УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ЯГОДНОГО ПЮРЕ

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно, к устройствам для сушки пюреобразных пищевых продуктов растительного происхождения в тонком слое, в частности, пюре из мякоти арбуза.
Известно устройство для интенсификации сушки пищевых продуктов на вальцовой сушилке. Устройство содержит ограничитель толщины слоя высушиваемого продукта, в качестве которого используют неподвижно установленную рейку вдоль оси барабана вальцевой сушилки. На рейке жестко закреплены отрезки проволоки диаметром 2-3 мм на расстоянии 5-8 мм друг от друга. При этом отрезки проволоки выполнены с загнутыми концами, касающимися поверхности высушиваемого продукта при вращении барабана вальцевой сушилки, (патент РФ 2351264, 2009 г.).
Устройство позволяет повысить интенсивность процесса сушки на вальцевых сушилках. Недостатками конструкции является ее громоздкость, нестабильное качество получаемого сухого продукта при изменении свойств исходного продукта.
Наиболее близкой, по сути является вальцовая вакуум-индукционная сушилка для получения порошка из ягод и другого растительного сырья, состоящая из герметичного корпуса с патрубком для подвода пюреобразного продукта и отвода водяных паров, валка, ножа, питателя и патрубков для вывода сухого продукта, при этом патрубок для подвода пюреобразного продукта имеет выходные отверстия, увеличивающиеся по длине патрубка для более равномерного распределения продукта по внутренней поверхности валка, в корпусе установлен индуктор с зазором 5 между поверхностью валка и индуктором для бесперебойного вращения валка, излучающий токи промышленной или высокой частоты для нагревания валка с внешней стороны, инфракрасные нагреватели размещены на панели под питателем обогревают продукт с внутренней стороны (патент РФ 2407967, 2010 г.).
Недостатками конструкции являются значительные габариты сушилки из-за длительности процесса и использование энергоемкого ИК-нагрева для создания требуемых режимов сушки с учетом изменения свойств продукта. Кроме того, конструкция имеет малую полезную площадь рабочих зон (загрузки, сушки) по отношению к общему объему аппарата. Индуктивный обогрев полого валка усложняет конструкцию.
Технической задачей является создание устройства, позволяющего улучшить сушку пюре в тонком слое путем усовершенствования конструкции.
Технический результат - повышение эффективности работы устройства при его использовании.
Он достигается тем, что известное устройство, содержащее корпус с патрубками для подвода пюреобразного продукта и отвода водяных паров, внутри корпуса расположены нож для снятия готового продукта с сушильной поверхности и валок, патрубок для вывода сухого продукта, дополнительно имеет жестко закрепленные на валке сплошные диски, на одну треть погруженные в ванну с пюреобразным продуктом, расположенную в нижней части корпуса, для контроля и поддержания уровня пюре внутри ванны установлен уровнемер, а патрубок для подвода пюреобразного продукта оснащен регулятором расхода продукта, в нижней части ванны установлен трубчатый электронагреватель для подогрева пюре, а в верхней части корпуса размещен патрубок для подачи сушильного агента в пространство между дисками, с каждой стороны сплошного диска под углом 40-50° по ходу вращения валка установлены ножи, соединенные с патрубком для вывода сухого продукта, жестко фиксированного внутри корпуса устройства.
Пюре перед сушкой подогревается в ванне с помощью трубчатого электронагревателя. Такой способ достижения требуемой для интенсивного влагоудаления из пюре проще, чем нагрев сушильной поверхности. Организация индуктивного нагрева, как в прототипе, сопровождается сложностью технического исполнения и увеличением энергозатрат по сравнению с предварительным нагревом в стандартном теплообменнике исходного влажного материала. Нагрев пюреобразного продукта и поддержание его температуры осуществляется на уровне 30-50°С, так как превышение этих значений в связи с уменьшением вязкости пюреобразного продукта приводит к стеканию слоя с поверхностей дисков. С другой стороны, такие невысокие температуры обеспечивают сохранение полезных свойств ягодного и фруктового пюре при его сушке.
Сушильная поверхность образована совокупностью поверхностей сплошных дисков, частично погружаемых в пюреобразную массу, что значительно увеличивает полезную площадь рабочих зон (загрузки, сушки) по отношению к общему объему аппарата. Нанесение пюре тонким слоем на сушильную поверхность и последующая сушка происходят при равномерном вращении валка менее чем за один оборот, что значительно сокращает энергозатраты на процесс и обеспечивает получение качественного продукта.
Например, при одинаковой длине валка по прототипу и в предложенной конструкции производительность данного устройства будет выше, т.к. полезная рабочая площадь будет больше.
Полезная рабочая площадь вальцовой сушилки по прототипу:
где R - радиус валка, м
l - длина валка, м.
Полезная рабочая площадь предлагаемого устройства:
где R, l - обозначения те же,
- количество ножей (расчетное значение округлить в меньшую строну до целого),
h - расстояние между ножами с учетом толщины одного диска, м. Расчет по формулам показывает, что при l=1 м, R=0,250 м, h=0,09 м (количество ножей N=10) полезная рабочая площадь предлагаемого устройства в 1,4 раза больше площади вальцовой сушилки по прототипу, поэтому выше производительность.
Снятие готового сухого продукта происходит одновременно со всех поверхностей дисков с помощью ножей, режущие кромки которых деформируют слой сухого пюре и вызывает его разрушение. Установка ножей под углом 40-50° обеспечивает не только срезание тонкого слоя сухого пюре с сушильной поверхности, но и его транспортирование к патрубку для вывода сухого продукта.
Сушка пюре в тонком слое происходит посредством принудительной конвекции горячего воздуха в пространстве между сплошными дисками и предварительном подогреве пюреобразной массы, что менее энергозатратно, чем индуктивный нагрев токами высокой или промышленной частоты сушильной поверхности и инфракрасный нагрев слоя пюре, и, в целом, упрощает конструкцию.
Так как в процессе работы пюре в ванне расходуется, то для организации непрерывной работы необходимо поддерживать его уровень таким образом, чтобы сплошные диски были погружены в пюре на одну треть. При отклонении от этого значения уровня от уровнемера подается сигнал на регулятор расхода, установленный на патрубке для подвода пюреобразного продукта, который соответственно изменяет подачу продукта в ванну.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже (фиг. 1 - общий вид, фиг. 2 - продольный разрез ванны и валка с дисками, фиг. 3 - аксонометрическая проекция ванны, валка с дисками и патрубка для вывода сухого продукта).
Устройство состоит из корпуса 1 с патрубками для подвода пюреобразного продукта 2 и отвода водяных паров 3, валка 4, ножей 5 для снятия готового продукта с сушильной поверхности, патрубкаб для вывода сухого продукта, дополнительно имеет жестко закрепленные на валке 4 сплошные диски 7, на одну треть погруженные в расположенную внутри корпуса 1 ванну 8 с пюреобразным продуктом, подогретым предварительно, в нижней части которой расположен трубчатый электронагреватель 9 для поддержания температуры пюре, а в верхней части корпуса 1 размещен патрубок 10 для подачи сушильного агента в пространство между дисками 7, ножи 5 жестко установлены под углом 40-50° по ходу вращения валка 4 с каждой стороны поверхности сплошного диска 7, соединенные с патрубком 6 для вывода сухого продукта, жестко фиксированного внутри корпуса 1 устройства. Для контроля и поддержания уровня пюре внутри ванны 8 установлен уровнемер 11, а патрубок 2 для подвода пюреобразного продукта оснащен регулятором расхода продукта 12.
Устройство работает следующим образом.
Ягодное пюре, например, измельченная арбузная мякоть, нагретое предварительно до температуры 30-50°С в зависимости от адгезионных свойств конкретного пюреобразного продукта и его термолабильности, непрерывно подается через патрубок 2 в ванну 8для загрузки пюре, в которой его температура поддерживается посредством трубчатого электронагревателя 9. С помощью электропривода приводится в движение горизонтально расположенный вращающийся валок 4 с жестко закрепленными на нем сплошными дисками 7. При вращении поверхности сплошных дисков 7покрываются слоем пюре толщиной 0,2-0,4 мм за счет частичного погружения в пюреоб-разную массу. Одновременно с подачей пюре в устройство через патрубок 10 для подачи сушильного агента в пространство между дисками нагнетается горячий воздух. Во время вращения валка 4 сплошные диски 7 с тонким слоем продукта оказываются в зоне принудительно созданных вентилятором конвективных потоков горячего сушильного агента, равномерно омывающих поверхность дисков 7 с нанесенным пюре с обеих сторон. Готовый продукт срезается ножами 5 с поверхностей дисков 7 одновременно и по патрубку 6 транспортируется в сборник продукта. В процессе работы пюре в ванне расходуется и для организации непрерывной работы устройства уровень пюре в ванне 8 контролируется уровнемером 11 таким образом, чтобы сплошные диски 7 были погружены в пюре на одну треть с отклонением не более 10%. Регулятор расхода 12, установленный на патрубке 2 для подвода пюреобразного продукта, корректирует подачу продукта.
Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет повысить производительность за счет увеличения полезной рабочей площади, улучшить качество получаемого продукта за счет усовершенствования конструкции.