Ленточная сушилка

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к устройству для сушки сырья из насекомых черная львинка - Hermetia illucens в виде жидкой биомассы, которая может использоваться в комбикормах для животных.
Известна ленточная сушилка пастообразных материалов, содержащая нагреватели воздушного теплоносителя, ленточный транспортер, расположенный внутри корпуса, загрузочное устройство, отличающаяся тем, что загрузочное устройство выполнено в виде двухчервячного питателя для формирования бесконечных цилиндров пасты, расположено на входе в сушилку и приварено сваркой к секционному коробу, являющемуся корпусом сушилки, лента ленточного транспортера выполнена перфорированной, транспортер установлен на роликовых опорах внутри секционного короба для организации поперечно-противоточного движения теплоносителя, для съема высушенного пастообразного материала к секционному коробу приварен нож с зазором по отношению к транспортерной ленте, далее на внутренней стенке секционного короба привинчено устройство гильотинного ножа для разрезания высушенных цилиндров пастообразного материала на гранулы, затем внутри секционного короба приварен приемный бункер для гранулированного высушенного пастообразного материала, секционный короб соединен с помощью входного и выходного патрубков с трубопроводом от нагревателя воздушного теплоносителя, который расположен снаружи секционного короба сушилки (см. патент RU №171816, 2016 г.).
Ее недостатком является невозможность регулирования толщины пласта продукта; а также материал рабочей ленты транспортера выполнен в форме перфорированных пластин, из-за чего невозможно сушить высоко влажную текучую биомассу насекомых.
Наиболее близкой по сути (прототипом) является ленточная сушилка пастообразных материалов, содержащая ленточный транспортер, расположенный внутри корпуса, теплокалориферы и вентиляторы для нагрева и циркуляции воздуха внутри корпуса, загрузочное устройство, отличающаяся тем, что лента транспортера выполнена из фторопласта, а загрузочное устройство содержит стальной вал и бункер с размещенными в нем заслонкой и подающим валом с насечками, причем стальной вал установлен соосно ведомому валу транспортера, а лента транспортера охватывает этот стальной вал, причем загрузочное устройство также снабжено устройством регулирования толщины слоя, выполненным в форме натянутой струны, расположенной параллельно поверхности транспортерной ленты (см. патент RU №63913, 2007 г.).
Недостатком известной сушилки является то, что тепловые приборы не позволяют высушить высоковлажную биомассу необходимого качества из-за высокой степени нагревания.
Технический результат - повышение эффективности устройства при его использовании.
Он достигается тем, что известная сушилка, содержащая ленточный транспортер с лентой из фторопласта и нагревательными элементами под лентой, расположенный внутри корпуса с теплоизолирующими стенками, вентиляторы для циркуляции воздуха внутри корпуса, загрузочное устройство, содержащее стальной вал, подающий вал и бункер, причем стальной вал установлен соосно ведомому валу транспортера, а лента транспортера охватывает этот стальной вал, в корпусе сушилки имеется источник инфракрасного излучения, расположенный над рабочей ветвью транспортера, устройство условно разделено на три зоны сушки, разграниченные перегородками, закрепленными в верхней части корпуса с зазором по отношению к ленточному транспортеру и выполненными из термостойкого силикона, подающий вал выполнен в виде распределительного шнека с винтовой поверхностью, установленный в корпусе, расположенным в начале движения транспортерной ленты и закрепленный на станине, сверху в корпусе имеется отверстие для подачи материала в котором установлена и жестко фиксирована нижняя часть бункера загрузочного устройства, при этом один конец распределительного шнека связан с силовым приводом, а другой конец закреплен на станине с возможностью вращения, распределительный шнек снабжен затвором, установленным с возможностью вертикального перемещения, имеющим стопорный механизм для распределения материала по толщине, источники инфракрасного излучения расположены и фиксированы над рабочей ветвью транспортера в зонах сушки на расстоянии 20 см над транспортерной лентой, при этом их количество и мощность в зонах сушки варьировано для лучшего высушивания материала, транспортерная лента снабжена приспособлением, по бокам и по всей длине, регулирующим ширину подаваемого материала, выполненным в виде бортиков из тонких металлических пластин с зазором между пластинами 1 мм и высотой пластин - 5 см, фиксированных на ленте транспортера, сушилка имеет приемник для высушенного материала, соединенный с корпусом сушилки и снабженный скребком, установленным под углом 45° к транспортерной ленте с зазором 2,5 см для полного удаления материала с ленты, в верхней части корпуса сушилки установлен и жестко закреплен блок приточно-вытяжной вентиляции с вентиляторами.
Предлагаемая сушилка схематично изображена на чертеже (фиг.1 -общий вид, фиг.2 -загрузочное устройство). Сушилка содержит корпус 1 с теплоизолирующими стенками, внутри которого расположены горизонтальный ленточный транспортер 2, источник инфракрасного излучения 3, расположенный над рабочей ветвью транспортера 2. Устройство условно разделено на три зоны сушки, в которых источники инфракрасного излучения варьированы по количеству и мощности, зоны сушки разграничены перегородками 4, закрепленными в верхней части корпуса 1 с зазором по отношению к ленточному транспортеру 2, выполненными из термостойкого силикона. Сушилка содержит также загрузочное устройство 5. Ленточный транспортер 2 содержит ленту 6, выполненную из фторопласта, с натягом надетую на ведущий вал 7 и ведомый 8 прорезиненные валы и силовой привод ведущего вала (не показан).
Загрузочное устройство 5 (фиг. 1, 2) содержит стальной вал 9 для выравнивания транспортерной ленты 6 в зоне нанесения материала. Загрузочное устройство 5 также содержит бункер 10 прямоугольного сечения, нижняя часть которого установлена и жестко фиксирована в отверстии 11, корпуса 12 подающего вала, выполненного в виде распределительного шнека 13 с винтовой поверхностью один конец которого связан с силовым приводом, а другой связан со станиной 14 с возможностью вращения. При этом стальной вал 9 установлен соосно ведомому валу транспортера 8, а лента транспортера 6 охватывает этот стальной вал 9. Загрузочное устройство 5 снабжено устройством регулирования толщины слоя материала в виде затвора 15, установленного с возможностью вертикального перемещения и стопорного механизма 16, закрепленных на боковых стенах корпуса 12 распределительного шнека 13 в зоне выхода материала из бункера 10. Источники инфракрасного излучения 3 расположены и фиксированы над рабочей ветвью транспортера в зонах сушки на расстоянии 20 см, при этом их количество и мощность в зонах сушки варьировано для лучшего высушивания материала. Лента транспортера 6 снабжена нагревательными элементами 17, расположенными под лентой 6. Лента транспортера 6 снабжена приспособлением 18, по бокам и по всей длине, регулирующим ширину подаваемого материала, выполненным в виде бортиков из тонких металлических пластин с зазором между пластинами - 1 мм и высотой пластин - 5 см.
Сушилка снабжена приемником 19 для высушенного материала, жестко закрепленным на корпусе 1 сушилки. Приемник 19 оснащен скребком 20, один конец которого жестко фиксирован на приемнике 19, а другой установлен под углом 45° к транспортерной ленте 2 с зазором 2,5 мм для полного удаления материала с ленты 2.
Сушилка имеет блок приточно-вытяжной вентиляции 21 нагретого влажного воздуха с воздухопроводами (не показаны) и вентиляторами 22 для циркуляции воздуха в сушилке, установленным и жестко фиксированным в верхней части корпуса 1 сушилки. Стрелками на фиг. 1 показано направление циркуляции воздуха.
Управление процессом сушки осуществляется с помощью шкафа управления, расположенного отдельно от основного устройства сушилки.
Примеры конкретного выполнения.
Выполнение подающего вала в виде распределительного шнека 13 с винтовой поверхностью позволяет равномерно подавать материал на ленту транспортера сушилки, что позволяет регулировать скорость подачи материала.
Распределение подаваемого материала по толщине слоя с помощью регулирующего устройства в виде затвора 15 и стопорного механизма 16 позволяет управлять и выбирать необходимую толщину слоя. Материал по толщине распределяется равномерно и не скапливается. Приспособление 18 на ленте транспортера 6 в виде бортиков из металлических пластин контролирует ширину материала, который не растекается и не заваливается.
Лента транспортера 6 выполнена из фторопласта (политетрафторэтилена) - это химически стойкий полимер, устойчив к климату, пластичен, физиологически инертен (Соколов С.В. Фторопласты БСЭ-3-е изд., М., 1977 г.).
Перегородки 4 выполнены из термостойкого силикона - материала, который позволяет регулировать процесс сушки по зонам, не давая лучам от ИК-излучателя попадать уже на высушенное сырье, что может вызвать порчу продукта. Силикон имеет такие свойства, как сохранение эластичности при диапазоне температур -60 до +250°С, не токсичен, устойчив к различным средам: морская и пресная вода, щелочь, кислая и фенольная (Верещагин А.Л., Бычин Н.В. Оценка термостойкости материалов для выпечки готовых изделий // Индустрия питания|Food Industry. - 2018. - Т. 3. №1. - С. 26-32).
Скребок 20 позволяет снимать материал с ленты транспортера сушилки без повреждения самой ленты и тем самым очищает ее.
Источники инфракрасного излучения 3 варьированы по количеству и мощности в зонах сушки. Это позволяет получать готовый продукт более высокого качества без дополнительного просушивания и не досушивания, зона 1 содержит три ИК-излучателя мощностью 500 Вт, позволяя нагревать продукт максимально до 100°С, зона 2 имеет два излучателя мощностью 400 Вт, при этом температура снижается до 60°С, позволяя досушить участки, не просушенные в зоне 1, зона 3 имеет два ИК-излучателя мощностью 400 Вт для окончательного досушивания.
Заявляемая сушилка работает следующим образом: материал в виде вязкой высоко влажной биомассы внутренностей личинок черной львинки, подлежащий высушиванию, подают в бункер 10 загрузочного устройства 5, при этом поддерживают такой уровень материала, чтобы он покрывал распределительный шнек 13. При вращении распределительный шнек 13 за счет винтовой поверхности создает локальные области повышенного давления.
При регулировании частоты вращения распределительного шнека 13 подача материала происходит с требуемой скоростью в отверстие 11 корпуса 12 распределительного шнека 13. При выходе высушиваемый материал попадает на предварительно нагретую ровную поверхность транспортерной ленты 6. Ограничение толщины слоя, нанесенного на ленту материала, происходит за счет затвора 15, который установлен на высоту до 2 мм с помощью стопорного механизма 16, материал проходит через зазор, образованный между затвором 15 и транспортерной лентой 6. Ровность поверхности ленты обеспечивается стальным валом 9.
При движении ленты 6 слой высушиваемого материала подвергается инфракрасному излучению, за счет чего происходит испарение влаги из материала, после чего влажный воздух с помощью вентиляции заменяется сухим воздухом, циркулирующим в блоке приточно-вытяжной вентиляции. При движении ленты 6 слой высушиваемого материала также подвергается воздействию излучения инфракрасного источника 3, способствующему ускорению испарения воды и обеззараживанию высушиваемого материала. При необходимости можно регулировать ширину распространения материала по транспортерной ленте 6 с помощью боковых бортиков 18.
На выходе продукция снимается известным способом и попадает в приемник 19. Для наиболее полного съема материала используется скребок 20, установленный под углом 45° к ленте 6. Далее продукция по мере накопления идет на дальнейшую переработку.
Положительный эффект - заявляемая ленточная сушилка может быть реализована на промышленно выпускаемых устройствах и материалах, и может найти применение в сельском хозяйстве и других перерабатывающих производствах.
Источники информации, принятые во внимание
1. Патент RU №171816, 2016 г.
2. Соколов С.В. Фторопласты БСЭ-3-е изд., М., 1977 г.
3. Верещагин А.Л., Бычин Н.В. Оценка термостойкости материалов для выпечки готовых изделий // Индустрия питания|Food Industry. - 2018. - Т. 3. №1. - С. 26-32.
4. Патент RU №63913, 2007 г. (прототип).