СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к установкам для сушки сельскохозяйственной продукции, в частности овощей, фруктов, зелени и предназначено для применения в государственных, фермерских и личных хозяйствах и др.
Установка может применяться и в других отраслях, например, в фармацевтической для сушки лекарственных трав в пищевой для низкотемпературной сушки различных продуктов и в других областях.
Известно устройство для сушки высоковлажных материалов (грибов, ягод, овощей), используемое для реализации изобретения "Способ сушки высоковлажных материалов" (патент RU №2043585, МПК F26В 3/30, опубл. 10.09.1995). Это устройство представляет собой вертикальную шахтную сушилку, разделенную по высоте на камеру сушки (нижняя часть) и камеру досушки (верхняя часть). В камерах размещены лотки для продукта, над которыми находятся лопасти мешалки. В верхней и нижней частях камеры сушки установлены светлые инфракрасные излучатели (далее ИК-излучатели), в качестве которых используются лампы накаливания напряжением 127 В, в камеру досушки подается сушильный агент (подогретый воздух), который удаляют в атмосферу через окно в потолочной части камеры досушки.
Существенным недостатком является то, что в устройстве применяется высокотемпературный нагрев, приводящий к разрушению витаминов и снижению качества продуктов. Кроме того, устройство требует применения специальных теплогенераторов для подготовки горячего воздуха, используемого в камере досушки.
В качестве прототипа использована сушильная установка (патент RU №2049295, МПК F26В 9/06, F26В 3/30, опубл. 27.11.1995).
Установка содержит корпус, внутри которого поярусно расположены ИК-излучатели. Между ними (по высоте) установлены два лотка для продуктов (овощей, фруктов, зелени и т.д.). В потолочной части в боковых стенках выполнены вентиляционные отверстия. Установка снабжена блоком автоматического управления режимом работы. ИК-излучатели представляют собой трубчатые ТЭНы, содержащие нагревательные элементы в керамическом корпусе, который, в свою очередь, имеет специальное покрытие на основе функциональной керамики.
Известная установка универсальна по области применения. Несколько установок, набранных в батарею могут быть использованы в промышленных линиях сушки. В единичном экземпляре установка применяется в индивидуальном хозяйстве.
Наряду с достоинствами устройства (универсальность по применению, сохранению органолептических свойств продукта, витаминов и т.д.) остается проблема повышения энергосбережения процесса, поскольку конвективно-лучевая сушка энергоемка.
Целью полезной модели является снижение энергоемкости сушки и повышение качества сушки.
Для реализации поставленной цели заявлена полезная модель, реализующая принцип конвективно-лучевой сушки, включающая сушильную установку, содержащую корпус, в полости которого поярусно расположены ИК-излучатели и боковые отражатели, между которыми размещены лотки для высушиваемого продукта, в отличие от прототипа сушильная установка снабжена дополнительно коронирующими проволочными электродами диаметром 0,2-0,7 мм, расположеными в осевом сечении установки на высоте 35-65 мм над уровнями верхнего и нижнего поддонов, создающими поле коронного разряда при напряжении 8-10,5 кВ и генерирующими электрический ветер.
Уменьшение диаметра проволки коронирующих электродов приводит к снижению механической прочности, повышение диаметра - к необходимости повышения напряжения зажигания поля коронного разряда.
Уменьшение высоты расположение коронирущих электродов приводит к возникновению пробивных явлений, увеличение высоты расположения - к значительному ослаблению действия поля коронного разряда.
В зависимости от диаметра проволочных коронирующих электродов и межэлектродного расстояния диапазон рабочих напряжений находится между 8 и 10,5 кВ. При меньшем напряжении поле коронного разряда не возникает, а при большем напряжении поле коронного разряда может пробить промежуток «проволочный электрод - отражатель». Необходимо пояснить, что отражатели должны находиться в непосредственной близости к керамическим ТЭНам, расположение которых обусловлено требованиями равномерности нагрева сушимого продукта.
Таким образом при подведении напряжения 8-10,5 кВ к коронирующим проволочным электродам при работе установки создается электрический ветер, направленный в центральной части установки в сторону заземленного электрода (поддона), а в боковых частях - от него, что улучшает смывание продукта сушильным агентом, за счет чего повышаются влагоотдача продукта и эффективность удаления влаги, сглаживается поле температуры в области сушки.
Сушка производится методом активного обезвоживания при температуре 40-70°С, свойственного всем устройствам, основанным на использовании ИК-излучения.
Меньшие температуры недопустимо затягивают процесс сушки, тогда как большие температуры вызывают порчу материала. Поддержание температуры обеспечивается самой конструкцией сушильной установки.
В результате проведения патентного поиска авторами не выявлены установки для сушки высоковлажных сельскохозяйственных продуктов, где было бы совместное использование ИК-излучателей и поля коронного разряда, что доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна».
Модель поясняется рисунком, на котором схематично изображена двухъярусная сушильная установка. В верхней секции сушильной установки пунктирными линиями эскизно показаны потоки сушильного агента, штрихпунктирной линией показан условный поток электрического ветра, образованного полем коронного разряда.
Сушильная установка (см.рисунок) содержит металлический корпус 1 прямоугольного сечения, имеющий внутреннюю полость. Внутри корпуса 1 поярусно расположены лотки 2, излучатели верхние 3, излучатели средние 4, излучатели нижние 5 и отражатели 6. В нижней части корпуса установлен поддон 7 с зазором в 15 мм относительно боковых стенок корпуса. Корпус 1 сверху ограничен крышкой 8, шарнирно скрепленной с его задней стенкой. В осевом сечении установки расположены коронирующие проволочные электроды 13. В крышке 8 и в верхней части боковых стенок имеются вентиляционные отверстия 9. Установка снабжена блоком управления излучателями 10, содержащими тумблер включения и предохранитель, связанный посредством электрического шнура с вилкой для подключения в электрическую сеть напряжением 220 В. Установка имеет опорные ролики и ручки для переноски (не показано).
Все излучатели 3, 4, 5 содержат нагревательный элемент, заключенный в керамический трубчатый корпус с внешним функциональным керамическим покрытием. В каждом ярусе установлено по два излучателя 3, 4, 5, соединенные последовательно, все излучатели ориентированы по глубине полости установки параллельно боковым стенкам и установлены между собой с шагом 70 мм. При этом излучатели удалены на расстоянии 40 мм от лотков 2, ярусы излучателей соединены между собой параллельно. Такая схема электрического соединения излучателей в блок позволяет создать мощность, не превышающую 900 Вт.
Лотки 2 содержат вертикальную каркасную рамку и сетчатое днище из некорродирующего материала и опираются на боковые направляющие полозья 11, выполненные из алюминиевого уголка и закрепленные на боковых стенках корпуса 1. Лотки 2 вводят через окна 12 в передней панели устройства.
В осевом сечении установки на 35-65 мм над верхним и над нижним лотками установлены проволочные коронирующие электроды 13 диаметром проволоки 0,2-0,7 мм для генерации электрического ветра полем коронного разряда при напряжении в диапазоне 8-10,5 кВ.
Установка работает следующим образом. На лотки 2 загружают высушиваемый продукт по 1,5-2,0 кг на один лоток. При необходимости крупные овощи (морковь, свеклу и др.) измельчают в стружку или кубики толщиной до 5-6 мм. Вводят лотки 2 в полость устройства через окна 12 прямоугольной формы и включают в работу все излучатели.
Разрушение мембран растительных клеток и оплавление восковой кожицы сырья облегчает влагоотдачу. Во время облучения ароматические, красящие и вкусовые вещества из оболочки и прилегающих слоев перемещаются внутрь продукта и не окисляются. Благодаря образованию электрического ветра в результате действия поля коронного разряда при напряжении 8-10,5 кВ происходит активное перемешивание слоев сушильного агента, что улучшает удаление влаги из продукта, делает сушку более равномерной и сокращает время сушки, тем самым приводя к снижению энергозатрат.
Предлагаемая установка может изготавливаться в заводских условиях и в условиях кустарных мастерских, имеет широкий рынок сбыта. Потребителями продукции, выпущенной на основе полезной модели, являются плодоовощные хозяйства, которые могут применять сушильные установки в линии сушки. Особенно большим спросом сушильные установки будут пользоваться у садоводов-любителей, фермеров. В условиях роста цен на энергоресурсы и электроэнергию потребность в установках с повышенной экономичностью использования энергии возрастет.
Важным достоинством предлагаемого устройства являются его высокая экологичность, так как отсутствует какое-либо загрязнение окружающей среды и нет вредного воздействия на человека, а так же за счет снижения общего времени сушки, повышается сохранность ценных веществ продукта и снижается энергоемкость сушки.