СУШИЛКА ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ Российский патент 2007 года по МПК F26B17/00 

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка, описанная в патенте RU 2083490, С01В 31/06, 10.07.1997 и содержащая калорифер, аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой, напорный и вытяжной вентиляторы, циклонную группу с разгрузочным устройством, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат через распылительные форсунки, дозирующий насос, при этом рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта.

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой содержит паровой и электрический калориферы, аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой, напорный и вытяжной вентиляторы, циклонную группу с разгрузочным устройством, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат через распылительные форсунки, дозирующий насос, входной воздушный фильтр и мерник горячей воды для промывки. Рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта. На входе циклонной группы установлена акустическая установка, частицы фторопласта имеют размер 4,5×4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм и диаметре 400 мм, а над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата натянуты проволочные упругие струны. Параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с.

На чертеже показана схема сушилки взвешенного слоя с инертной насадкой.

Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой содержит аппарат кипящего слоя 1 с распределительной решеткой, калориферы паровой 2 и электрический 3, напорный 12 и вытяжной 4 вентиляторы, входной воздушный фильтр 5, циклонную группу 6 с разгрузочным устройством 11, на входе которой установлена акустическая установка 13, бак для исходного раствора 7, поступающего в аппарат через распылительные форсунки, мерник горячей воды для промывки 8 и дозирующий насос 9. Рабочая камера аппарата 1 кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами 10 из фторопласта размером 4,5×4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм.

Для интенсификации процесса сушки фитохимических препаратов путем ускорения истирания с поверхности инертных частиц пленки высушенного продукта над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата 1 натянуты проволочные упругие струны (не показано). При сжижении слоя инертные частицы ударяются о натянутые струны, что способствует истиранию с их поверхности пленки высушенного продукта.

Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке 13 среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с.

Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой работает следующим образом.

Процесс сушки начинается после включения калориферов 2, 3 и вентиляторов 4 и 12. Потоком воздуха слой инертных частиц 10 сжижается. После нагрева частиц до 100°С начинается подача на них раствора из бака 7, при этом влага испаряется и сухой продукт покрывает инертные частицы 10 тонким слоем. В результате соударения частиц пленка истирается, и продукт выносится воздухом из кипящего слоя аппарата 1 в акустическую установку 13, затем в циклонную группу 6, откуда ссыпается в тару разгрузочного устройства 11, а влажный воздух выбрасывается в атмосферу.

Высушиваемая жидкость диспергируется и орошает взвешенный слой инертных частиц 10, которые нагреваются продуваемым горячим газом и служат как передатчик тепла. Влага испаряется с поверхности частиц, и они покрываются тонкой пленкой материала, причем ввиду значительной скорости испарения влаги лимитирующим процесс фактором является стирание с поверхности частиц высушенного продукта.

Сушильный агент вместе с мелкими частицами продукта (нагретый воздух или топочные газы) попадает в акустическую колонку, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления. В акустической колонке происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы слипаются, т.е. коагулируют, образуя крупные агрегаты, что значительно облегчает последующую очистку газов в газоочистных аппаратах. На взвешенные в газах частицы при воздействии акустических колебаний действует следующие основные факторы: совместное колебание частиц и газовой среды, динамические силы между соседними частицами. Крупные частицы оседают вниз либо в звуковой колонке, либо поступает в полость, связанную с инерционным пылеотделителем.

Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления в диапазоне 140 дБ и более, частота колебательного процесса в диапазоне 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м³, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с. Эти параметры обусловлены тем, что в зависимости от величины взвешенная частица либо участвует в колебаниях среды (полностью или частично), либо не участвует, так как на частицу и среду действуют силы Стокса. Более того, при пропускании звуковых волн через объем газа, находящийся в некотором замкнутом сосуде, в последнем устанавливаются стоячие звуковые волны с образованием узлов (скорость колебаний равна нулю) и пучностей, в которых амплитуда колебаний скорости максимальна. Частота колебательного процесса, равная 900 Гц, создает для концентрации пыли в воздушном потоке, равной не менее 2 г/м³, такую амплитуду звуковой волны, при которой амплитуда скорости газовой частицы, определяемая отношением интенсивности звука (уровень звукового давления в диапазоне 140 дБ и более) к скорости звука в среде, будет находиться в области пучности стоячих звуковых волн в заданном замкнутом сосуде (акустической колонке), что и определяет в конечном счете интенсивность акустической коагуляции, т.е. скорость образования крупных частиц. Время озвучивания 1,5...2 с назначается из условия образования пучности стоячих звуковых волн в заданном замкнутом сосуде. Если время озвучивания будет за пределами диапазона 1,5...2 с, то это приведет к образованию узлов в стоячих волнах (скорость колебаний равна нулю) и, как следствие, к ослаблению акустической коагуляции.

Фармацевтические препараты, получаемые из растений (фитохимические препараты), обычно получают обезвоживанием их экстрактов процессом, включающим до пяти операций - доупарку, сушку, измельчение, просев и смешивание. Эти препараты часто являются термолабильными, и поэтому при обезвоживании обычными методами продукт получается пониженного качества, часто снижается его биологическая активность.

В предложенной сушилке все ранее требуемые операции совмещаются и сводятся к одному процессу в аппарате 1 кипящего слоя с инертной насадкой 10.

Она применима для обезвоживания водных растворов и экстрактов таких фитохимических препаратов как даукарин, экстракт алтейного корня и др. и позволяет обезвоживать эти растворы с концентрацией до 25% (при их предварительной доупарке) и рассчитана для работы с сушильным агентом с температурой до 150°С. При этом сушилка с решеткой диаметром 400 мм обеспечивает производительность до 30 кг/ч по испаренной влаге. При этом показатели биологической активности соответствуют техническим условиям или являются более высокими. Съем продукта с единицы объема аппарата и единицы площади производственного помещения соответственно в 9 и 2,5 раза больше, чем у обычных распылительных сушилок.

Применение достаточного количества струн для каждого конкретного фитохимического препарата и размеров сушилки позволяет интенсифицировать процесс истирания пленки материалов, что обеспечивает увеличение производительности сушилки.

Изобретение предназначено для сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушилка содержит паровой и электрический калориферы, аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой, напорный и вытяжной вентиляторы, циклонную группу с разгрузочным устройством, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат через распылительные форсунки, дозирующий насос, входной воздушный фильтр и мерник горячей воды для промывки. Рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта. На входе циклонной группы установлена акустическая установка, частицы фторопласта имеют размер 4,5×4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм и диаметре 400 мм. Над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата натянуты проволочные упругие струны. Параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с. Изобретение обеспечивает повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой, содержащая калорифер, аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой, напорный и вытяжной вентиляторы, циклонную группу с разгрузочным устройством, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат через распылительные форсунки, дозирующий насос, при этом рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта, отличающаяся тем, что упомянутый калорифер является паровым, при этом сушилка содержит электрический калорифер, входной воздушный фильтр и мерник горячей воды для промывки, на входе циклонной группы установлена акустическая установка, частицы фторопласта имеют размер 4,5×4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм и диаметре 400 мм, а над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата натянуты проволочные упругие струны.2. Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой по п.1 отличающаяся тем, что параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с.