УСТРОЙСТВО ЗАГРУЗКИ ЖИДКОГО ПРОДУКТА В ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННУЮ СУШИЛКУ 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.

Известно устройство для ввода жидкого продукта в вакуум-сушильную камеру [1] , содержащее корпус, разделенный на две части неподвижной перфорированной перегородкой и прилегающей к ней дополнительной перфорированной перегородкой, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси, при этом перегородки расположены непосредственно под патрубками подвода продукта и отвода газа.

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы из-за блокирования отверстий в перфорированных перегородках самозамороженным жидким продуктом.

Известен питатель сублимационной установки [2] , содержащий морозильный барабан с канавками на внешней поверхности, гребенчатые ножи-грануляторы, взаимодействующие с барабаном, приводной вал и разгрузочный шнек.

Недостатком питателя являются высокие энергозатраты из-за применения предварительного охлаждения барабана до (-15)-(-30)^оС.

Известен питатель для сублимационных сушильных установок [3] , выполненный в виде горизонтальных обойм, в каналах которых размещены сопряженные между собой транспортирующие винты, причем обоймы снабжены рубашками с винтовыми перегородками.

Питатель обладает высокими энергозатратами в связи с охлаждением и замораживанием материала через рубашки обоймы хладоносителем.

Известно устройство для нанесения продукта на ленту конвейера в сушилке, содержащее фильерные каналы с паровыми затворами.

Недостатками устройства являются высокие энергозатраты и низкая надежность из-за применения паровых затворов и нанесения продукта в виде тонкого слоя на ленту конвейера.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для загрузки и дозирования материала в вакуум-сублимационную установку [5] , состоящее из двух конусообразных бункеров, разделенных вакуумным замком.

Устройство имеет невысокую надежность и большие энергозатраты вследствие периодичности работы устройства, т. е. промежуточное вакуумирование верхнего бункера, необходимости предварительного замораживания продукта в гранулы и неиспользования собственного тепла продукта в процессе замораживания и последующей сушки, а также заклинивания гранул в конусообразных бункерах.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве загрузки жидкого продукта в вакуум-сублимационную сушилку, состоящем из герметичного корпуса, входного и выходного патрубков, шнекового транспортера, корпус выполнен в виде конуса, основание которого находится выше по ходу движения продукта, при этом шнек транспортера состоит из режущего участка, расположенного над основанием конического корпуса, и транспортирующего участка, размещенного в сублимационной камере, причем образующая витков шнека режущего участка выполнена в виде ломанной лини и, формирующей острые режущие кромки шнека, а на наружной конической поверхности корпуса установлены нагревательные элементы, при этом к его вершине примыкает загрузочный патрубок.

На основании исследований, проведенных по источникам патентной и научно-технической литературы, можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков является новой и позволяет снизить энергозатраты и повысить надежность в работе.

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

Положительный эффект при осуществлении предлагаемого изобретения достигается за счет снижения энергозатрат и повышения надежности в работе.

На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого устройства в момент гранулирования продукта; на фиг. 2-4 - стадии работы устройства.

Устройство загрузки жидкого продукта в вакуум-сублимационную сушилку (фиг. 1) состоит из герметичного корпуса 1, выполненного в виде конуса, основание которого находится выше по ходу движения продукта. Форма корпуса и расположение его в пространстве относительно движения продукта заданы необходимостью исключения возможного заклинивания продукта при его самозамораживании и, следовательно, увеличении объема.

По образующей основания корпуса размещен шнековый транспортер 2, при этом шнек 3 транспортера 2 состоит из режущего участка, расположенного над основанием конического корпуса 1, и транспортирующего участка, расположенного в сублимационной камере 4. Для улучшения гранулирующих свойств образующая витков шнека 3 режущего участка выполнена в виде ломанной линии, формирующей острые режущие кромки шнека 3.

В зависимости от конструктивного исполнения, размеров корпуса и шнеков количество последних может быть увеличено до рационально возможного с точки зрения полного обеспечения перемещения гранулированного продукта в сублимационную камеру 4. При этом для создания лучшего эффекта измельчения направление движения шнеков 3 должно быть различным.

Шнек 3 в транспортеpе 2 установлен при помощи подшипников 5 и 6 качения и герметизирован от окружающего пространства манжетным уплотнением 7.

На наружной конической поверхности корпуса 1 установлены нагревательные элементы 8. Загрузочный патрубок 9 примыкает к вершине конуса герметичного корпуса 1 и снабжен регулировочным вентилем 10. Расположение патрубка 9 вызвано необходимостью устранения застойных зон при подаче продукта в устройство.

Устройство работает следующим образом.

Жидкий продукт подают в корпус 1 устройства загрузки, соединенного с камерой 4 вакуум-сублимационной сушилки, с помощью патрубка 9 и регулировочного вентиля 10. После заполнения корпуса 1 до рабочего уровня включают вакуум-насос и вакуумируют внутренние пространства сублимационной камеры 4 и конического корпуса 1 устройства загрузки до остаточного давления ниже тройной точки воды. Одновременно происходит самозамораживание верхнего слоя жидкости и образование пористой самозамороженной массы продукта. Толщина пористого слоя определяет начальный рабочий уровень жидкости в корпусе 1 устройства загрузки (фиг. 2). Уpовень продукта должен быть таким, чтобы самозамороженный пористый слой после стадии самозамораживания не достигал шнека 3 транспортера 2 (фиг. 3). Затем приводят во вращение шнек 3 транспортера 2 и включают нагревательные элементы 8 на наружной поверхности корпуса 1, нагревающегося до предельно допустимой температуры, при которой не происходит нежелательных изменений в продукте. Из соприкасающегося с корпусом 1 самозамороженного пористого продукта начинает сублимировать влага. Происходит разрушение адгезионной связи между самозамороженным продуктом и корпусом 1 устройства загрузки (фиг. 3). Продукт при этом под действием перепада давления в продукте и корпусе 1 устройства перемещается в направлении шнекового транспортера 2. Образовавшаяся свободная поверхность жидкого продукта, граничащая с вакуумным пространством, самозамораживается. Таким образом при движении продукта по конусообразному корпусу происходит образование выпуклой формы самозамороженной пористой массы продукта (фиг. 4).

При достижении поверхностью пористого самозамороженного продукта шнекового транспортера происходит дробление продукта острыми кромками шнека и перемещение его в камеру 4 вакуум-сублимационной сушилки (фиг. 1). При уменьшении пористого слоя продукта вследствие удаления его шнеком в камеру 4 сушилки имеет место восстановление величины слоя, соответствующего уровню остаточного давления в камере 4.

Преимущества предлагаемого устройства и положительный эффект по сравнению с прототипом:
выполнение корпуса устройства в виде конуса, основание которого находится выше по ходу движения продукта, позволяет избежать его заклинивания при самозамораживании и увеличении объема;
установка на наружной конической поверхности корпуса нагревательных элементов и выполнение шнека транспортера из режущего участка, расположенного над основанием конического корпуса, и транспортирующего участка, расположенного в сублимационной камере, позволяет повысить надежность в работе и снизить энергозатраты;
выполнение образующих витков шнека режущего участка в виде ломаной линии, формирующей острые режущие кромки шнека, улучшает гранулирующие свойства устройства;
примыкание загрузочного патрубка к вершине конусообразного корпуса устройства устраняет образование застойных зон при подаче продукта в устройство. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 634728, кл. А 23 С 1/06, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР N 1257384, кл. F 28 B 5/06, 1986.

3. Авторское свидетельство СССР N 278429, кл. F 26 B 20/00, 1984.

4. Авторское свидетельство СССР N 909497, кл. F 26 B 5/06, 1982.

5. Гуйго Э. И. и др. Сублимационная сушка пищевых продуктов животного происхождения за рубежом. - Обзор. М. : ЦНИИТЭИмясомолпром, 1972, с. 33-35.

Использование: сублимационная сушка жидких продуктов в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит герметичный корпус 1, выполненный в виде обращенного конуса, при этом шнек 3 транспортера 2 состоит из режущего участка, расположенного над основанием конического корпуса 1, и транспортирующего участка, размещенного в сублимационной камере 4. Образующая витков шнека 3 режущего участка выполнена в виде ломанной линии, формирующей острые кромки шнека 3. К вершине корпуса 1 примыкает загрузочный патрубок 9 с регулировочным вентилем 10. После заполнения корпуса 1 жидким продуктом до рабочего уровня его вакуумируют, приводят во вращение шнек 3 транспортера 2 и включают нагревательные элементы 8. Продукт под действием перепада давлений в корпусе 1 перемещается в направлении транспортера 2, острыми кромками шнека 3 он дробится и транспортируется в камеру 4 сушилки. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ЗАГРУЗКИ ЖИДКОГО ПРОДУКТА В ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННУЮ СУШИЛКУ, содержащее герметичный корпус, шнек транспортера, а также загрузочный и разгрузочный патрубки, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения надежности в работе, корпус выполнен в виде обращенного конуса, на наружной поверхности которого дополнительно установлены нагревательные элементы, при этом шнек транспортера включает режущий участок, заведенный внутрь сублимационной сушилки, а образующая витков шнека этого участка выполнена в виде ломаной линии, формирующей его режущие кромки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что загрузочный патрубок размещен с примыканием к вершине конуса герметичного корпуса и снабжен регулировочным вентилем.