СУШИЛЬНЫЙ АППАРАТ

СУШИЛЬНЫЙ АППАРАТ
Полезная модель относится к техническим устройствам непрерывного действия роторного типа, предназначенным для обезвоживания и сушки сырья животного, растительного и минерального происхождения и может быть использовано в пищевой промышленности при производстве муки и крупки из сырья водного происхождения, например рыб, в консервной, мясоперерабатывающей промышленности, а также при переработке овощей и фруктов.
Известен горизонтальный сушильный аппарат роторного типа с коническим корпусом, имеющим две камеры: испарительную и сепарационную, в которых поддерживается определенное остаточное давление, а в корпусе установлен вал, опирающийся на подшипники, на котором установлены конический ротор и сепарационный отбойник с кольцом. Испарительная камера корпуса имеет снаружи паровую рубашку обогрева и соответствующие технологические патрубки, в том числе патрубок для присоединения аппарата к вакуумной линии. Ротор, выполненный в виде полого звездообразного барабана, по периметру которого имеются радиально расположенные лопасти, приводится во вращение электроприводом.
(А.С.Марценюк, В.Н.Стаблинков Пленочные тепло и массообменные аппараты в пищевой промышленности, изд. «Легкая и пищевая промышленность, Москва, 1981г., с. 114-116)
Характеризуя указанный тип аппарата, следует отметить сложность конструкции, повышенные требования к эксплуатации, низкую производительность при большом расходе тепловой и электрической энергии, ограниченные эксплуатационные и технологические возможности.
Наиболее близкой по технической сущности к достигаемому результату к заявленному техническому решению является конструкция сушильного аппарата, включающего горизонтальный корпус с паровой рубашкой обогрева и установленный в нем ротор с винтовыми перемешивающими элементами на его внешней поверхности, бункер загрузки сырья, бункер выгрузки продукта, узел отсоса (при помощи вентилятора) сокового пара и электропривод ротора (М.Л. Файвишевский, С.Г. Либерман, Производство животных кормов, изд. «Легкая и пищевая промышленность, Москва, 1984г., с. 192-195)
Недостатками известного сушильного аппарата является низкая производительность при большом потреблении расходуемого пара и электроэнергии, что обусловлено низкой степенью разрежения в полости корпуса при достаточно толстом слое термообрабатываемого продукта (26 мм) и относительно малой частотой вращения шнекового ротора (5,4 об/мин.), а следовательно и скоростью перемещения в процессе сушки продукта в аппарате.
Если в процессе сушки происходит пригорание продукта на внутренней поверхности корпуса, что характерно для аппаратов такого типа, то уменьшение времени нахождения продукта в сушильном аппарате путем увеличения скорости перемещения этого продукта с целью избежания или уменьшения процесса пригорания не представляется возможным, так как частота вращения ротора в нем не регулируется. Кроме того, если возникнет необходимость сушки в данном аппарате другого вида продукта, значительно отличающегося по своим характеристикам от ранее обрабатываемого, то время нахождения этого продукта при термообработке необходимо будет изменять в ту или иную сторону, что потребует изменения частоты вращения ротора, а следовательно переделке и реконструкции его электроприводной системы.
Задача полезной модели - увеличение производительности, снижение энергозатрат, обеспечение оптимальных режимов теплообменных процессов сушки и многофункциональное использование
Поставленная задача при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном сушильном аппарате, содержащем горизонтальный цилиндрический корпус с рубашкой обогрева и установленный в нем ротор с винтовыми перемешивающими элементами на его внешней поверхности, бункера загрузки сырья и выгрузки обрабатываемого продукта, узел отсоса сокового пара из рабочей кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью корпуса и наружной винтового ротора и электропривод ротора, согласно заявленному техническому решению узел отсоса сокового пара из рабочей полости корпуса выполнен в виде блока, состоящего из нескольких влагоотводных патрубков, разделяющих равномерно по длине рабочую полость корпуса на промежуточные зоны активного нагрева и сходящихся во влагосборном коллекторе, соединенном с вакуум-насосом посредством конденсатора, при этом ширина рабочей полости равна 0,05 -т- 0,25 внутреннего диаметра корпуса, а максимальная частота вращения ротора составляет 150 оборотов в минуту и может регулироватьсявариатором,установленныммежду
Отличительный признак - наличие пароотводящего блока вышеупомянутой конструкции при относительно малой ширине кольцевой рабочей полости позволяет интенсифицировать процесс удаления влаги из термообрабатываемого продукта за счет вакуумирования его в тонком слое и достаточно быстрого перемещения высушиваемой массы винтовым ротором вдоль рабочей полости и, как следствие, увеличить производительность аппарата. При этом значительно снижается потребность расходуемого пара и электроэнергии приводных устройств ротора и вакуум-насоса.
Наличие вариатора в заявленном сушильном аппарате дает возможность достаточно плавно в необходимом диапазоне регулировать частоту вращения ротора, изменяя тем самым режим сушки, осуществляя перемешивание и перемещение в рабочей полости термообрабатываемого продукта с различными характеристиками. Кроме того, в случае, когда этот продукт по каким-либо причинам начинает пригорать на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, создавая тем самым предпосылки для образования достаточно твердого уплотненного пристенного слоя, при соприкосновении с которым происходит торможение вращающегося ротора и интенсивный износ или поломка винтовых гребней ротора (затупление, образование сколов, выкрашивание металла), путем увеличения скорости вращения ротора посредством вариатора можно уменьшить время контакта перемешиваемого продукта с нагретой поверхностью корпуса, тем самым предотвратить образование на нем пригарного слоя. На фиг. 1 изображена принципиальная схема аппарата. Сушильный аппарат содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с бункерами загрузки сырья 2 и выгрузки продукта 3, установленный в нем ротор 4, на внешней поверхности которого располагаются винтовые перемешивающие элементы 5, а приводной роторный вал 6 соединен с электродвигателем 7 посредством клиноременной передачи 8 с вариатором 9.
Цилиндрический корпус 1 закрыт кожухом 10, имеющим патрубки для подвода пара 11 и отвода конденсата 12, при этом внутренняя поверхность кожуха 10 и наружная цилиндрического корпуса 1 образуют кольцевую паровую рубашку обогрева 13. Узел отсоса сокового пара выполнен в виде блока, состоящего из отводных патрубков 14, равномерно расположенных вдоль корпуса 1, разделяя последний на промежуточные зоны активного нагрева, (где достигается максимальная интенсивность термообработки продукта) закрепленных к нему при помощи фланцевых соединений 15, между которыми установлены перфорированные сепарационные
пластины 16 с отверстиями (зеро) определенного диаметра, а сверху при помощи фланцевых соединений 17 к влагосборному коллектору 18, который посредством патрубка 19 сообщается с входным отверстием водяного конденсатора 20, к выходному отверстию которого посредством трубы 21 присоединен мокровоздушный вакуум-насос 22.
По конструктивному исполнению сушильного аппарата ширина кольцевой рабочей полости 23, образуемой внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной ротора 4 составляет 0,05 ч- 0,25 внутреннего диаметра корпуса 1, а винтовые элементы ротора выполнены с переменным шагом, уменьшающимся в сторону перемещения обрабатываемого продукта.
Сушильный аппарат работает следующим образом.
Греющий пар при температуре более 100°С через патрубок 11 подается в полость паровой рубашки 13 и, прогревая сушильный аппарат до требуемой температуры отводится в виде конденсата через патрубок 12 в отводную систему. Сырье, предварительно нагретое до определенной температуры, подается через загрузочный бункер 2 в рабочую полость 23. Включением электродвигателя 7 посредством клиноременной передачи 8, вариатора 9 и приводного вала 6 приводится во вращение ротор 4. Его винтовые элементы 5 захватывают нагреваемую среду и перемещают ее с определенной скоростью вдоль рабочей полости 23 к разгрузочному бункеру 3, при этом винтовые элементы выполняют одновременно роль перемешивающих устройств (турбулизаторов) и транспортирующих органов, а их режущие кромки удаляют пограничный слой продукта, препятствуя образованию нагара на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1. В тех случаях, когда пригорание продукта на внутренней поверхности корпуса 1 происходит интенсивно, при помощи вариатора 9 увеличивается частота вращения ротора 4, соответственно увеличивается скорость перемещения продукта в полости корпуса 1 и процесс пригорания прекращается.
При возникновении необходимости сушки в данном сушильном аппарате другого вида продукции, значительно отличающийся от ранее обрабатываемого, режим сушки соответственно регулируется изменением частоты вращения ротора 4 (35 -г 150 об/мин.) также при помощи вариатора 9. Винтовые элементы 5 ротора 4, выполненные с переменным шагом, уменьшающимся в сторону перемещения обрабатываемого продукта, позволяют рационально распределять поток этого продукта, уменьшая тем самым сопротивление при движении перемешиваемой массы.
Когда нагреваемая масса продукта, перемещаясь вдоль кольцевой рабочей поверхности, выходит из промежуточных зон активного нагрева и проходит под перфорированными сепарационными пластинами 16 отводных патрубков 14, в которых поддерживается достаточно большое разряжение вакуум-насосом 22, за счет внутренней тепловой энергии этой массы и глубокого вакуумирования в тонком слое, происходит мгновенное вскипание и испарение влаги из продукта, которая проходя с большой скоростью через отверстия перфорированных сепарационных пластин 16 поступает в сборный коллектор 18, откуда через конденсатор 20 отсасывается в отводную магистраль вакуум-насосом 22.
Вышеуказанный интенсивный процесс испарения влаги из продукта, происходящий равномерно вдоль всей рабочей полости 23 корпуса 1, позволяет значительно уменьшить расход обогреваемого пара и сократить время сушки сырья и, как следствие, увеличить производительность аппарата.
Кроме того, наличие в вакуумной системе конденсатора 20 уменьшает удельный вес воды и, как следствие, нагрузку на вакуумнасос 22, что позволяет поддерживать необходимую степень разряжения в рабочей полости 23, продлить срок эксплуатации вакуум-насоса и уменьшить мощность его электропривода.
1.Сушильный аппарат, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с рубашкой обогрева и установленный в нем ротор с винтовыми перемешивающими элементами на его внешней поверхности, бункер загрузки обрабатываемого сырья, бункер выгрузки готовой продукции, узел отсоса сокового пара из рабочей кольцевой полости корпуса и электропривод ротора, отличающийся тем, что с целью увеличения производительности и снижения энергозатрат узел отсоса сокового пара выполнен в виде блока, состоящего из нескольких влагоотводных патрубков, соединенных нижними концами с корпусом посредством сепарационных перфорированных пластин, разделяя его рабочую полость на промежуточные зоны активного нагрева, а верхними концами с влагосборным коллектором, присоединенным к вакуум-насосу посредством водяного конденсатора, при этом ширина рабочей кольцевой полости корпуса равна 0,05 -г 0,25 внутреннего диаметра корпуса, а максимальная частота вращения ротора, винтовые элементы которого имеют заостренные гребни и выполнены с переменным шагом, уменьшающимся в сторону перемещения продукта, составляет 150 оборотов в минуту.
2.Аппарат по п.1, отличающийся тем, что с целью его многоцелевого использования и обеспечения оптимальных режимов технологических процессов при сушке сырья, он снабжен вариатором, установленным между приводным электродвигателем и клиноременной передачей.