Патент на изобретение №2350865

(54) СУШИЛКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки различных видов сыпучих материалов, например для производства сушеных овощей, картофеля, топинамбура и др. В сушилке, содержащей последовательно соединенные камеры с устройствами для загрузки, выгрузки и гравитационного перемещения продукта, подвода и отвода теплоносителя, новым является то, что камеры расположены уступом одна за другой, для перемещения продукта в торцевой стенке каждой камеры выполнено перегрузочное окно, внутри каждой камеры имеется гибкая перфорированная лента, которая с одной стороны жестко прикреплена к задней стенке камеры, а с другой – выполнена с возможностью регулирования угла наклона, для этого второй конец ленты намотан на инерционный барабан, который имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения с помощью пневмоцилиндра, находящегося в нижней части камеры, к инерционному барабану прикреплена крышка, которая, соответственно, открывает перегрузочное окно при движении барабана вниз или закрывает его при движении барабана вверх. Изобретение должно обеспечить повышение качества готовой продукции, повышение эффективности процесса сушки за счет использования рациональных гидродинамического и теплового режимов обработки продукта. 7 ил.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки различных видов сыпучих материалов, например для производства сушеных овощей, картофеля, топинамбура и др.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является сушилка [Патент №2285877 РФ, МПК⁷ F26В 11/14. Сушилка / А.Н.Остриков, А.Е.Химин (РФ) – 2005112088/12; Заявл. 25.04.2005; Опубл. 20.10.2006, Бюл. №29], содержащая две последовательно соединенные конвективную и кондуктивную камеры, с устройствами для загрузки и выгрузки продукта, подвода и отвода теплоносителя. В кондуктивной камере установлен вал со спиральным шнеком.

Данная сушилка имеет следующие недостатки: значительные энергозатраты на осуществление процесса сушки из-за необходимости постоянного перемешивания и перемещения материала по всей длине двух камер сушилки, значительное истирание и измельчение высушиваемого материала, что затрудняет использование данной конструкции для сушки различных материалов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.).

Техническая задача заключается в повышении качества готовой продукции, повышении эффективности процесса сушки за счет ведения его в соответствии с основными кинетическими закономерностями за счет использования рациональных гидродинамического и теплового режимов обработки продукта.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой сушилке, содержащей последовательно соединенные камеры с устройствами для загрузки, выгрузки и гравитационного перемещения продукта, подвода и отвода теплоносителя, новым является то, что камеры расположены уступом одна за другой, для перемещения продукта в торцевой стенке каждой камеры выполнено перегрузочное окно, внутри каждой камеры имеется гибкая перфорированная лента, которая с одной стороны жестко прикреплена к задней стенке камеры, а с другой – выполнена с возможностью регулирования угла наклона, для этого второй конец ленты намотан на инерционный барабан, который имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения с помощью пневмоцилиндра, находящегося в нижней части камеры, к инерционному барабану прикреплена крышка, которая соответственно открывает перегрузочное окно при движении барабана вниз или закрывает его при движении барабана вверх.

На фиг.1 представлено объемное изображение общего вида сушилки; фиг.2 – плоскостное изображение сушилки при высушивании продукта в трех камерах; фиг.3 – плоскостное изображение сушилки при перегрузке высушиваемого продукта из первой камеры во вторую и выгрузке высушенного продукта из сушилки; на фиг.4 – объемное изображение второй камеры с горизонтальным положением ленты; на фиг.5 – объемное изображение второй камеры с наклонным положением ленты; фиг.6 – поперечный разрез камеры; фиг.7 – поперечное сечение инерционного барабана.

Сушилка состоит из последовательно расположенных и сообщающихся между собой камер 1, 2, 3 (фиг.1, 2, 3). В верхней части камеры 1 установлено устройство для загрузки продукта 4 с роторным дозатором 5. В торцевых стенках камер 1, 2 и 3 выполнены перегрузочные окна 14, которые перекрываются крышками 12.

Внутри каждой камеры 1, 2, 3, которые имеют прямоугольное сечение, установлена гибкая перфорированная лента 6, отверстия в которой выполнены под углом в сторону поперечного продувания слоя продукта (фиг.4, 5). Гибкая перфорированная лента 6 выполнена с возможностью регулирования угла наклона: для этого один край гибкой перфорированной ленты 6 в начале камеры жестко прикреплен к задней стенке камеры, а другой – конец ленты намотан на инерционный барабан 7 (фиг.7). Инерционный барабан 7 с намотанной на него гибкой перфорированной лентой 6 выполнен с возможностью перемещения по направляющим 13 в вертикальной плоскости с помощью пневмоцилиндра 8 (фиг.4, 5). К корпусу инерционного барабана 7 жестко прикреплена крышка 12, которая соответственно открывает перегрузочное окно 14, расположенное в задней торцевой стенке камеры, при движении барабана 7 вниз (фиг.3) или закрывает перегрузочное окно 14 при движении барабана 7 вверх (фиг.2).

Инерционный барабан 7 имеет возможность не только свободного вращения, но и вертикального возвратно-поступательного движения с помощью пневмоцилиндра 8, находящегося в нижней части на передней стенке корпуса камеры (фиг.6). Угол наклона каждой гибкой перфорированной ленты 6 регулируется с помощью соответствующего пневмоцилиндра 8. Угол наклона каждой гибкой перфорированной ленты 6 связан с углом естественного откоса, который, в свою очередь, зависит от влажности высушиваемого продукта. Конечный угол наклона (в крайнем нижнем положении) каждой гибкой перфорированной ленты 6 выставлен таким образом, чтобы обеспечить скольжение высушиваемого продукта по поверхности гибкой перфорированной ленты 6. Отверстия в каждой гибкой перфорированной ленты 6, выполненные под углом в сторону поперечного продувания слоя продукта, также способствуют перемещению продукта. Инерционный барабан 7 опускается с помощью пневмоцилиндра 8 и способствует пересыпанию продукта из верхней камеры на перфорированную поверхность гибкой ленты 6, расположенной в следующей камере.

Каждая камера 1, 2, 3 снабжена патрубком 10 для подачи теплоносителя и патрубком 9 для выхода отработанного теплоносителя.

В конце камеры 3 имеется выгрузочный патрубок 11.

Сушилка работает следующим образом.

Вначале при помощи пнемоцилиндров 8 устанавливают горизонтальное положение гибких перфорированных лент 6 в каждой камере 1, 2, 3. В устройство для загрузки продукта 4 подают влажный продукт. Включается регулируемый привод роторного дозатора 5 и влажный продукт поступает в камеру 1 сушилки. После загрузки определенной порции влажного продукта регулируемый привод роторного дозатора 5 выключается. Поступающий в камеру 1 влажный продукт падает на горизонтальную поверхность гибкой перфорированной ленты 6. Одновременно в камеру 1 через патрубок 10 подается теплоноситель. При этом продукт, находящийся на гибкой перфорированной ленте 6, продувается потоком теплоносителя, который затем удаляется через патрубок 9.

После того как высушиваемый продукт достигнет заданной влажности, включается пневмоцилиндр 8 и инерционный барабан 7, расположенный в камере 1, начинает опускаться вниз по направляющим 13. При этом лента 6 начинает раскручиваться на инерционном барабане 7, а крышка 12, опускаясь вниз вместе с барабаном 7, открывает перегрузочное окно 14 (фиг.3). При достижении определенного угла наклона ленты 6 пневмоцилиндр 8 останавливается. Высушиваемый продукт после достижения заданной влажности имеет определенный угол естественного откоса, который будет больше угла наклона гибкой перфорированной ленты 6, и продукт начнет свое скольжение по гибкой перфорированной ленте 6 (фиг.5).

За счет соответствующего угла наклона отверстий в гибкой перфорированной ленте 6 и напора теплоносителя продукт ссыпается с гибкой перфорированной ленты 6 через перегрузочное окно 14 в камеру 2.

После того как продукт ссыплется полностью в камеру 2, пнемоцилиндр 8 включается и поднимает инерционный барабан 7 вверх, придавая ленте 6 исходное горизонтальное положение (фиг.4). Крышка 12, поднимаясь вверх вместе с барабаном 7, закрывает перегрузочное окно 14 в камере 1. После этого цикл работы в камере 1 повторяется.

При поступлении продукта на ленту 6, расположенную в камере 2, через патрубок 10 подается теплоноситель. При этом продукт, находящийся на гибкой перфорированной ленте 6, продувается потоком теплоносителя, который затем удаляется через патрубок 9.

После того как высушиваемый продукт достигнет заданной влажности, включается пневмоцилиндр 8 и инерционный барабан 7, расположенный в камере 2, начинает опускаться вниз по направляющим 13. При этом лента 6 начинает раскручиваться на инерционном барабане 7, а крышка 12, опускаясь вниз вместе с барабаном 7, открывает перегрузочное окно 14 (фиг.3). При достижении заданного угла наклона ленты 6 пневмоцилиндр 8 останавливается. После достижения заданной влажности изменится угол его естественного откоса, который станет больше угла наклона гибкой перфорированной ленты 6, и продукт начнет свое скольжение по гибкой перфорированной ленте 6. За счет соответствующего угла наклона отверстий в гибкой перфорированной ленте 6 и напора теплоносителя продукт ссыпается с гибкой перфорированной ленты 6 через перегрузочное окно 14 в камеру 3.

После того как продукт ссыплется полностью в камеру 3, пнемоцилиндр 8 включается и поднимает инерционный барабан 7 вверх, придавая ленте 6 исходное горизонтальное положение. Крышка 12, поднимаясь вверх вместе с барабаном 7, закрывает перегрузочное окно 14 в камере 2. После этого цикл работы в камере 2 повторяется.

При поступлении продукта на ленту 6, расположенную в камере 3, через патрубок 10 подается теплоноситель. При этом продукт, находящийся на гибкой перфорированной ленте 6, продувается потоком теплоносителя, который затем удаляется через патрубок 9, расположенный в камере 3.

После того как высушиваемый продукт достигнет заданной влажности, включается пневмоцилиндр 8 и инерционный барабан 7, расположенный в камере 3, начинает опускаться вниз по направляющим 13. При этом лента 6 начинает раскручиваться на инерционном барабане 7, а крышка 12, опускаясь вниз вместе с барабаном 7, открывает перегрузочное окно 14.

При достижении заданного угла наклона ленты 6 пневмоцилиндр 8 останавливается. После достижения заданной влажности изменится угол его естественного откоса, который станет больше угла наклона гибкой перфорированной ленты 6, и продукт начнет свое скольжение по гибкой перфорированной ленте 6. За счет соответствующего угла наклона отверстий в гибкой перфорированной ленте 6 и напора теплоносителя продукт ссыпается с гибкой перфорированной ленты 6 через перегрузочное окно 14 в выгрузочный патрубок 11.

После того как продукт ссыплется полностью в выгрузочный патрубок 11, пнемоцилиндр 8 включается и поднимает инерционный барабан 7 вверх, придавая ленте 6 исходное горизонтальное положение. Крышка 12, поднимаясь вверх вместе с барабаном 7, закрывает перегрузочное окно 14 в камере 3. После этого цикл работы в камере 3 повторяется.

Таким образом, высушиваемый продукт последовательно высушивается при прохождении камер 1, 2, 3 (фиг.1). Работа камер 1, 2, 3 синхронизирована между собой.

Отличительной особенностью данной сушилки является то, что она максимально адаптирована для ведения процесса сушки сыпучих продуктов в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки. Известно, что [Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. – М.: Пищевая пром-сть, 1973. – 528 с.2. Лыков А.В. Теория сушки. – М.: Энергия, 1968. – 470 с.3. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов. – М.: Химия, 1988. – 352 с.4. Сажин Б.С. Основы техники сушки. – М.: Химия, 1984. – 315 с.] в первом периоде сушки (в периоде постоянной скорости сушки) доминирующее влияние на интенсивность удаления влаги оказывает скорость теплоносителя, в во втором периоде (периоде убывающей скорости сушки) – температура теплоносителя. Поэтому для рационального ведения процесса сушки в камере 1 используется теплоноситель с невысокой температурой, но с высокой скоростью. При этом сушка продукта осуществляется в кипящем или псевдоожиженном слое, что способствует удалению свободной, осмотической и поверхностной влаги.

Для рационального ведение процесса сушки в камере 2, когда продукт находится в плотном слое, используется теплоноситель с более высокой температурой, но с невысокой скоростью, что способствует удалению полиадсорбционной влаги.

Для рационального ведение процесса сушки в камере 3 используется теплоноситель с еще более высокой температурой, но с невысокой скоростью, что способствует удалению моноадсорбционной влаги.

Такая организация процесса способствует повышению эффективности сушки за счет более рационального использования гидродинамических и тепловых режимов обработки продукта в камерах 1, 2, 3, что позволяет интенсифицировать процесс сушки вследствие ведения его в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки.

Адаптированный в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки подвод теплоносителя в камеры 1, 2 и 3 позволяет выбрать оптимальные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта в каждой из трех камер сушилки. Высушенный продукт, равномерно пересыпаясь и перемешиваясь при этом, постепенно перемещается по камерам 1, 2, 3 к выгрузочному патрубку 11 для удаления высушенного продукта из сушилки.

Предлагаемая сушилка дает возможность:

– интенсифицировать процесс сушки вследствие ведения его в соответствии с основными кинетическими закономерностями за счет использования рациональных гидродинамического и теплового режимов обработки продукта;

– достигнуть равномерной сушки продукта вследствие использования мягких, щадящих режимов перемешивания при максимальном сохранении формы частиц обрабатываемого продукта;

– повысить качество готового продукта вследствие снижения комкования высушиваемого продукта и предотвращения образования агломератов дисперсного продукта.

Формула изобретения

Сушилка, содержащая последовательно соединенные камеры с устройствами для загрузки, выгрузки и гравитационного перемещения продукта, подвода и отвода теплоносителя, отличающаяся тем, что камеры расположены уступом одна за другой, для перемещения продукта в торцевой стенке каждой камеры выполнено перегрузочное окно, внутри каждой камеры имеется гибкая перфорированная лента, которая с одной стороны жестко прикреплена к задней стенке камеры, а с другой – выполнена с возможностью регулирования угла наклона, для этого второй конец ленты намотан на инерционный барабан, который имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения с помощью пневмоцилиндра, находящегося в нижней части камеры, к инерционному барабану прикреплена крышка, которая соответственно открывает перегрузочное окно при движении барабана вниз или закрывает его при движении барабана вверх.

РИСУНКИ