РОТОРНАЯ СУШИЛКА
ROTATORY DRYER

Изобретение относится к сушке пищевого сырья и может быть использовано в линиях производства сушеных продуктов в пищевой промышленности.
7
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является роторный обжарочный аппарат (Пат.2328129, Российская Федерация, МКИ А23 F 5/04. Роторный обжарочный аппарат [Текст] / Шевцов А.А., Острикова Е.А., Ткачев А.Г.; заявитель и патентообладатель Воронеж.гос.технол. акад. - №2007104258/13; Заявлено 06.02.2007; опубл. 10.07.2008; бюл. №19 // Открытия. Изобретения. - 2008. - №19), включающий в себя рабочую камеру с установленными в ней прямоугольными формочками, днища которых перфорированы, две направляющие, приводной вал, загрузочное устройство с приводом, патрубки для подачи теплоносителя, вытяжные зонты для отвода отработанного теплоносителя и угара, разгрузочное устройство. Под каждой зоной обжарки снизу расположен патрубок для подвода теплоносителя, а над ними - вытяжные зонты для удаления отработанного теплоносителя и угара.
Недостатком данного аппарата является сложность регулирования количества теплоты, подводимой к обрабатываемому продукту. Это приводит к нестабильности процесса сушки и в свою очередь ведет к ухудшению качества получаемого продукта. Кроме того, данный обжарочный аппарат не обеспечивает поддержание заданного режима на протяжении всего процесса обработки.
Технической задачей изобретения является интенсификация процесса сушки, расширение области применения и улучшение качества готового продукта, которые достигаются путем стабилизации заданного термовлажностного режима на протяжении всего процесса сушки.
Поставленная задача достигается тем, что в роторной сушилке, содержащей цилиндрическую рабочую камеру с расположенным внутри транспортером и формочками, загрузочное и разгрузочное устройства, новым является то, что внутри камеры по окружности расположены две параллельные направляющие, выполненные из уголков; на приводном валу расположены радиальные крестовины, на концах которых установлены вертикальные штыри, расстояние между которыми равно ширине формочек; штыри контактируют с пазами, выполненными в боковых стенках формочек, формочки, имеющие трапецеидальную форму, циклично с периодическими выстоями перемещаются по двум параллельным направляющим с помощью приводного вала через следующие зоны: зону загрузки, зоны сушки и зону выгрузки; причем под каждой зоной сушки снизу расположен патрубок для подвода теплоносителя с разными скоростями и температурами, а над ними - вытяжной зонт для отработанного теплоносителя, под зоной выгрузки установлен пневмоцилиндр, с помощью которого осуществляется подъем формочек из горизонтального в наклонное положение, а с внутренней стороны зоны выгрузки смонтирован выгрузочный бункер.
Технический результат заключается в интенсификации процесса сушки, улучшении качества готового продукта, которые достигаются путем стабилизации термовлажностного режима на протяжении всего процесса. Это осуществляется за счет изменения технологических параметров процесса в ходе сушки различного исходного сырья.
На фиг.1 изображен объемный вид роторной сушилки, на фиг.2 - изображение трапецеидальной формочки в зоне выгрузки роторной сушилки, на фиг.3 - вид сверху трапецеидальной формочки.
Роторная сушилка (фиг.1) включает в себя рабочую камеру 5, трапецеидальные формочки 1, две направляющие 2, приводной вал 3, загрузочный бункер 4, патрубки 6 для подвода теплоносителя, вытяжной зонт 7 для отвода отработанного теплоносителя, выгрузочный бункер 8. Выгрузочный бункер 8 расположен с внутренней стороны зоны выгрузки. Под каждой зоной сушки снизу расположен патрубок 6 для подвода теплоносителя с разными скоростями и температурами, а над ними - вытяжной зонт 7 для удаления отработанного теплоносителя.
Внутри рабочей камеры 5 по окружности расположены две параллельные направляющие 2, выполненные из уголков. На некоторых участках внутренней горизонтальной поверхности направляющих 2 выполнены выступы 15, для того, чтобы при перемещении формочек 1 продукт, находящийся в них, подвергался вибрациям. На приводном валу 3 расположены радиальные крестовины 12, на концах которых установлены вертикальные штыри 10. Расстояние между соседними вертикальными штырями 10 равно ширине формочек 1.
Вертикальные штыри 10 контактируют с пазами 11, выполненными в боковых стенках формочек 1. Дно формочки 1 выполнено из перфорированной сетки. Формочки 1 имеют трапецеидальную форму (фиг.3). К верхней части внутренней стенке формочек 1 приварена кольцеобразная втулка 13, внутри которой проходит кольцеобразная направляющая 14. Внутренняя стенка формочек 1 выполнена подвижной с возможностью вращения вокруг кольцеобразной направляющей 14 для выгрузки продукта при подъеме формочки из горизонтального в наклонное положение. Формочки 1 циклично с периодическими выстоями перемещаются по двум параллельным направляющим 2 с помощью приводного вала 3.
Под зоной выгрузки расположен пневмоцилиндр 9, с помощью которого осуществляется подъем формочек 1 из горизонтального в наклонное положение. С внутренней стороны зоны выгрузки смонтирован выгрузочный бункер.
Приводной вал 3 работает циклично с периодическими выстоями. Для этого он снабжен электродвигателем (на фиг.1 не показан), который, вращая вал 3, приводит с помощью крестовин 12 в движение формочки 1. Формочки 1 установлены с таким шагом и расположены таким образом, чтобы каждая из формочек 1 находилась в одной из зон: первая формочка - в зоне загрузки, а вторая - в первой зоне сушки, третья - во второй зоне сушки и т.д., а последняя - в зоне выгрузки. Таким образом, при цикличном движении приводного вала 3 с периодическими выстоями каждая из формочек 1 перемещается последовательно через все зоны (фиг.1). Вибрационное воздействие на частицы высушиваемого продукта при перемещении формочек 1 по направляющим 2 способствует разравниванию высоты слоя и предотвращает комкование и слеживание.
Сушилка работает следующим образом. Исходный влажный сыпучий продукт подают в загрузочный бункер 4, и определенная порция исходного продукта засыпается в формочку 1 (фиг.1). После этого загрузка продукта прекращается. Включается электродвигатель (на фиг.1 не показан), который приводит во вращение приводной вал 3.
Приводной вал 3 приводит с помощью крестовин 12 в движение формочки 1, которые перемещаются по направляющим 2. Причем, после того как каждая из формочек 1 переместится в следующую зону, электродвигатель выключается и приводной вал 3 останавливается. При этом последняя формочка 1 из зоны выгрузки переместится в зону загрузки, первая формочка - в первую зону сушки, вторая - во вторую зону сушки и т.д.
Когда первая формочка 1 с продуктом полностью вошла в первую зону сушки, через патрубок 6 подают теплоноситель с заданными параметрами. Теплоноситель, имея скорость псевдоожижения, проходит через перфорированное днище формочки 1 с продуктом, пронизывая слой продукта (фиг.1). Он приводит его в псевдоожиженное состояние, обеспечивая равномерную сушку всех частиц высушиваемого продукта. Отработанный теплоноситель удаляется из первой зоны сушки через вытяжной зонт 7. В зависимости от вида обрабатываемого продукта может меняться гидродинамический режим его обработки.
В первой зоне сушки происходит постепенное увеличение температуры частиц высушиваемого продукта без пересушивания их поверхностных слоев. Применение псевдоожиженного слоя при сушке частиц продукта позволит добиться равномерной обработки, а его ограниченное применение ведет к снижению измельчения и истирания частиц. После завершения сушки частиц подача теплоносителя в первую зону сушки прекращается.
После этого приводной вал 3 приводится во вращение и с помощью крестовин 13 перемещает каждую из формочек 1 по направляющим 2 в следующую зону. Когда первая формочка 1 с продуктом полностью вошла во вторую зону сушки, электродвигатель выключается и приводной вал 3 вновь останавливается и через патрубок 6 во вторую зону сушки подают теплоноситель с заданными параметрами. При этом продукт подвергается дальнейшей сушке. Отработанный теплоноситель удаляется из второй зоны сушки через вытяжной зонт 7. В зависимости от вида обрабатываемого продукта может меняться гидродинамический режим его обработки. После завершения сушки частиц продукта подача теплоносителя во вторую зону прекращается.
Выступы 15, имеющиеся на некоторых участках внутренней горизонтальной поверхности направляющих 2, обеспечивают при перемещении формочек 1 вибрирование продукта, находящегося в них.
После этого включается приводной вал 3, который перемещает формочки 1 в следующие зоны. В частности, первая формочка 1 с продуктом переместилась в третью зону сушки. Когда формочка 1 с продуктом полностью вошла в третью зону сушки, приводной вал 3 вновь останавливается и через патрубок 6 в третью зону сушки подают теплоноситель с заданными параметрами. Таким образом, цикл сушки в каждой из последующих зонах повторяется аналогично.
В связи с тем, что каждая формочка 1 последовательно проходит через зоны сушки с различным гидродинамическим режимом (в псевдоожиженном, плотном неподвижном и плотном вибрирующем слое), то в каждую зону сушки подается теплоноситель с оптимальными параметрами в зависимости от вида обрабатываемого сырья (топинамбура, белых кореньев, каштанов и других продуктов). После этого приводной вал 3 снова приводится во вращение и с помощью крестовин 13 перемещает формочку 1 с высушенным продуктом в зону выгрузки. При этом электродвигатель выключается, и приводной вал 3 вновь останавливается. Затем с помощью пневмоцилиндра 9, расположенного под зоной выгрузки, осуществляется подъем формочек 1 из горизонтального в наклонное положение. В наклонном положении внутренняя стенка формочек 1, вращаясь вокруг кольцеобразной направляющей 14, образует зазор, в который ссыпается высушенный продукт в выгрузочный бункер 8 (фиг.2).
Благодаря тому, что угол наклона перфорированной сетки формочек 1 при опрокидывании больше угла естественного откоса готового продукта, то этим обеспечивается полное и эффективное высыпание частиц продукта из формочки 1 в выгрузочный бункер 8. Работа всех формочек 1 полностью синхронизирована. Это значит, когда последняя формочка 1 разгружается, в это время первая формочка загружается продуктом, вторая формочка с продуктом подвергается сушке в первой зоне и т.д. (фиг.1).
Таким образом, перемещаясь по роторной сушилке, продукт последовательно подвергается всем этапам технологической обработки. Применение предложенной конструкции формочек 1 и многоступенчатой сушки обеспечивает стабилизацию тепловлажностного режима и улучшает качество высушенных частиц за счет более быстрого и равномерного увлажнения зерен. Данная роторная сушилка универсальна, т.к. она может быть использована для сушки топинамбура, белых кореньев, каштанов и других продуктов.
Процесс сушки в предлагаемой роторной сушилке адаптирован в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки.
Предлагаемая роторная сушилка имеет следующие преимущества:
- более высокую производительность за счет интенсивного протекания процесса вследствие использования активных гидродинамических режимов,
- возможность улучшения качества получаемого продукта за счет применения более мягких, «щадящих» режимов и равномерной обработки;
- ее конструкция позволяет выбрать рациональные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта по длине сушилки;
- расширение области применения за счет секционированного подвода теплоносителя.