ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА
VACUUM-SUBLIMATION DRIER

Предлагаемое изобретение относится к сушильной технике, в частности к оборудованию для вакуум-сублимационной сушки, и может быть использовано в пищевой, химической, биомедицинской и микробиологической промышленности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вакуум-сублимационная сушилка [Патент РФ №2183307, опубликован в бюллетене №16 10.06.2002 г.], содержащая цилиндрическую камеру, подключенную к десублиматору и вакуум-насосу, секции, образуемые противнями, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, герметично установлены термоэлектрические модули, при этом площадь противней увеличивается с ростом порядкового номера секции, нагреватель расположен в нижней секции.
Недостатком устройства является невысокое качество готовой продукции из-за неравномерности процесса сушки, высокие энергозатраты, большие габариты и высокая металлоемкость конструкции.
Техническая задача изобретения - повышение качества готовой продукции, снижение удельных энергозатрат, упрощение конструкции сушилки.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что продукт предварительно замораживается в противнях с развитой поверхностью (поперечными перегородками) для увеличения поверхности теплообмена, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, установлены термоэлектрические модули, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье.
Противни в нижней части имеют развитую поверхность, оребрение, служащее для десублимации пара нижестоящего каскада.
Теплота, выделяемая горячими спаями термоэлектрических модулей, используется для подвода энергии к продукту.
Цилиндрическая камера представляет собой сублиматор, состоящий из двух частей - корпуса и откидывающейся крышки, выполненных в виде полуцилиндров, каскадов, представляющих собой противни с поперечными перегородками, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, герметично установлены термоэлектрические модули, причем в нижней части противни имеют развитую поверхность (оребрение) для десублимации пара нижестоящего каскада, а по периферии камера снабжена двумя десублиматорами с развитой поверхностью, при этом противни легко устанавливаются в сублиматоре с помощью специальной подставки.
Многокаскадное расположение противней на подставке позволяет увеличить объем загружаемого продукта.
Положительный эффект при осуществлении предлагаемого изобретения достигается за счет снижения энергозатрат и интенсификации процесса сушки.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества готовой продукции, снижении удельных энергозатрат, упрощении конструкции сушилки.
На фиг.1 изображена вакуум-сублимационная сушилка, на фиг.2 - противень с поперечными перегородками, в двойных днищах которых установлены термоэлектрические модули, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье, на фиг.3 - подставка для многокаскадного расположения противней, на фиг.4 - десублиматор.
Вакуум-сублимационная сушилка для осуществления предлагаемого способа содержит цилиндрическую камеру (сублиматор), состоящую из корпуса 1 и откидывающейся крышки 2, подключенную к вакуум-насосу, десублиматор 7, противни для загрузки продукта 3, в двойных днищах которых, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, герметично установлены термоэлектрические модули 4, причем в нижней части противни имеют оребрение 5 для десублимации пара нижестоящего каскада, подставку 6 для многосекционной компоновки противней в сублиматоре.
Вакуум-сублимационная сушилка работает следующим образом. Продукт предварительно замораживается в противне 3, в двойном днище которого, выполненном из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, установлены термоэлектрические модули 4, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье, служащие для передачи теплоты десублимации пара нижестоящего каскада на сублимацию влаги из продукта в последующем, что исключает необходимость применения нагревателей в каждой секции. Затем противни 3 устанавливаются на подставку 6 в сублиматор, представляющий собой цилиндрическую камеру, состоящую из корпуса 1 и откидывающейся крышки 2, образуя многосекционную конструкцию, которая подключается к вакуум-насосу.
После этого камеру вакуумируют и начинают процесс сушки, в процессе которой термоэлектрические элементы передают теплоту десублимации нижестоящего каскада на сублимацию влаги из продукта в вышестоящем.
При подаче питания на термоэлектрические модули 4 они обеспечивают охлаждение холодных спаев до температуры 258…260 К. Одновременно на горячих спаях выделяется теплота, равная сумме холодопроизводительности и мощности, затраченной на питание термобатарей. Эта теплота передается продукту через перегородку, выполненную из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. При этом на ребрах 5 происходит частичная конденсация (десублимация) пара, а с поверхности замороженного продукта - сублимация влаги.
После достижения требуемой влажности продукта процесс сушки прекращают, сублиматор девакуумируют и выгружают продукт.Затем меняют на 2…3 мин полярность питания термобатареи, что приводит к нагреву холодных спаев и удалению десублимата, после чего установку переключают на нормальный режим работы.
Предложенный способ позволяет повысить качество готовой продукции, снизить удельные энергозатраты, упростить конструкцию сушилки.