ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1994 года по МПК F26B5/06 

Изобретение относится к устройствам для сублимационной сушки жидких продуктов и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известна вакуум-сублимационная установка непрерывного действия (авт. св. N 1408172, кл. F 26 B 5/06, 1982), содержащая сушильную камеру с загрузочным и разгрузочным шлюзовыми затворами, размещенное в камере транспортирующее устройство в виде ротора с радиальными подпружиненными держателями съемных валков, а в корпусе вокруг ротора смонтирован ситовой цилиндр, установленный с возможностью колебательного движения и взаимодействующий с наружной поверхностью валков.

Недостатком данной установки является невысокая интенсивность процесса сушки из-за осуществления процесса замораживания вне сушильной камеры.

Известна установка непрерывного действия для вакуум-сублимационной сушки (авт. св. N 877269, кл. F 26 B 17/04, 1981), содержащая сушильную камеру, подключенную к системе вакуумирования и удаления паров, расположенные в камере ленточный конвейер, огибающий ведущий и ведомый барабаны, размещенные над конвейером нагреватели, устройства для нанесения высушиваемого материала тонким регулируемым слоем на ленту конвейера, заключенного в герметичный кожух с вращающимися в нем валками, соприкасающимися друг с другом и с боковыми стенками кожуха, устройства замораживания и съема его с ленты.

В связи с нанесением высушиваемого материала тонким слоем на ленту установка имеет невысокую производительность интенсивность процесса сушки из-за низкой степени развития поверхности испарения.

Известна сушилка непрерывного действия для термочувствительных сыпучих материалов (авт. св. N 1339370, кл. F 26 B 5/06, 1987), содержащая вращающийся перфорированный барабан, заключенный в кожух с окном в нижней части, снабженный разгрузочным устройством, и размещенный по оси барабана неподвижный вал, который снабжен и инфракрасными излучателями, обращенными в сторону нижнего сектора барабана.

Недостатком данной сушилки является то, что предварительное замораживание продукта вне кожуха не позволяет использовать собственное тепло продукта в процессе сушки, что снижает интенсивность процесса сушки.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для вакуум-сублимационной сушки непрерывного действия (авт. св. N 1695082, кл. F 26 B 5/06, 1991), включающая корпус с системой вакуумирования и удаления водяных паров и установленный в нем конвейер с транспортирующей лентой, имеющей углубление и огибающей ведущий барабан с подпружиненными клапанами для подачи материала на рабочую поверхность ленты и ведомый барабан, нагревательные элементы и разгрузочное устройство.

Из-за наличия стационарного слоя материала на прорезиненной ленте конвейера установка обладает невысокой интенсивностью процесса сушки, недостаточной эксплуатационной надежностью и низким качеством высушиваемого продукта.

Цель изобретения - интенсификация процесса сушки, повышение надежности установки и качества высушиваемого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в вакуум-сублимационной сушилке непрерывного действия, включающей корпус, соединенный с десублиматором и вакуум-насосом, и установленное в нем транспортирующее устройство с насадками и барабанным дозатором, снабженным подпружиненными клапанами, источники инфракрасного нагрева, цилиндрические щетки и разгрузочное устройство, транспортирующее устройство выполнено в виде вращающегося барабана, состоящего из перфорированного и сплошного участков, причем в начале сплошного участка барабана смонтированы насадки, по форме частично повторяющие профиль барабанного дозатора и в самой нижней части имеющие овалообразные углубления, покрытые эластичными мембранами, соединенными с подпружиненными толкателями, взаимодействующими своими роликами с неподвижными копирами, при этом внешняя цилиндрическая поверхность барабанного дозатора имеет пазы, а опоры вращения дозатора снабжены пружинами растяжения, в барабане над насадкой расположены цилиндрические щетки, установленные с возможностью вращения в обратном направлении от вращения барабана, а над рабочей зоной расположена панель с источниками инфракрасного нагрева под углом, соответствующим углу естественного откоса высушиваемого продукта.

На основании исследований, проведенных по источникам патентной и научно-технической литературы, можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков является новой и позволяет интенсифицировать процесс сушки, повысить надежность установки и качество высушиваемого продукта.

Технических решений, свойства которых совпали бы со свойствами заявляемого не обнаружено, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен продольный разрез вакуум-сублимационной сушилки непрерывного действия; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Ваккум-сублимационная сушилка непрерывного действия содержит корпус 1, установленный на шарнире 2 и устройстве 3, регулирующем угол наклона корпуса 1 к горизонту, и соединенный патрубком 4 с десублиматором (не показан) и вакуум-насосом (не показан). В корпусе 1 на опорных роликах 5 установлен вращающийся барабан 6, состоящий из перфорированного и сплошного участков, причем в начале сплошного участка барабана 6 смонтированы насадки 7, по форме частично повторяющие профиль барабанного дозатора 8, который снабжен подпружиненными клапанами 9. В самой нижней части насадки 7 имеют овалообразные углубления 10, покрытые эластичными мембранами 11, соединенными с подпружиненными толкателями 12, взаимодействующими своими роликами 13 с неподвижными копирами 14 и 15. При этом барабанный дозатор 8 при помощи валов 16 и 17 установлен на подшипниках 18 и 19 качения, корпуса которых снабжены пружинами 20 и 21 растяжения, прикрепленными к неподвижной опоре 22, а внешняя цилиндрическая поверхность барабанного дозатора 8 имеет пазы 23. Вал 17 выполнен полым и соединен с гофрированным гибким патрубком 24 и трубопроводом 25.

В барабане в контакте с барабанным дозатором 8 и насадками 7 расположены цилиндрические щетки 26, установленные с возможностью вращения в обратном направлении от вращения дозатора 8 и барабана 6, а под рабочей зоной размещена панель 27 с источниками 28 инфракрасного нагрева под углом, соответствующим углу естественного откоса высушиваемого продукта. Под перфорированным участком барабана расположен разгрузочный шнек 29, один конец вала которого соединен с приводом 30, другой конец - с цепной передачей 31. Корпус 1 снабжен разгрузочным патрубком 32 и шлюзовым затвором 33.

Сушилка работает следующим образом.

Посредством привода 30 приводится во вращение разгрузочный шнек 29 и барабан 6. В барабанный дозатор 8 подается через трубопровод 25, гофрированный гибкий патрубок 24 и полый вал 17 жидкий продукт. При вращении барабана 6 вступают в зацепление острые кромки насадок 7 и пазы 23 дозатора 8, приводя последний во вращение, что обеспечивает его перекатывание по насадкам 7. Одновременно при достижении подпружиненным клапаном 9 середины овалообразного углубления 10 посредством неподвижного копира 14 и толкателя 12 происходит отжатие клапана 9 и заполнение углубления 10 жидким продуктом. Далее при выходе ролика 13 толкателя 12 из взаимодействия с неподвижным копиром 14 клапан 9 возвращается в исходное положение, а жидкий продукт, находящийся в овалообразном углублении 10, под воздействием вакуума начинает интенсивно испаряться и самозамораживаться. При этом надежность контакта барабанного дозатора 8 и насадок 7 обеспечивается прижатием пружин 20 и 21 растяжения. Образованная в результате самозамораживания пористая масса продукта, попадая в зону действия цилиндрических щеток 26, разрушается и под воздействием вращения барабана 6 и силы тяжести продукта поступает в рабочую зону. Кроме того, процессу разрушения пористой массы со стороны углублений 10 насадок 7 способствует давление эластичных мембран 11, создаваемое посредством взаимодействия роликов 13 толкателей 12 с неподвижным копиром 15. В результате такого разрушения образуются неоднородные по размерам гранулы замороженного продукта.

При вращении барабана 6 продукт интенсивно перемешивается, измельчается и равномерно сохнет за счет тепла источников 28 инфракрасного нагрева. Для обеспечения более полного использования энергии от источников 28 их панель 27 устанавливается под углом, соответствующим углу естественного откоса высушиваемого продукта. При прохождении по сплошному участку барабана 6 гранул продукта происходит полная сублимация влаги из мелкодисперсной фракции, после чего она удаляется через перфорированный участок за пределы барабана 6. Время прохождения продукта по сплошному участку регулируется изменением угла наклона к горизонту всей сушилки при помощи устройства 3 и шарнира 2.

Оставшиеся крупные гранулы продукта досушиваются в перфорированной части барабана 6, где высохший слой продукта отделяется от гранул за счет трения их между собой и о перфорацию барабана 6 и, просыпаясь через ячейки, удаляется разгрузочным шнеком 29 через патрубок 32 и шлюзовой затвор 33.

Преимущества предлагаемого устройства и положительный эффект по сравнению с прототипом достигается за счет того, что использование в качестве транспортирующего устройства металлического барабана позволяет увеличить надежность в работе и компактность сушилки, а также интенсифицировать процесс сушки за счет высокоэффективного перемешивания и равномерного подвода тепловой энергии к продукту;
выполнение барабана из двух участков - сплошного и перфорированного, а также возможность регулирования угла наклона сушилки улучшает качество высушиваемого продукта в связи со своевременным удалением мелкой фракции и сухого слоя с гранул продукта из зоны интенсивного нагрева;
изготовление барабана из металла позволяет увеличить поглощение продуктом энергии за счет нагревания барабана от источников инфракрасного нагрева и передачи этой энергии продукту кондуктивным способом;
размещение панели с источниками инфракрасного нагрева под углом, соответствующим углу естественного откоса высушиваемого продукта, позволяет сконцентрировать энергию источников инфракрасного нагрева на высушиваемом продукте. (56) Авторское свидетельство СССР N 1695082, кл. F 26 В 5/06, 1991.

Использование: в устройствах для сублимационной сушки жидких продуктов в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: в вакуум-сублимационной сушилке транспортирующее устройство выполнено в виде вращающегося барабана 6, состоящего из перфорированного и сплошного участков, причем в начале сплошного участка барабана 6 смонтированы насадки 7, по форме частично повторяющие профиль барабанного дозатора 8 и в самой нижней части имеющие овалообразные углубления 10, покрытые эластичными мембранами 11, соединенными с подпружиненными толкателями 12, взаимодействующими своими роликами 13 с неподвижными копирами 14 и 15. При этом внешняя цилиндрическая поверхность барабанного дозатора 8 имеет пазы 23, а опоры вращения дозатора 8 снабжены пружинами растяжения. В барабане 6 над насадкой 7 расположены цилиндрические участки 26, установленные с возможностью вращения в обратном направлении от вращения барабана 6, а над рабочей зоной размещена панель с источниками 28 инфракрасного нагрева под углом, соответствующим углу естественного откоса высушиваемого продукта. Жидкий продукт через трубопровод, гофрированный гибкий патрубок и полый вал поступает в дозатор 8, перекачивающийся по насадкам 7. При этом происходит заполнение овалообразных углублений 10 жидким продуктом, который при достижении вакуумного пространства самозамораживается, разрушается, высушивается под воздействием источников 28 инфракрасного нагрева и удаляется через перфорированную часть сушильного барабана 6, разгрузочный шнек 29 и разгрузочный патрубок со шлюзовым затвором за пределы сушилки. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающая корпус, соединенный с десублиматором и вакуум-насосом, и установленное внутри него транспортирующее устройство с насадками и барабанным дозатором, снабженным подпружиненными клапанами, источники инфракрасного нагрева, цилиндрические щетки и разгрузочное устройство, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, повышения надежности установки и качества высушиваемого продукта, транспортирующее устройство выполнено в виде вращающегося комбинированного барабана, состоящего из перфорированного и сплошного участков, причем в начале сплошного участка барабана смонтированы насадки, по форме частично повторяющие профиль барабанного дозатора и в самой нижней части имеющие овалообразные углубления, покрытые эластичными мембранами, соединенными с подпружиненными толкателями, взаимодействующими своими роликами с неподвижными копирами, при этом внешняя цилиндрическая поверхность барабанного дозатора имеет пазы, а опоры вращения снабжены пружинами растяжения, соединенными с неподвижными частями сушилки. 2. Сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что внутри барабана над рабочей зоной размещена панель с источниками инфракрасного нагрева с возможностью ее установки под углом, соответствующим углу естественного откоса высушиваемого продукта.