Способ получения влаги из влагосодержащего сырья
METHOD OF OBTAINING MOISTURE FROM MOISTURE-CONTAINING MATERIAL

Предлагаемое техническое решение относится к области выпарной техники и может быть использовано для создания средств, обеспечивающих получение максимально возможного количества влаги из исходного влагосодержащего сырья и расширение арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде способа получения влаги из влагосодержащего сырья.
Аналогичные технические решения известны, см., например, описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2500449, в котором охарактеризован способ получения влаги из влагосодержащего сырья, характеризующегося тем, что:
- размещают внутри герметично закрываемой камеры влагосодержащее сырье (продукт);
- создают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой емкости;
- нагревают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой емкости;
- воздействуют нагретым циркулирующим воздушным потоком на влагосодержащее сырье (продукт);
- перекачивают влагосодержащее сырье (продукт) по циркулирующему контуру;
- нагревают циркулирующее по контуру влагосодержащее сырье (продукт);
- насыщают нагретый циркулирующий воздушный поток парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья (продукта);
- охлаждают нагретый циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья (продукта);
- конденсируют пары влаги из нагретого циркулирующего воздушного потока, насыщенного парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья (продукта);
- получают жидкость из влагосодержащего сырья (продукта);
Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеохарактеризованного аналогичного технического решения являются нижеследующие признаки:
- размещают внутри герметично закрываемой камеры влагосодержащее сырье;
- создают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой камеры;
- воздействуют циркулирующим воздушным потоком на влагосодержащее сырье;
- насыщают циркулирующий воздушный поток парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- охлаждают циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- конденсируют пары влаги из циркулирующего воздушного потока, насыщенного парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- получают жидкость из влагосодержащего сырья.
Известно также аналогичное техническое решение, см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2450844, в котором охарактеризован способ получения жидкости из влагосодержащего сырья, который выбран в качестве ближайшего аналога, прототипа, и который содержит следующую совокупность существенных признаков:
- размещают внутри герметично закрываемой камеры влагосодержащее сырье;
- создают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой камеры;
- нагревают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой камеры;
- обдувают поверхность влагосодержащего сырья циркулирующим воздушным потоком;
- нагревают влагосодержащее сырье нагретым циркулирующим воздушным потоком;
- насыщают нагретый циркулирующий воздушный поток парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- охлаждают нагретый циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- конденсируют пары влаги из нагретого циркулирующего воздушного потока, насыщенного парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- получают жидкость из влагосодержащего сырья.
Общими признаками предлагаемого к патентованию технического решения и вышеохарактеризованного прототипа являются:
- размещают внутри герметично закрываемой камеры влагосодержащего сырья;
- создают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой камеры;
- обдувают поверхность влагосодержащего сырья циркулирующим воздушным потоком внутри герметично закрываемой камеры;
- насыщают циркулирующий воздушный поток парами влаги из влагосодержащего сырья;
- охлаждают циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- конденсируют пары влаги из циркулирующего воздушного потока, насыщенного парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- получают жидкость из влагосодержащего сырья.
Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств, реализующих свое назначение в виде способа получения жидкости из влагосодержащего сырья.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что способ получения влаги из влагосодержащего сырья осуществляется следующим образом: размещают внутри герметично закрываемой камеры влагосодержащее сырье, создают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой камеры, обдувают поверхность влагосодержащего сырья циркулирующим воздушным потоком, насыщают циркулирующий воздушный поток парами влаги из влагосодержащего сырья, охлаждают циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья, конденсируют пары влаги из циркулирующего воздушного потока, насыщенного парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья, и получают жидкость из влагосодержащего сырья, при этом определяют температуру, при которой влагосодержащее сырьё выделяет пары влаги, нагревают влагосодержащее сырьё до заранее определённой температуры и поддерживают температуру с помощью датчика температуры, обдувают при этой температуре влагосодержащее сырьё циркулирующим воздушным потоком внутри герметично закрытой камеры.
Определение температуры, при которой влагосодержащее сырьё выделяет пары влаги, а также нагревание влагосодержащего сырья, находящегося внутри герметично закрываемой камеры, до этой определённой температуры, обеспечивающей выделение паров влаги, а также проведение обдува нагретого влагосодержащего сырья циркулирующим воздушным потоком при этой определённой температуре, позволяет осуществить максимально возможное насыщение циркулирующего воздушного потока парами с уже нагретого влагосодержащего сырья, и при последующем охлаждении и конденсации этих паров влаги получить максимально возможное количество жидкости из исходного конкретного влагосодержащего сырья.
Техническая сущность предлагаемого для патентования способа получения жидкости из влагосодержащего сырья заключается в следующем:
- определяют температуру, при которой влагосодержащее сырьё выделяет пары влаги;
- размещают внутри герметично закрываемой камеры влагосодержащее сырье;
- нагревают влагосодержащее сырье, находящееся внутри герметично закрываемой камеры до заранее определенной температуры, обеспечивающей выделение паров влаги и поддерживают температуру с помощью датчика температуры;
- создают циркулирующий воздушный поток внутри герметично закрываемой камеры;
- обдувают при этой температуре поверхность влагосодержащего нагреваемого сырья циркулирующим воздушным потоком;
- насыщают циркулирующий воздушный поток парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- охлаждают циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- конденсируют пары влаги из циркулирующего воздушного потока, насыщенного парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья;
- получают жидкость из влагосодержащего сырья.
Предлагаемый способ получения жидкости из влагосодержащего сырья поясняется нижеследующим описанием и чертежом, на котором представлено устройство для получения жидкости из влагосодержащего сырья, и которое содержит:
- первую герметичную камеру-1 с дверью-2;
- влагосодержащее сырье-3, размещенное внутри герметичной камеры-1;
- теплоэлектронагреватели-4,5, установленные, например, внутри герметичной камеры-1 и подсоединенные одними своими выводами к нулевому проводу сети переменного напряжения 220В и другими своими выводами через первый управляемый ключ-6 к фазному проводу сети переменного напряжения 220В;
- вакуумный насос-7, подсоединенный своим выходом к внутренней полости герметичной камеры-1, одним своим питающимся входом к нулевому проводи сети переменного напряжения 220 В и другим своим питающимся входом через второй управляемый ключ-8 к фазному проводу сети переменного напряжения;
- воздухоохладитель-9, выполненный, например, в виде металлического теплообменника с супергидрофобным нанотекстурированным покрытием на основе нановолокон оксида алюминия, установленный во внутренней полости второй герметичной камеры-10 с дверью-11, подсоединенной своим выходом к внутренней полости первой герметичной камеры-1 и своим выходом к входу вакуумного насоса-7, а также подсоединенный одним своим питающимся входом к нулевому проводу сети переменного напряжения 220В и другим своим питающимся входом через третий управляемый ключ-13 к фазному проводу сети переменного напряжения 220 В;
- емкость-12 для сбора жидкости, получаемой из влагосодержащего сырья-3, установленная внутри второй герметичной камеры-10;
- датчик-14 температуры, установленный внутри первой герметичной камеры-1;
- контроллер-15, подсоединенный своим первым входом к выходу источника-16 сигналов задания, своим вторым и третьим входами к выходам датчика-14 температуры, своим первым выходом подсоединенный к входу дисплея-17, своим вторым выходом к управляющему входу первого управляемого ключа-6, своим третьим выходом к управляющему входу второго управляемого ключа-8 и своим четвертым выходом к управляющему входу третьего управляемого ключа-13.
Практический способ получения жидкости из влагосодержащего сырья можно пояснить, рассмотрев работу охарактеризованного выше устройства для получения жидкости из различного влагосодержащего сырья.
Пример № 1.
Для получения жидкости из влагосодержащего сырья, например, из сосны обыкновенной, размещают бревна сосны внутри герметично закрываемой камеры-1, используя специально изготовленные стеллажи.
С помощью источника-16 сигналов задания на втором выходе контроллера-15 формируют управляющий сигнал, который поступает на управляющий вход первого управляемого ключа-6 и, при своем включении, обеспечивает подачу переменного напряжения 220 В на питающиеся входы теплонагревателей-4,5, которые обеспечивают нагревание воздуха внутри герметично закрываемой камеры-1 и нагревание влагосодержащего сырья-3 до заранее заданной температуры, определяемой экспериментальным путем для каждого конкретного влагосодержащего сырья-3 и обеспечивающей выделение паров влаги из конкретного влагосодержащего сырья-3, и контролируемой датчиком-14 температуры, а в случае превышения заранее заданной температуры осуществляют отключение переменного напряжения 220 В от входов теплонагревателей-4,5, обеспечивая таким образом заданное значение температуры внутри герметично закрываемой камеры-1, обеспечивая нагревание влагосодержащего сырья-3, со строго заданной температурой и, соответственно, постоянное выделение паров влаги из влагосодержащего сырья-3.
В соответствии с программой, записанной в блоке памяти контроллера-15, на третьем выходе контроллера-15 формируют управляющий сигнал, который поступает на управляющий вход второго управляемого ключа-8, который обеспечивает подачу переменного напряжения 220 В на питающие входы вакуумного насоса-7 и он обеспечивает циркуляцию воздушного потока через герметично закрываемую камеру-1, который, воздействуя на нагреваемую поверхность влагосодержащего сырья-3 насыщается максимально возможным количеством паров влаги, выделяемых из влагосодержащего сырья-3.
В соответствии с технологией получения жидкости из влагосодержащего сырья-3 и в соответствии с программой, записанной в блоке памяти контроллера-15, на четвертом выходе контроллера-15 формируют управляющий сигнал, который поступает на управляющий вход третьего управляемого ключа-13, который обеспечивает подачу переменного напряжения 220 В на питающие входы воздухоохладителя-9, который включается в процесс получения влаги из влагосодержащего сырья-3, охлаждая циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего сырья-3, и конденсируют пары влаги, обеспечивая таким образом получение жидкости из влагосодержащего сырья-3, которая стекает в емкость-12 для сбора жидкости, получаемой из влагосодержащего сырья-3.
Пример № 2. Для получения жидкости из влагосодержащего сырья, из трав, например, листьев ромашки или мелиссы, размещают травы внутри герметично закрываемой камеры-1, используя специально изготовленные стеллажи. С помощью источника-16 сигналов задания на втором выходе контроллера-15 формируют управляющий сигнал, который поступает на управляющий вход первого управляемого ключа-6 и при своем срабатывании обеспечивает подачу переменного напряжения 220 В на питающиеся входы теплонагревателей-4,5, которые обеспечивают нагревание воздуха внутри герметично закрываемой камеры-1 и нагревание влагосодержащего сырья-3 до заранее заданной температуры, определяемой экспериментальным путем для каждого конкретного влагосодержащего сырья-3 и обеспечивающей выделение паров влаги из конкретного влагосодержащего сырья-3, и контролируемой датчиком-14 температуры, и в случае превышения заранее заданной температуры осуществляют отключение переменного напряжения 220 В от входов теплонагревателей-4,5, обеспечивая таким образом заданное значение температуры внутри герметично закрываемой камеры-1, обеспечивая нагревание влагосодержащего сырья-3, со строго заданной температурой и, соответственно, постоянное выделение паров влаги из влагосодержащего сырья-3.
В соответствии с программой, записанной в блоке памяти контроллера-15, на третьем выходе контроллера-15 формируют управляющий сигнал, который поступает на управляющий вход второго управляемого ключа-8, который обеспечивает подачу переменного напряжения 220 В на питающие входы вакуумного насоса-7 и он обеспечивает циркуляцию воздушного потока через герметично закрываемую камеру-1, который, воздействуя на нагреваемую поверхность влагосодержащего сырья-3 насыщается максимально возможным количеством паров влаги, выделяемых из влагосодержащего сырья-3.
В соответствии с технологией получения жидкости из влагосодержащего сырья-3 и в соответствии с программой, записанной в блоке памяти контроллера-15, на четвертом выходе контроллера-15 формируют управляющий сигнал, который поступает на управляющий вход третьего управляемого ключа-13, который обеспечивает подачу переменного напряжения 220 В на питающие входы воздухоохладителя-9, который включается в процесс получения влаги из влагосодержащего сырья-3, охлаждая циркулирующий воздушный поток, насыщенный парами влаги, выделяемыми из влагосодержащего нагреваемого сырья-3, и конденсируют пары влаги, обеспечивая таким образом получение жидкости из влагосодержащего сырья-3, которая стекает в емкость-12 для сбора влаги, получаемой из влагосодержащего сырья-3.
Аналогичным образом получают жидкость и из других видов влагосодержащего сырья, например, из овощей, из фруктов, из корней различных растений, и т.п. Требование, это заранее определить температуру, при которой происходит выделение паров, нагревать влагосодержащее сырье до этой определённой температуры, определяемой экспериментальным путем, поддерживать температуру при нагревании с помощью датчика температуры, обдувать сырьё при этой температуре циркулирующим воздушным потоком внутри герметично закрытой камеры.
Таким образом, предлагаемый способ получения жидкости из влагосодержащего сырья, позволяет, за счет определения оптимальной температуры, при которой происходит максимальное получение влаги, за счет нагревания влагосодержащего сырья до заранее определённой температуры, соответствующей максимально возможному выделению паров влаги из каждого из конкретных видом влагосодержащего сырья, а также за счет воздействия циркулирующего воздушного потока на нагреваемое влагосодержащее сырье и за счет насыщения циркулирующего воздушного потока выделенными парами влаги из циркулирующего воздушного потока, получить максимально возможное количество жидкости из каждого конкретного вида влагосодержащего сырья и тем самым значительно расширить арсенал технических средств, реализующих свое назначение в виде способа получения жидкости из влагосодержащего сырья.