Предлагаемое изобретение относится к вакуум-сублимационной сушке жидких продуктов и может быть использовано в химической, фармацевтической, микробиологической, пищевой промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.
Известен способ получения устойчивой жидкой пены [а.с. 681016, кл. С 04 В 21/02, 1979], состоящий в том, что вспененный материал заключается в локальный объем и вращается вокруг горизонтальной оси с угловой скоростью, позволяющей избежать разрушения пены.
Недостатком известного способа является невозможность варьирования параметрами монолита вспененного продукта и площадью его поверхности.
Известен способ сушки термочувствительных продуктов [а.с. 2008587, кл. F 26 В 5/06, 1994], заключающийся в том, что термочувствительный продукт намораживается на частицы инертного материала, расположенного в вакуум-сублимационной камере.
Недостатком известного способа является малая поверхность тепло- и массопередачи, а также ее невысокая устойчивость в процессе сушки.
Известен способ вакуум-сублимационной сушки вспененных продуктов в сушилке, включающей диски, размещенные на горизонтальном валу [а.с. 96120926, кл. F 26 В 5/06, 1998].
Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты, невысокая производительность, а также малая интенсивность процесса сушки из-за малой поверхности тепло- и массопередачи.
Известен способ сушки термочувствительных продуктов в сушилке [а.с. 808796, кл. F 26 В 5/06, 1981], включающей камеру, размещенный в ней конвейер, несущий кассеты, замораживающее устройство и нагревательные элементы, причем кассеты выполнены в виде прутковых рам с размещением прутков на расстоянии 1000-1500 мм друг от друга.
Недостатками известного способа сушки и сушилки для его осуществления являются высокие энергозатраты, неустойчивая поверхность тепло- и массопередачи в процессе сушки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ вакуум-сублимационной сушки жидких вспененных продуктов, реализуемый в сушилке [а. с. 2148762, кл. F 26 В 5/06, 1999], заключающийся в том, что вспененный жидкий продукт наносится на носители, замораживается и сушится с деструкцией высохшего слоя продукта, причем подаваемый продукт поступает на носители послойно с различной дисперсностью каждого слоя. В сушилке для непрерывной сублимационной сушки вспененных продуктов носители продукта выполнены в виде подвижных элементов, форма которых имеет развитую пространственную структуру с возможностью равномерного распределения теплоты внутри продукта и беспрепятственного образования развитой пенной структуры, а также поверхности тепло- и массопередачи, при этом пеногенераторы расположены в верхней части сушильной камеры таким образом, чтобы подаваемый на носители продукт не мог попасть в нижнюю часть камеры к сухому продукту. Причем носители продукта выполнены в виде ершей, пружин, пучков или клубков.
Недостатками известного способа сушки и сушилки для его осуществления являются высокие энергозатраты, недостаточная стабильность и надежность процесса, неустойчивая поверхность тепло- и массопередачи в процессе сушки.
Технической задачей изобретения является достижение равномерной пространственной структуры продукта, интенсификация тепло- и массопередачи, снижение энергозатрат, увеличение производительности работы сушилки, улучшение качества продукта.
Техническая задача достигается тем, что в способе непрерывной сублимационной сушки вспененных продуктов, включающем вспенивание жидкого продукта, нанесение его на носители послойно с различной дисперсностью каждого слоя, замораживание, сушку с деструкцией высохшего слоя, новым является то, что после вспенивания пена подается на носители послойно с различной кратностью каждого слоя.
В сушилке для непрерывной сублимационной сушки вспененных продуктов, включающей корпус, десублиматор, патрубки для отвода воздуха и неконденсирующихся газов, носители, выполненные в виде ершей, пружин, пучков или клубков, пеногенераторы, источники энергоподвода, устройство для удаления высохшего слоя продукта с поверхности носителей, транспортер для удаления сухого продукта из камеры через затвор, новым является то, что носители имеют возможность регулируемого вращения вокруг своей оси при помощи дополнительного привода, пеногенератары расположены в нижней части сушильной камеры, над которыми дополнительно размещен транспортер для сбора сухого продукта, причем камера загрузки имеет патрубки для отвода газа и жидкого продукта, не использованных на процесс вспенивания.
На фиг. 1 изображен продольный разрез сушилки, на фиг.2 - разрез поперечный.
Сублимационная сушилка для осуществления непрерывного способа сублимационной сушки жидких продуктов состоит из корпуса 1 с крышками 8 и патрубками 2 для отвода воздуха и неконденсирующихся газов, пеногенераторов 9, десублиматора 15, источников энергоподвода 10, транспортеров 5 и 6 для удаления продукта из камеры через затвор 13, носителей продукта, выполненных в виде ершей 7, одни концы которых с помощью подшипниковых узлов закреплены в подвижной венцовой шестерне 14, а другие концы жестко связаны с шестернями, обкатывающимися по другой венцовой шестерне 16.
Причем шестерня венцовая 14 расположена внутри корпуса с возможностью вращения относительно горизонтальной оси сушилки, и в ней с помощью подшипниковых узлов закреплены концы центральных стержней, являющихся цилиндрическими основаниями ершей 7, другие концы которых жестко связаны с шестернями, обкатывающимися по венцовой шестерне 16, имеющей собственный привод, что придает им дополнительное вращение относительно их собственных осей.
Пеногенераторы 9 расположены в сушильной камере таким образом, чтобы подаваемый продукт поступал на носители послойно с различной дисперсностью и кратностью каждого слоя, при этом поддон 12 служит для сбора высохшего продукта и предотвращает его попадание в нижнюю часть камеры к сухому продукту, а патрубки 17 - для отвода излишков газа и жидкости.
Для сообщения вращательного момента венцовой шестерне 14 служит мотор-редуктор 3.
Для деструкции высохшего слоя продукта предусмотрены прикрепленные к корпусу щетки 11.
Транспортеры 5 и 6 служат для удаления высушенного продукта из камеры через затвор 13.
Способ непрерывной сублимационной сушки жидких продуктов в сушилке осуществляется следующим образом.
В корпусе 1 сушилки создается остаточное давление ниже тройной точки. Вспененный продукт послойно с различной кратностью и дисперсностью каждого слоя наносится на носители 7 по мере прохождения ими загрузочного узла с пеногенераторами 9, расположенными в сушильной камере таким образом, чтобы подаваемый на носители влажный продукт не мог попасть к сухому продукту. Носители 7, закрепленные при помощи подшипниковых узлов в венцовой шестерне 14, приводимой во вращение вместе со шнеками удаления высохшего продукта 5 и 6 при помощи мотор-редуктора 3, вращаются вокруг горизонтальной оси сушилки, а также дополнительно вращаются относительно их собственных осей при помощи шестерен, жестко закрепленных на другом конце носителей и обкатывающихся по подвижной венцовой шестерне 16. Причем венцовая шестерня 16 приводится во вращение отдельным мотор-редуктором 4.
Под воздействием источников энергоподвода 10 происходит сублимация влаги из пены, намороженной на ерши 7, и за счет их взаимодействия со щетками 11 происходит удаление высохшего слоя продукта с поверхности, скапливание сухих частиц в дополнительно установленном желобе 12 в нижней части корпуса сушилки над узлом загрузки, откуда транспортером 5 они передаются на транспортер 6 и удаляются через затвор 13.
Неиспользованные газ и жидкий продукт удаляются через патрубок 17.
При полной сублимации влаги из продукта и окончательной деструкции сухого продукта с ершей 7 происходит генерация нового слоя вспененного на них продукта.
На поверхности десублиматора происходит конденсация влаги, испарившейся из продукта, и после накопления слоя определенной толщины производится регенерация десублиматора.
Преимущества способа непрерывной сублимационной сушки жидких продуктов и установки для его осуществления по сравнению с прототипом заключаются в том, что намораживание слоя продукта на носитель типа ерш позволяет обеспечить:
- увеличение производительности сушилки за счет непрерывности процесса сушки;
- образование равномерной структуры продукта;
- интенсификацию процесса за счет увеличения поверхности тепло- и массопередачи;
- возможность варьирования параметров монолита вспененного продукта и его площади поверхности;
- снижение энергозатрат за счет более интенсивного и равномерного распределения теплоты внутри продукта;
- улучшение качества продукта.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ВСПЕНЕННЫХ ПРОДУКТОВ И СУШИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1999 |
|
RU2148762C1 |
ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА ДЛЯ ВСПЕНЕННЫХ ПРОДУКТОВ И СПОСОБ ЕЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ | 2007 |
|
RU2350861C1 |
ЦИКЛИЧЕСКАЯ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА | 1996 |
|
RU2113668C1 |
СПОСОБ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ | 1996 |
|
RU2119625C1 |
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ И СУШИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1996 |
|
RU2119620C1 |
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ ПРОЦЕССОМ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ НА ИНЕРТНЫХ НОСИТЕЛЯХ С УСТРОЙСТВОМ ВВОДА | 2001 |
|
RU2189551C1 |
ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ НА ИНЕРТНЫХ НОСИТЕЛЯХ | 2000 |
|
RU2169323C1 |
КРИОГЕННАЯ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ УСТАНОВКА С КОМПЛЕКСНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНЕРТНОГО ГАЗА | 2011 |
|
RU2458300C1 |
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ХЛАДАГЕНТА, НАГРЕТОГО В КОМПРЕССОРЕ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ | 2003 |
|
RU2244233C1 |
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ПО ПРИНЦИПУ ТЕПЛОВОГО НАСОСА | 2004 |
|
RU2255279C1 |
Изобретение относится к вакуум-сублимационной сушке жидких продуктов и может быть использовано в химической, фармацевтической, микробиологической, пищевой промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса. Способ непрерывной сублимационной сушки жидких продуктов включает вспенивание жидкого продукта, нанесение его на носители и замораживание, сушку с деструкцией высохшего слоя продукта, при этом подаваемый продукт поступает на носители послойно с различной дисперсностью и кратностью каждого слоя. В сушилке, включающей корпус, десублиматор, патрубки для отвода воздуха и неконденсирующихся газов, носители, выполненные в виде ершей, пружин, пучков или клубков, пеногенераторы, источники энергоподвода, устройство для удаления высохшего слоя продукта с поверхности носителей, транспортеры для удаления сухого продукта из камеры через затвор, новым является то, что носители имеют возможность регулируемого вращения вокруг своей оси, пеногенераторы расположены в нижней части камеры, камера загрузки имеет патрубки для отвода газа и жидкого продукта, не использованных на процесс вспенивания. Изобретение должно обеспечить интенсификацию тепло- и массопередачи. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ВСПЕНЕННЫХ ПРОДУКТОВ И СУШИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1999 |
|
RU2148762C1 |
СПОСОБ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ И СУШИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1991 |
|
RU2087814C1 |
СПОСОБ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ | 1996 |
|
RU2119625C1 |
Установка для вакуум-сублимационной сушки жидких и пастообразных материалов | 1978 |
|
SU877267A1 |
Авторы
Даты
2003-03-10—Публикация
2001-07-20—Подача