обусловлено следующим. В начале процесса сушки удаляется поверхностная влага. Основными параметрами, влияющими на интенсивность ее удаления, является скорость теплоносителя и СВЧ-нагрев. В этот период скорость теплоносителя оказывает существенное влияние на скорость сушки. По мере удаления указанной влаги скорость теплоносителя, как определяющий фактор интенсивности процесса, теряет свое значение. В периоде убывающей скорости сушки, когда удаляется поли- и моноадсорбционная влага, в большей степени влияет на скорость сушки температура нагрева продукта, так как в этом периоде только она определяет интенсивность внутреннего влагопереноса. Поэтому на данной стадии существенное влияние на скорость сушки оказывает СВЧ-нагрев. Таким образом, если в начале процесса скорость влагоудаления лимитируется главным образом скоростью теплоносителя, то в конце -и температурой нагрева продукта. Это и обуславливает предлагаемую последовательность обработки продуктов.
Адаптированный в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки теплоподвод к обрабатываемому продукту позволяет выбрать оптимальные режимы обработки продуктов с учетом изменения влагосодержания его по длине сушилки.
Таким образом, использование комбинированной СВЧ-конвективной сушилки позволяет:
- повысить качество получаемых продуктов за счет поддержания рационального температурного воздействия на обрабатываемый продукт;
- интенсифицировать процесс удаления испаряемой влаги в соответствие с основными кинетическими закономерностями, снизить энергозатраты на сушку продуктов за счет использования комбинированного теплоподвода к обрабатываемому продукту;
- достигнуть равномерной сушки вследствие использования мягких, щадящих режимов обработки.