СУШИЛКА ИНФРАКРАСНАЯ
INFRARED DRYER

Сушилка предназначена для обезвоживания (сушки) влагосодержащих материалов, таких как овощи, корнеплоды, фрукты, ягоды, зелень, грибы, мясо и т.д. Измельченный материал раскладывают на шести сетчатых поддонах, которые вставляют в сушильную камеру. В сушильной камере, разделенной на три равные секции двумя промежуточными и одним нижним поддонами сбора просыпей, между сетчатыми поддонами (по два в каждой секции) установлены три датчика температуры (по одному в каждой секции), соединенных с блоком автоматического управления процессом сушки, в котором имеется задатчик предельной температуры и времени сушки, шесть инфракрасных (ИК) излучателей, установленных каждый в профиле боковых стенок, причем внутренние поверхности стенок и поддоны промежуточные и нижний выполнены из материала, имеющего высокую отражательную способность.
Техническим результатом изобретения являются: возможность включения только двух ИК-излучателей одной секции - последовательно секция за секцией, создания равномерного поля ИК-излучения одновременно на двух сетчатых поддонах с материалом предохранения поверхности ИК-излучателей от пылевидных просыпей, поглощающих энергию излучения, и автоматического регулирования процесса сушки.
Изобретение относится к устройствам для сушки высоковлажных материалов, таких как овощи, фрукты, ягоды, огородная и дикорастущая зелень, грибы, мясо и т.д.
Известно устройство по авторскому свидетельству СССР №1513352, МПК Е26В 3/30, 1986 г. Устройство включает сушильный шкаф с вставленным в него поддоном для высушиваемого материала, с обеих сторон которого расположены ИК-излучатели и вентиляторы.
ИК-излучатели осуществляют интенсивную сушку материала на первой стадии и досушивание с пониженной на 50% интенсивностью облучения на второй стадии с изменением интенсивности облучения сторон, после чего осуществляется досушка материала.
Недостатками известного устройства являются: оседание мелких частиц материала, просыпающихся с поддона, и капель влаги на поверхность ИК-излучателей, что приводит со временем к ухудшению интенсивности облучения, неравномерность поля ИК-облучения по поверхности материала, т.к. на кратчайшем растоянии по перпендикуляру от ИК-излучателя к поддону она выше, чем на краях поддона, понижение интенсивности облучения на 50% по стадиям осуществляется по времени, но для разных материалов продолжительность стадий различна и зависит от начальной влажности, неравномерный обдув вентиляторами поддона приводит к разной скорости сушки материала. Кроме того, это приводит к увеличению продолжительности процесса.
Известна радиационная сушилка для растительных пищевых продуктов по патенту RU 2034489 С1, 6 А23В 7/02, F26B 3/30, 10.05.95, Бюл. №13, имеющая корпус, внутри которого размещены лотки для высушиваемого сырья, радиационные ИК-излучатели средней области спектра, различного конструктивного исполнения отражатели, щели для прохода воздуха снизу вверх сушилки.
Недостатками известной сушилки являются: расположение ИК-излучателей под и над лотками, что с учетом определенного расстояния между самими ИК-излучателями и ИК-излучателями и лотками не обеспечивает равномерного распределения энергии излучения по площади лотка. Энергия ИК-излучения средней области спектра поглощается в основном поверхностью высушиваемого материала и, чтобы не допустить его растрескивания и деформации, ухудшающих качество готового продукта, приходится уменьшать количество подводимой энергии, что снижает интенсивность сушки и ухудшает экономические и временные показатели процесса. Ухудшает эти же показатели и непрерывный подвод энергии ИК-излучения. Кроме того, непрерывный подвод энергии ИК-излучения создает в поверхностном и приповерхностном слоях высушиваемого материала, особенно напротив ИК-излучателей, градиент температур, направленный внутрь нарезанного кусочками продукта. Это препятствует тепломассопереносу, то есть ухудшает условия перемещения влаги из внутренних слоев к внешним. Важным недостатком является то, что все ИК-излучатели включаются одновременно. Это влечет за собой высокий расход электроэнергии и повышает нагрузку на сеть электрического тока.
Наиболее близким к предлагаемой сушилке инфракрасной является сушилка инфракрасная по патенту RU 2265169 С2, 27.11.2005, Бюл. №33 для обезвоживания высоковлажных материалов, имеющая в корпусе сушильную камеру, в которую вставляются два сетчатых поддона с высушиваемым материалом, два ИК-излучателя, вентилятор и блок автоматического регулирования.
Недостатком известной сушилки является соотношение работы и паузы ИК-излучателя как 1:3. По этой причине 2/3 времени работы сушилки теряется на паузу, что уменьшает количество одновременно высушиваемого материала. Увеличить количество одновременно высушиваемого материала в три раза можно только тремя сушилками, но это в три раза увеличит одновременную нагрузку на сеть электрического тока. При этом не устраняется соотношение работы и паузы ИК-излучателя как 1:3.
Цель изобретения - увеличение количества одновременно высушиваемого материала без увеличения одновременно подводимой к ИК-излучателям мощности при стабильности энергетических характеристик ИК-излучения, исключение попадания пылевидных частиц материала и капель влаги на поверхности ИК-излучателей, создание равномерного облучения по поверхности материала, обеспечение непрерывного обдува высушиваемого материала на всех поддонах, автоматическое регулирование процесса сушки различных материалов.
Цель достигается тем, что в сушилке инфракрасной для обезвоживания высоковлажных материалов, включающей корпус с сушильной камерой, в которую вставляются шесть сетчатых поддонов с высушиваемым материалом, шесть ИК-излучателей, два промежуточных поддона и один нижний, вентилятор и блок автоматического регулирования, а в задней стенке корпуса предусмотрены входные отверстия для подачи воздуха и выходные верхние отверстия и нижняя щель для удаления его вместе с испаренной влагой, согласно изобретению, сушильная камера разделена промежуточными поддонами на три секции, содержащие по два сетчатых поддона вверху и внизу секции, между которыми установлен датчик температуры, соединенный с блоком автоматического регулирования, имеющим задатчик установки предельной температуры нагрева, по два ИК-излучателя, установленных каждый в профиле боковых стенок на равных расстояниях от сетчатых поддонов, при этом ИК-излучатели включаются последовательно по секциям сушильной камеры, соблюдая цикл продолжительности включения 1:3.
На фиг.1 представлен поперечный разрез сушилки по А-А на фиг.2; на фиг.2 - продольный разрез сушилки.
Сушилка инфракрасная для обезвоживания высоковлажных материалов состоит из корпуса 1 с шестью прямоугольными отверстиями 2, образующих сушильную камеру боковых стенок 3, 4 с специальным профилем 5, передних стенок 6 и поддонов сбора просыпей 7, разделяющих сушильную камеру на три секции, крышки 8, сетчатых поддонов 9, ИК-излучателей 10, установленных в профиле 5, задней стенки 11, вентиляторов 12, блока управления автоматическим регулированием процесса сушки 13. На передних стенках 6 на равном удалении от боковых стенок 3, 4 и двух сетчатых поддонов 9 в каждой секции установлены датчики температуры 14, соединенные с блоком 13, к которому подключен также задатчик 15 установки предельной температуры нагрева, ограничивающий температуру в сушильной камере, при которой ИК-излучатели работают в импульсном режиме.
Для подачи воздуха в корпусе 1, напротив вентиляторов 12, выполнены входные круглые отверстия 16, для прохода воздуха в боковой стенке 4 сделаны три паза 17, в передних стенках 6 выполнены в виде перфорации отверстия 18, для выхода воздуха в задней стенке 11, напротив пяти сетчатых поддонов сделаны выходные отверстия 19, а нижняя кромка задней стенки 11 с нижним поддоном сбора просыпей 7 образуют нижнюю щель 20 напротив нижнего сетчатого поддона для удаления воздуха вместе с испаренной влагой.
Сушилка работает следующим образом. Сетчатые поддоны 9 загружаются измельченным высушиваемым материалом и вставляются в сушильную камеру через прямоугольные отверстия 2 в корпусе 1 по направляющим боковых стенок 3, 4. Задатчиком 15 устанавливается предельная для данного вида высушиваемого материала температура. Включаются ИК-излучатели 10 в верхней секции сушильной камеры и вентиляторы 12. Материал, находящийся на сетчатых поддонах, облучается прямыми и отраженными от профиля боковых стенок лучами, пока температура в секции не достигнет предельно установленной. Для каждого вида материала эта температура определяется экспериментально.
После достижения предельно установленной температуры сушки ИК-излучатели по сигналу датчика отключаются и переводятся в режим импульсного включения. Продолжительности импульсного включения и паузы соотносятся как 1:3 и зависят от вида материала и установленной задатчиком предельной температуры в сушильной камере. Соотношение 1:3 позволяет в начале включать два ИК-излучателя в верхней секции, а два в средней секции и два в нижней секции не включать, затем включаются по команде датчика средней секции два средних ИК-излучателя, одновременно выключаются два верхних, затем включаются по команде датчика нижней секции два нижних ИК-излучателя, одновременно выключаются два средних. Затем по команде верхнего датчика вновь включаются два верхних ИК-излучателя, а два средних и два нижних ИК-излучателей выключены. Этот цикл повторяется до окончания процесса сушки. При этом вентилятор включен постоянно. Испаренная влага в смеси с воздухом, продуваемым через измельченный материал, удаляется наружу через пазы 19 в задней стенке и щель 20.
По окончании процесса сушки блок автоматического регулирования отключает ИК-излучатели и вентилятор а сушилка инфракрасная загружается новой партией материала.
Предложенная сушилка позволяет без увеличения одновременно подводимой к ИК-излучателям мощности увеличить в три раза количество обрабатываемого материала за счет заполнения времени пауз ИК-излучением, не увеличивать при этом единовременную нагрузку на сеть электрического тока, за счет установки ИК-излучателей в профилях боковых стенок исключить потери энергии из-за попадания на наружную поверхность излучателей пылевидных просыпей материала и капель влаги, снизить энергоемкость процесса за счет использования энергии отраженных лучей, перенесенной на сетчатые поддоны, улучшить качество продукта за счет равномерности распределения облучения, образованной профилями боковых стенок, снизить энергозатраты за счет автоматического поддержания соотношения импульса и паузы для каждого вида продукта.