Система для сушки конденсаторного типа
CONDENSER TYPE DRYING SYSTEM

Изобретение относится к системам для сушки и сбора влаги выделяемой в процессе сушки из сельскохозяйственных культур, например овощей, фруктов, трав, и т.п.
Известна конвейерная сушилка (Патент РФ № 2650011, опубликованный 06.04.2018), содержащая транспортер, над транспортером вдоль его последовательно установлены тепловентиляторы, на лопастях каждого из которых жестко установлены постоянные магниты. Сушилка дополнительно может содержать как минимум один дополнительный транспортер с установленными над ними вдоль каждого из них тепловентиляторами, на лопастях каждого из которых жестко установлены постоянные магниты, при этом транспортеры установлены друг над другом с возможностью перевалки сушимого продукта с верхнего транспортера на нижележащий транспортер. Постоянные магниты размещены по разные стороны лопастей симметрично друг другу. Как минимум один транспортер заключен в отдельный короб.
Известна сушилка для овощей и фруктов (Патент CN207197188, опубликованный 06.04.2018), содержащая несколько уровней конвейерных лент, расположенных друг над другом и имеющих противоположное направление вращения, вентиляторы, конденсаторы и нагреватели. Овощи попадая на ленту проходят вдоль корпуса конвейера, их обдувает нагретым воздухом вентилятор, после прохождения до конца корпуса овощи падают на нижний уровень конвейера и перемещаются в противоположную сторону вдоль корпуса снова подвергаясь сушки.
Известно устройство для сушки овощей (Патент CN202489136, опубликованный 17.10.2012) содержащая последовательно расположенные сушильные камеры, камеры расположены вдоль транспортерной ленты, камеры содержат вентиляторы, конденсаторы и нагревательные элементы, транспортерные ленты имеют разную скорость перемещения для различных типов овощей.
Недостатками данных аналогов является низкая эффективность сушки и конструкция данных типов сушилок не позволяет использовать их в качестве устройств для извлечения воды, полученной в процессе сушки овощей и фруктов.
Известна сушилка малой мощности для фруктов и овощей сушилка (Патент РФ № 10320, опубликованный 16.07.1999), состоящая из установленного на опорах корпуса с укрепленными на нем загрузочным бункером, разгрузочного патрубка, патрубков для подвода и отвода воздуха, вала с закрепленными на нем сетчатыми дисковыми полками, при этом дисковые полки выполнены в виде наклонных четырехлопастных секций. Данная конструкция позволяет равномерно производить сушку овощей и фруктов сохраняя их полезные свойства, однако сушка занимает довольно длительное время. Так же данная конструкция не позволяет извлекать воду, полученную при сушке.
Целью предлагаемого изобретения является создание эффективной системы, реализующей функции сушки овощей, фруктов и другой сельскохозяйственной продукции, и сбора воды, выделенной из овощей и фруктов в процессе сушки.
Техническим результатом изобретения является создание системы, позволяющей с высокой эффективностью осуществлять процесс сушки и сбора влаги, содержащей полезные свойства присущие сушимому материалу, образованной в ходе данного процесса. Высокая эффективность достигается за счет уменьшения потребляемой электроэнергии при увеличения коэффициента полезного действия сушилки, обусловленного наличием замкнутой системы вентиляции и узлов позволяющих сохранять энергию, выделяемую в процессе сушки.
Технический результат достигается за счет того, что система для сушки конденсаторного типа содержит корпус с по меньшей мере двумя сушильными камерами и спиральным конвейером своими виткам проходящим через сушильные камеры по всей высоте корпуса, при этом каждая сушильная камера содержит по меньшей мере один вентилятор и нагреватель, причем нижняя сушильная камера содержит выход для воздушного потока соединённый через охладительный рекуператор со входом пластинчатого испарителя, а выход пластинчатого испарителя содержит главный вентилятор и соединен со входом верхней сушильной камеры через обогревательный рекуператор, при этом пластинчатый испаритель содержит выходное отверстие для слива конденсата а каждая сушильная камера содержит регулирующие заслонки, датчик температуры, датчик влажности, датчик скорости и направления воздуха, регулирующие заслонки регулируются по информации полученной от датчика.
В качестве нагревательных элементов могут использоваться как электрические, так и масляные, и любые другие известные нагреватели способные поддерживать температуру необходимую температуру внутри сушильных камер.
Обогревающий рекуператор предназначен для более эффективного использования тепловой энергии и позволяют отработанным теплым воздухом подогреть холодный воздух, выходящий из испарителей после отделения влаги. Аналогичным образом работает охлаждающий рекуператор.
В сушильных камерах могут либо совсем отсутствовать перегородки, либо они могут выполнены сетчатыми, не преграждая путь воздушному потоку, проходящему через них. Лента конвейера так же выполнена сетчатой, для равномерного высушивания материала.
Регулирующие заслонки могут выставляться на необходимый угол и оставаться неподвижными в процессе сушки, в целях перенаправления потока воздуха из одной камеры в другую, либо могут регулироваться в зависимости от информации, полученной от датчиков.
Данная конструкция позволяет с высокой эффективностью осуществлять процесс сушки сельскохозяйственных культур за счёт применения охладительного и обогревательного рекуператора, так же использование регулирующих заслонок, регулирующих поток воздуха (скорость и направление) по информации полученной от датчиков сушильных камер. Высокая эффективность сбора жидкости обусловлено тем, что за счёт регулирования потока, весь влажный воздух проходит через сушильные камеры и попадает на пластинчатый испаритель, где преобразуется в жидкость. Так же использование спирального конвейера, предполагает, что корпус сушилки имеет овальную либо округлую форму, что так же благоприятно сказывается на движении воздушного потока внутри сушилки и попадания его в пластинчатый испаритель.
Техническая сущность предполагаемого изобретения поясняется графическими изображениями. На фиг.1 изображена системы сушки овощей и фруктов конденсаторного типа (далее сушилка), на фиг.2 - общий вид сушилки, на фиг.3 - схема воздушных потоков внутри сушилки.
Система содержит:
1) Корпус;
2) Сушильные камеры;
3) Спиральный конвейер;
4) Нагреватель воздуха;
5) Вентилятор;
6) Охладительный рекуператор;
7) Пластинчатый испаритель;
8) Главный вентилятор;
9) Обогревательный рекуператор;
10) Регулирующие заслонки.
В предложенном варианте система для сушки овощей и фруктов конденсаторного типа работает следующим образом.
Корпус 1 сушилки содержит шесть сушильных камер 2, в каждой сушильной камере 2, во внутренней части последовательно расположены три вентилятора 5 и три нагревателя 4 воздуха. Входное отверстие для сушимого материала располагается в нижней части корпуса 1. Вентиляционная система сушилки замкнута. Порядковые номера для сушильных камер присвоены от верхней к нижней (фиг. 1).
Предпочтительно корпус выполняют замкнутым таким образом, что бы в систему практически не попадал воздух извне, либо попадание воздуха было минимизировано. В еще более предпочтительном варианте, корпус по существу выполнен герметичным.
Общее время сушки продукта составляет 90-450 минут в зависимости от размера сушимого плода.
Сушимый материал подают на входную часть спирального конвейера 3, расположенную в нижней части корпуса 1. Спиральный конвейер 3 перемещает сушимый материал в первую сушильную камеру 2, где они попадают под нагретый до температуры 50-80°C нагревателем 4 воздушный поток образованный вентилятором 5. Далее спиральный конвейер 3 перемещает сушимый материал из одной сушильной камеры 2 в другую, пока не дойдет до выходного отверстия расположенного в верхней части корпуса 1. Скорость спирального конвейера 3 и количество сушильных камер 2 рассчитывается с условием высушивания материала до необходимого состояния, при прохождении одного цикла сушки. Таким образом осуществляется сушка материала.
Воздушный поток (фиг. 4) внутри сушилки направлен по касательной от верхней сушильной камеры 2, в нижнюю, таким образом максимальная влажность воздуха достигается в нижней сушильной камере 2. В каждой сушильной камере 2, вентилятором 5 дополнительно формируется воздушный поток подогреваемый нагревателем 4. Направление воздушного потока регулируется заслонками 10. Регулирующие заслонки 10 в каждой сушильной камере выставляются под необходимым углом, с учётом его перемещения из одной камеры в другую, так же в сушильных камерах могут устанавливаться датчики температуры, влажности, направления и скорости воздушного потока, используя информацию полученную от этих датчиков появляется возможность регулировать заслонки для изменения скорости потока, что позволяет ещё более повысить эффективность сушки материала, например чтоб сохранить его полезные свойства. Из нижней сушильной камеры 2 увлажненный воздух попадает через охладительный рекуператор 6 в пластинчатый испаритель 7, где пластинчатый испаритель 7 конденсирует испаренную из сушимого материала воду сохраняя его полезные свойства. Вода попадает в выходное отверстие пластинчатого испарителя 7, а сухой воздух вытягивается главным вентилятором 8 в обогревательный рекуператор 9, где он подогревается и сухой подогретый воздух попадает в верхнюю сушильную камеру 2. Таким образом система вентиляции сушилки является замкнутой, что позволяет осуществлять сбор влаги образуемой в процессе сушки.
Продолжительность основного цикла сушки в данной сушилке составляет 3-15 минут (5 циклов на камеру). Материал проступает с содержанием влаги 85-90% и после сушки на выходе продукт содержит 3-8 % влаги.
Материал и воздух движутся противоточно. Содержание сухих веществ в материале до сушки 14 %, после сушки 96 %.
Воздух, после конденсации влаги имеет параметры
T : ~ 6.5°C; H : ~ 6 г/кг; Rh: ~ 100 %
И подается в нагревающий рекуператор, нагревается до параметров
T : ~ 68°C; H : ~ 7 г/кг; Rh: ~ 4 %
И подается в сушильную башню. После каждой секции воздух кондиционируется по температуре и влажности.
Параметры воздуха при выходе из шестой сушильной камеры:
T : ~ 59°C; H : ~ 9 г/кг; Rh: ~ 7,6%
Параметры воздуха при входе в пятую сушильную камеру
T : ~ 68°C; H : ~ 9 г/кг; Rh: ~ 5,1%
Параметры воздуха при выходе из пятой сушильной камеры
T : ~ 56°C; H : ~ 13,5 г/кг; Rh: ~ 13%
Параметры воздуха при входе в четвертую сушильную камеру
T : ~ 68°C; H : ~ 13,5 г/кг; Rh: ~ 7,5%
Параметры воздуха при выходе из четвертой сушильной камеры
T : ~ 51°C; H : ~ 20 г/кг; Rh: ~24,3%
Параметры воздуха при входе в третью сушильную камеру
T : ~ 69°C; H : ~ 20 г/кг; Rh: ~ 10,6%
Параметры воздуха при выходе из третьей сушильной камеры
T : ~ 48°C; H : ~ 28 г/кг; Rh: ~ 39,1 %
Параметры воздуха при входе во вторую сушильную камеру
T : ~ 70°C; H : 28 г/кг; Rh: ~ 14%
Параметры воздуха при выходе из второй сушильной камеры
T : ~ 46°C; H : ~ 37 г/кг ;Rh: ~ 56%
Параметры воздуха при входе в первую сушильную камеру
T : ~ 46°C; H : ~ 47 г/кг; Rh: ~70 %
Параметры влажного воздуха при выходе из нижней сушильной камеры:
T : ~ 46°C; H : ~ 37 - 47 г/кг; Rh: ~ 56% - 70 %
В камере 1 удалятся порядка 36 % влаги, в камере 2-24%, в камере 3-16%, в камере 4-12%, в камере 5-8%, в камере 6-4%.
Количество циклов изменения параметров температуры, влажности, скорости движения в каждой камере является механической характеристикой сушилки и представляет собой количество оборотов конвейерной ленты в каждой из сушильных камер.
Форма корпуса сушилки может отличаться, может быть цилиндрической формы, либо в виде эллиптического цилиндра. Расположение вентиляторов и нагревателей во внутреннем диметре сушильных камер позволяет повысить эффективность сушки за счёт равномерного обдува плода нагретым воздухом со всех сторон.
Техническое преимущество предлагаемого изобретения заключается в осуществлении с высокой эффективностью сушки фруктов и овощей, при простоте изготовления конструкции. Высокая эффективность сушки достигается за счёт того, что вентиляционная система сушилки замкнута, рекуператоры позволяют сохранять тепловую энергию, полученную во время сушки.
Таким образом, предложенное изобретение может найти широкое применение в области изготовления сушеных продуктов и воды содержащей полезные свойства присущие им.