ПИТАТЕЛЬ-ГРАНУЛЯТОР ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШИЛКИ Российский патент 1996 года по МПК F26B17/04 

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

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является питатель установки непрерывного действия для вакуум-сублимационной сушилки, представляющий собой ленточный конвейер, огибающий ведущий и ведомый барабаны, размещенное над конвейером устройство для нанесения высушиваемого материала тонким регулируемым слоем на ленту конвейера, заключенного в герметичный кожух с вращающимися внутри него валками, соприкасающимися друг с другом и с боковыми стенками кожуха, устройство замораживания продукта.

Недостатком питателя установки непрерывного действия для вакуум-сублимационной сушки является низкая эксплуатационная надежность вследствие использования в качестве транспортирующего средства эластичной ленты, а также получение стационарного слоя материала на ленте, обладающего неразвитой поверхностью испарения и высокими термо- и влагосопротивлением.

Задачей предлагаемого решения является повышение эксплуатационной надежности, снижение энергозатрат на процесс грануляции и последующей сушки, а также получение однородных по форме и размерам гранул.

Сущностью изобретения является, то что в питателе-грануляторе вакуум-сублимационной сушилки, содержащем транспортер, огибающий ведущий и ведомый барабаны с образованием верхней и нижней горизонтальных ветвей, устройство для подачи продукта на конвейер, выполненное в виде герметичного кожуха с вращающимися внутри него валками, соприкасающимися друг с другом и с герметизирующими валками, установленными в контакте с поверхностью транспортера на входе и выходе в корпус, а также устройство для замораживания и съема продуктов, новым является то, что поверхность транспортера выполнена составной из отдельных ячеек, состоящих из шарнирно-соединенных поперечных и торцевых перегородок, между которыми размещены с возможностью перемещения относительно упомянутых перегородок днища, причем в основании ячеек торцевые перегородки имеют прямоугольный выступ, в котором выполнено глухое отверстие и установлена пружина растяжения, при этом на поверхности этих перегородок выполнены направляющие ребра, а днища имеют выполненные в нижней части вырезы под выступы торцевых перегородок и расположенные с торцев ответные пазы под направляющие ребра, ведущий барабан транспортера выполнен в виде зубчатого колеса, зубья которого расположены с шагом, равным расстоянию между поперечными перегородками, а количество герметизирующих валков на входе транспортера в кожух устройства для подачи продукта, а также на выходе из кожуха равно двум, причем диаметр этих валков имеет величину не менее двух расстояний между смежными поперечными перегородками транспортера, а на участке между устройством для подачи продукта и ведущим барабаном под верхней ветвью конвейера размещен дополнительный валок, при этом над ячейками конвейера в зоне упомянутого валка установлена направляющая пластина.

На фиг. 1 изображен питатель-гранулятор вакуум-сублимационной сушилки, разрез; на фиг.2 увеличенный разрез узла питателя-гранулятора; на фиг.3 разрез A-A на фиг.1; на фиг.4 вид сверху на ячейку транспортера.

Питатель-гранулятор вакуум-сублимационной сушилки представляет собой транспортер 1, огибающий ведущий 2 и ведомый 3 барабаны, устройство 4 для подачи продукта на транспортер 1, состоящее из камеры 5, направляющей 6 и пружин 7. Для исключения блокировки выходного канала самозамороженным продуктом устройство 4 размещено в герметичном кожухе 8 с вращающимися внутри него валками 9, соприкасающимися друг с другом, с боковыми стенками кожуха 8 и с герметизирующими валками 10, установленными в контакте с поверхностью транспортера 1 на входе и выходе его в кожух 8. Герметизирующие валки 10 выполнены диаметром не менее величины двух расстояний между смежными поперечными перегородками 11 транспортера 1. Поверхность транспортера 1 выполнена составной из отдельных ячеек, состоящих из поперечных 11 и торцевых 12 перегородок, покрытых антиадгезионным материалом, например фторопластом, и соединенных между собой шарнирами 13. Между перегородками 11 и 12 размещены с возможностью перемещения относительно упомянутых перегородок днища 14. На поверхности торцевых перегородок 12 выполнены направляющие ребра 15, а днища 14 имеют расположенные с торцов ответные пазы под направляющие ребра 15. При этом в основании ячеек торцевые перегородки имеют прямоугольный выступ, в котором выполнено глухое отверстие и установлена пружина растяжения 16, а днища 14 имеют выполненные в нижней части вырезы под выступы торцевых перегородок 12. Ведущий барабан 2 транспортера 1 выполнен в виде зубчатого колеса, зубья которого расположены с шагом, равным расстоянию между поперечными перегородками 11. Под верхней ветвью транспортера 1 на участке от устройства 4 подачи продукта на транспортер 1 до герметизирующего валка 10 расположено холодильное устройство 17. Далее на участке между устройством 4 для подачи продукта и ведущим барабаном 2 под верхней ветвью транспортера 1 размещен дополнительный валок 18, а над ячейками транспортера 1 в зоне упомянутого валка установлена направляющая пластина 19. Для удаления замороженных гранул с днищ 14 служит нож 20. Питатель-гранулятор устанавливается в корпусе 21 вакуум-сублимационной сушилки, соединенной с десублиматорами 22, имеющей разгрузочный бункер 23, шлюзовой затвор 24 и источники ИК-нагрева 25, установленные либо над наклонным лотком с вибровозбудителями 27, либо внутри перфорированного барабана (не показан), имеющего ту же способность деструкции высушенного слоя с гранул замороженного продукта.

Питатель гранулятор вакуум-сублимационной сушилки работает следующим образом.

Внутри корпуса 21 вакуум-сублимационной сушилки с помощью вакуум-насоса (не показан) создается давление ниже тройной точки. Посредством внешнего привода через ведущий барабан 2 приводится в движение транспортер 1. Жидкий или пастообразный продукт подается в камеру 5 устройства 4, посредством которого заполняются ячейки транспортера 1. Благодаря применению кожуха 8 и резиновых валков 9, 10, установленных с возможностью вращения, соприкасающихся друг с другом и с боковыми стенками кожуха 8, внутри него поддерживается давление выше тройной точки, что исключает блокировку выходного канала между транспортером 1 и камерой 5 самозамороженным продуктом. Продукт в ячейках транспортера 1 подмораживается при помощи холодильного устройства 17 и при выходе за пределы устройства 4 продукт досамозамораживается до температуры, соответствующей уровню остаточного давления в корпусе 21 сушилки. В момент испарительного самозамораживания продукта происходит его обезвоживание, что служит цели последующего процесса сушки. Пары влаги при этом удаляются в десублиматоры 22. После поступления транспортера 1 в зону между валком 18 и направляющей 19 происходит перегиб транспортера 1 через валок 18, благодаря чему разрушается адгезионная связь между замороженным продуктом и стенками ячейки. При огибании транспортером 1 ведущего барабана происходит выдавливание верхними кромками его зубьев днищ 14 с находящимися на них параллелепипедообразными гранулами замороженного продукта. Поступательное движение днищ 18 производится по направляющим ребрам 15 торцевых перегородок 12. Затем при повороте ведущего барабана 2 и достижении гранулами ножа 20 происходит их съем с поверхности днищ 14. Днища 14 по мере выхода из контакта с зубьями ведущего барабана 2 благодаря пружинам растяжения 16 возвращаются в исходное положение, а гранулы, снятые ножом 20, падают в лоток 26, вибрирующий благодаря возбудителю 27. Под воздействием вибрации гранулы находятся в состоянии виброкипения и движутся по наклонно расположенному лотку 26, где под действием тепла инфракрасных нагревателей 25 происходит сублимация влаги из них.

Технически результат от использования изобретения заключается в том, что
проведение процесса замораживания и грануляции внутри сушильной камеры, а также применение нерастяжимого транспортера, более прочного, чем ленточный, позволяет увеличить компактность и эксплуатационную надежность питателя-гранулятора и вакуум-сублимационной сушилки;
частичное подмораживание в ячейках транспортера и последующее его досамозамораживание под действием вакуума ниже тройной точки и внутренней энергии продукта снижает энергозатраты на процесс грануляции, при этом осуществляется частичное обезвоживание (до 30%) продукта, что позволяет сократить в целом цикл сушки и тем самым интенсифицировать его;
питатель-гранулятор позволяет получить гранулы одинаковой формы и размера, что позволяет сохранить минимальную продолжительность производственного процесса и обеспечить необходимое качество готового продукта;
выполнение транспортера в виде ячеек прямоугольной формы огибающем ведомый и ведущий барабаны, позволяет гранулировать продукт внутри вакуумной сушильной камеры и тем самым увеличить степень развития поверхности испарения и соответственно скорость сушки;
использование устройства замораживания в сочетании с предложенной конструкцией транспортера позволяет исключить разбрызгивание продукта в момент интенсивного его кипения и самозамораживания в прямоугольных ячейках транспортера.

Использование: в машиностроении для пищевой, химической, фармацевтической и др. промышленности. Сущность изобретения: конвейер 1 выполнен в виде пластинчатых перегородок, образующих ячейки прямоугольной формы. При этом поперечные и продольные перегородки соединены между собой шарнирами, обеспечивающими возможность вращения перегородок, а днища ячеек установлены с возможностью возвратно-поступательного движения по направляющим продольных перегородок и снабжены пружинами растяжения. Ведущий барабан 2 конвейера 1 выполнен в виде зубчатого колеса, контактирующего верхними кромками зубьев с подвижными днищами ячеек конвейера 1 при его огибании ведущего барабана 2. Устройство 4 для подачи продукта на конвейер дополнительно снабжено герметизирующими валками 10, установленными со стороны входа и выхода конвейера 1 из устройства 4 и соприкасающимися с другими валками 9. Герметизирующие валки имеют диаметр не менее величины двух расстояний между смежными поперечными перегородками конвейера 1. По ходу движения замороженного продукта конвейер 1 снабжен дополнительным валком 18, установленным под верхней ветвью конвейера 1 с возможностью вращения направляющей 19, установленной неподвижно над верхней ветвью конвейера 1. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ПИТАТЕЛЬ-ГРАНУЛЯТОР ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШИЛКИ, содержащий транспортер, огибающий ведущий и ведомый барабаны с образованием верхней и нижней горизонтальных ветвей, устройство для подачи продукта на конвейер, выполненное в виде герметичного кожуха с вращающимися внутри него валками, соприкасающимися друг с другом и с герметизирующими валками, установленными в контакте с поверхностью транспортера на входе и выходе в корпус, а также устройства для замораживания и съема продуктов, отличающийся тем, что поверхность транспортера выполнена составной из отдельных ячеек, состоящих из шарнирно соединенных поперечных и торцевых перегородок, между которыми размещены с возможностью перемещения относительно упомянутых перегородок днища, причем в основании ячеек торцевые перегородки имеют прямоугольный выступ, в котором выполнено глухое отверстие и установлена пружина растяжения, при этом на поверхности этих перегородок выполнены направляющие ребра, а днище имеют выполненные в нижней части вырезы под выступы торцевых перегородок и расположенные с торцов ответные пазы под направляющие ребра, ведущий барабан транспортера выполнен в виде зубчатого колеса, зубья которого расположены с шагом, равным расстоянию между поперечными перегородками. 2. Питатель-гранулятор по п.1, отличающийся тем, что количество герметизирующих валков на входе транспортера в кожух устройства для подачи продукта, а также на выходе из кожуха равно двум, причем диаметр этих валков имеет величину не менее двух расстояний между смежными поперечными перегородками транспортера. 3. Питатель-гранулятор по п.1, отличающийся тем, что на участке между устройством для подачи продукта и ведущим барабаном под верхней ветвью конвейера размещен дополнительный валок, а над ячейками конвейера в зоне упомянутого валка установлена направляющая пластина.