СУШИЛКА С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ Российский патент 2008 года по МПК A23L3/40 

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 по а.с. СССР №553424, 03.05.1977, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха.

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что сушилка с инертной насадкой содержит загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, причем она содержит аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой, калориферы паровой и электрический, напорный и вытяжной вентиляторы, входной воздушный фильтр, циклонную группу с разгрузочным устройством, на входе которой установлена акустическая установка, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат через распылительные форсунки, мерник горячей воды для промывки и дозирующий насос. Рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта размером 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. Оптимальными 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. Распылитель выполнен в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла. Резонатор выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки. В сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с по крайней мере тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора. Срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

На фиг.1 показана схема сушилки с инертной насадкой, на фиг.2 - общий вид акустической форсунки.

Сушилка с инертной насадкой содержит аппарат кипящего слоя 1 с распределительной решеткой, паровой 2 и электрический 3 калориферы, напорный вентилятор 12 с входным воздушным фильтром 5 и вытяжной вентилятор 4. На входе циклонной группы 6 с разгрузочным устройством 11 установлена акустическая установка 13. В аппарате кипящего слоя 1 установлена по меньшей мерей одна акустическая форсунка 14, через которую в аппарат поступает распыливаемый раствор из бака 7 для исходного раствора. Для промывки аппарата 1 используется мерник 8 с горячей водой.

Дозирующий насос 9 осуществляет порционную подачу исходного раствора в акустическую форсунку 14. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, подается в форсунку 14 по специальной магистрали (не показано). 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.

Форсунка 14 выполнена пневматической акустической (фиг.2) и содержит полый корпус 15 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями, с размещенным в нем резонатором 23 и полостью 19 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 17 в коллектор 16, связанный через отверстия 18 с полостью 19, которая выполнена в виде усеченного конуса с бóльшим и меньшим основаниями.

На полом цилиндрическом стержне 21, жестко связанным с корпусом 15, установлена распределительная головка 31 для подачи исходного раствора через штуцер 20, при этом между стержнем 21 и корпусом 15 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 19, имеется кольцевой зазор 22. Резонатор 23 выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 15, обращенной к распределительной головке 31. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием 24 с зазором 22 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 15 и стержнем 21 распределительной головки 31. В сечении, перпендикулярном оси стержня 21, зазор 22 имеет кольцевое сечение, распределительная головка 31 выполнена в виде корпуса 28 с крышкой 27 в виде усеченных конусов, соединенных бóльшими основаниями. В корпусе распределительной головки 31 расположен коллектор 29 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 32, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 21 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 27 и корпусе 28 распределительной головки 31, с по крайней мере тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 21 каналами 26 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 26 расположен на конической поверхности крышки 27 распределительной головки 31, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

Резонатор 23 может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно стержню 21 распределительной головки 31, а его полость соединена по крайней мере одним калиброванным отверстием 24 с кольцевым зазором 22 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 15 и стержнем 21 распределительной головки 31. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 21 распределительной головки 31, и образован в ее крышке 27 посредством пластины 25, жестко прикрепленной к стержню 21 перпендикулярно его оси и связанной с крышкой 27 по крайней мере тремя крепежными элементами 33 с образованием радиального кольцевого зазора.

Сушилка с инертной насадкой работает следующим образом.

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 ожижении слоя инертные частицы ударяются о натянутые струны, что способствует истиранию с их поверхности пленки высушенного продукта.

Оптимальными 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.

Сушилка с инертной насадкой работает следующим образом.

Процесс сушки начинается после включения калориферов 2, 3 и вентиляторов 4 и 5. Потоком воздуха слой инертных частиц ожижается. После нагрева частиц до 100°С начинается подача на них раствора из бака 7 через распылительные форсунки 8, выполненные в виде пневматических акустических форсунок, при этом влага испаряется и сухой продукт покрывает инертные частицы тонким слоем.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 17 в коллектор 16, связанный через отверстия 18 с полостью 19, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 19 воздух направляется в кольцевой зазор 22 между стержнем 21 и корпусом 15, где встречает на своем пути резонатор 23, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 22 посредством калиброванного отверстия 24. В результате прохождения резонатора 23 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в распределительную головку 31 через полый стержень 21, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 23. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности крышки 27 распределительной головки 31.

Акустические форсунки, применяемые для газоочистки выбросного воздуха, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м³/мин и воды 1,5...2,2 л/мин. Создаваемый им водяной факел позволяет устанавливать их в воздуховодах диаметром до 600 мм. Нижние рабочие давления сред: воды - 1,5 атм; сжатого воздуха - 1,5...2 атм (0,15...0,2 МПа).

В результате соударения частиц пленка истирается, и продукт выносится воздухом из кипящего слоя аппарата 1 в акустическую установку, затем в циклонную группу 6, откуда ссыпается в тару разгрузочного устройства, а влажный воздух выбрасывается в атмосферу.

Высушиваемая жидкость диспергируется и орошает взвешенный слой инертных частиц, 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.

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.

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 относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушилка с инертной насадкой содержит загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, калориферы паровой и электрический, напорный и вытяжной вентиляторы, входной и воздушный фильтр, циклонную группу с разгрузочным устройством, на входе которой установлена акустическая установка, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат через распылительные форсунки, мерник горячей воды для промывки и дозирующий насос. Сушильная камера содержит аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой. Рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта. Над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата натянуты проволочные упругие струны. Распылитель выполнен в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатор в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки. В сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с по крайней мере тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора. Срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора. Изобретение позволяет повысить производительность сушилки. 2 ил.

Сушилка с инертной насадкой, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой, калориферы паровой и электрический, напорный и вытяжной вентиляторы, входной воздушный фильтр, циклонную группу с разгрузочным устройством, на входе которой установлена акустическая установка, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат через акустические форсунки, мерник горячей воды для промывки и дозирующий насос, причем рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта, высота рабочей камеры 500 мм, а диаметр 400 мм, над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры натянуты проволочные упругие струны, при этом оптимальными 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÷100 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5÷2 с, при этом акустические форсунки для распыливания жидкостей содержат корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатор в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, при этом сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.