Комплексная конвективно-радиационная сушильная установка

Полезная модель относится к пищевой промышленности, в частности к установкам для сушки в гранулированной форме термолабильных и упруго-вязких материалов, и может быть использована при производстве сухого желатина, овощных и фруктовых концентратов, рыбных и мясных фаршей, коллагеновых клеев.
Известна конвективно-радиационная сушилка для жидких и пастообразных материалов, содержащая сушильную камеру, ИК-излучатели и вентиляционные средства. В верхней части сушильной камеры установлены штуцер и конусообразный желоб для подачи исходного материала, а в нижней части установлены штуцер и направляющая поверхность для отвода высушенного материала из сушильной камеры (см. патент РФ №173354, 2017 г.).
Недостатками данной сушилки являются низкая производительность, которая ограничивается механическими характеристиками обезвоживаемого материала, сложность регулирования толщины обезвоживаемого материала, а также деформация слоя материала в процессе сушки, которая приводит к неравномерности высыхания и низкому качеству готового сухого продукта.
Известна ленточная сушилка для сушки пастообразных материалов, содержащая нагреватели воздушного теплоносителя, ленточный транспортер, расположенный внутри корпуса, загрузочное устройство, которое выполнено в виде двухчервячного питателя для формирования бесконечных цилиндров пасты и расположено на входе в сушилку и приварено сваркой к секционному коробу, являющемуся корпусом сушилки. Лента ленточного транспортера выполнена перфорированной, транспортер установлен на роликовых опорах внутри секционного короба для организации поперечно-противоточного движения теплоносителя, для съема высушенного пастообразного материала к секционному коробу приварен нож с зазором по отношению к транспортерной ленте, далее на внутренней стенке секционного короба привинчено устройство гильотинного ножа для разрезания высушенных цилиндров пастообразного материала на гранулы, затем внутри секционного короба приварен приемный бункер для гранулированного высушенного пастообразного материала, секционный короб соединен с помощью входного и выходного патрубков с трубопроводом от нагревателя воздушного теплоносителя, который расположен снаружи секционного короба сушилки (см. патент РФ №171816, 2017 г.).
Недостатками данного устройства являются недостаточный выход готового продукта из-за использования только конвективного энергоподвода, адгезия обезвоживаемого материала к ленте, неравномерность обезвоживания материала и, как следствие, низкое качество готового сухого продукта.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является комплексная сушильная установка, содержащая сушильную камеру, средства для ввода и вывода сушильного агента, ИК-излучатели, загрузочное устройство, установленное на входе в вертикальную сушильную камеру, перегородку, разделяющую сушильную камеру на две части с ИК-излучателями только в одной из них, игольчатые носители, закрепленные на двух грузонесущих цепях, проходящих по сушильной камере, съемник готовой продукции и выводящий конвейер, установленные на выходе из сушильной камеры, при этом загрузочное устройство состоит из загрузочного лотка, установленного на магазине с цилиндрическими продуктопроводами, режущего блока и выталкивателя, перемещающихся по закрепленным на магазине направляющим, опорной пластины, установленной под продуктопроводами; режущий блок состоит из трех дисковых ножей, установленных с перекрытием в вертикальной плоскости в корпусе, на котором размещается привод ножей; диаметр, шаг и величина рабочего хода ножей обеспечивают отсутствие перекрытия ими отверстий продуктопроводов перед операцией резки, полное перекрытие каждого из отверстий продуктопроводов только одним ножом во время резки; в опорной пластине под перекрываемыми нижним ножом продуктопроводами выполнено углубление, а на позиции нанизки долек прорезаны пазы для прохода игл носителя; иглы зафиксированы на стержнях носителей, шарнирно закрепленных на несущих цепях, со свободой вращения вокруг своей оси, рабочее положение игл носителя обеспечивается противовесами, установленными на стержнях (см. патент РФ №2282119, 2006 г.).
Недостатками данной установки являются невозможность использования установки для сушки термолабильных и упруго-вязких гелеобразных и пастообразных материалов, в гранулированном виде, потери тепловой энергии на нагрев конструкционных элементов установки из-за неплотного расположения обезвоживаемого продукта.
Техническая задача - создание устройства, позволяющего расширить диапазон применения сушильной установки для разных видов продуктов.
Технический результат - увеличение интенсивности процесса сушки.
Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем каркас, сушильную камеру с перегородкой, средства для ввода и вывода сушильного агента, ИК-излучатели, установленные в секциях сушильной камеры, носитель, загрузочное устройство, установленное на входе в сушильную камеру, выводящий конвейер, носитель выполнен в виде горизонтального ленточного транспортера, лента которого представляет собой плоскую решетку с ячейками, образованными жестко закрепленными перпендикулярно рабочей поверхности ленты тонкими стержнями одинакового размера, сушильная камера выполнена горизонтальной и разделена на четыре секции перегородками, обеспечивающими поперечное носителю перемещение сушильного агента через секции сушильной камеры по направлению движения обезвоживаемого продукта, загрузочное устройство расположено перед входом в сушильную камеру и выполнено в виде шнекового экструдера с торцевой решеткой с отверстиями, по периметру которых жестко закреплены трубопроводы с фильерами, жестко закрепленными на концах трубопроводов, гранулятор, содержащий раму, на которой последовательно зафиксированы фильеры, установлен режущий блок со струнами и электропривод, обеспечивающий возвратно-поступательное движение режущего блока со струнами по выходным торцам фильер, ИК-излучатели установлены во всех секциях сушильной камеры с возможностью прохождения рабочей поверхности ленты между ними, зачистка сухого продукта с ленты осуществляется щеткой цилиндрической формы, установленной в конце ленточного транспортера параллельно плоскости перемещения ленты с возможностью вращения.
На чертеже изображено предлагаемое устройство (Фиг. 1 - вид в разрезе, фиг. 2 - увеличенное изображение В устройства, фиг. 3 - увеличенное изображение Г устройства, фиг. 4 - увеличенные изображения Д и Е устройства).
Устройство имеет каркас 1, загрузочное устройство, выполненное в виде шнекового экструдера 2 с торцевой решеткой 3 с отверстиями, по периметру которых жестко закреплены трубопроводы 4 с фильерами 5, жестко закрепленными на концах трубопроводов 4, сушильную камеру 6, которая выполнена горизонтальной, щетку цилиндрической формы 7, ИК-излучатели 8, перегородки 9, разделяющие сушильную камеру 6 на четыре секции 10, носитель обезвоживаемого материала, выполненный в виде горизонтального ленточного транспортера 11, лента 12 которого является плоской решеткой с ячейками , образованными жестко закрепленными перпендикулярно рабочей поверхности ленты тонкими стержнями  одинакового размера, гранулятор 15, который состоит из режущего блока  со струнами  и рамы  с электроприводом , который обеспечивает возвратно-поступательное движение режущего блока со струнами по выходным торцам фильер, выводящий конвейер 20.
Устройство работает следующим образом. Исходный продукт подается в экструдер 2, который непрерывно подает продукт в форме штранг через торцевую решетку 3, трубопроводы 4 и фильеры 5 в ячейки  движущейся ленты 12 горизонтального ленточного транспортера 11. При заполнении ячеек  продуктом, штранги продукта отсекаются перемещающимися посредством электропривода  струнами  режущего блока  гранулятора 15. Помещенные таким образом в ячейки  гранулы продукта перемещаются в горизонтальную сушильную камеру 6 посредством горизонтального ленточного транспортера 11, в которой, последовательно проходя через все секции 10 сушильной камеры 6, обдуваются поступающим в сушильную камеру 6 сушильным агентом, облучаются ИК-излучателями 8, при прохождении рабочей поверхности ленты 12 между ними, высушиваются и выводятся из сушильной камеры. Съем сухого продукта на выводящий конвейер 20 осуществляется счищением гранул продукта из ячеек  щеткой цилиндрической формы 7, вращающейся вокруг своей оси и расположенной в конце горизонтального ленточного транспортера 11 параллельно плоскости перемещения ленты 12. Вывод высушенных гранул продукта из устройства осуществляется выводящим конвейером 20, расположенным в конце горизонтального ленточного транспортера 11.
Экструдирование продукта в форме штранг с последующим их нарезанием в стержневидные гранулы и помещением гранул в ячейки  обеспечивает вертикальное расположение гранул продукта на ленте 12 к ИК-излучателям 8, что увеличивает эффективность устройства за счет более рационального использования его рабочей поверхности. Требуемая форма поперечного сечения штранг задается путем подбора формы фильер 5.
Перед загрузкой в устройство для сохранения формы продукта в виде гранул в процессе сушки и исключения адгезии продукта к ленте 12 отдельные виды исходных продуктов необходимо охладить или подморозить в случае сушки желатиновых бульонов, коллагеновых клеев - охладить до желатинизированного состояния.
Разделение перегородками 9 сушильной камеры 6 на секции 10, обеспечивает поперечное носителю перемещение сушильного агента, что интенсифицирует процесс сушки. При этом перемещение сушильного агента через все секции сушильной камеры 6 в направлении движения обезвоживаемого продукта, позволяет сохранить форму продукта в виде гранул в процессе сушки за счет поддержания температуры продукта ниже температуры его плавления не нагретым в сушильной камере 6 сушильным агентом, что способствует улучшению качества получаемого сухого продукта. При высыхании продукта его структура образует прочный каркас, не подвергающийся плавлению или разрушению при рациональных режимах сушки, а температура нагрева продукта ограничивается исключительно температурой начала разложения содержащихся в нем ценных веществ.
ИК-излучатели установлены во всех секциях сушильной камеры с возможностью прохождения рабочей поверхности ленты между ними, что позволяет обеспечить объемный ИК-энергоподвод к гранулам продукта, комбинированные режимы сушки различных продуктов и интенсифицировать процесс сушки в целом.
Положительный эффект предлагаемого устройства заключается в увеличении интенсивности процесса сушки и улучшении качества получаемого сухого продукта.