СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2023 года по МПК A23N12/08 

Область техники.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам для сушки пищевых продуктов, представленных преимущественно в виде целых или резаных ягод, фруктов и овощей.

Уровень техники.

Известны многоленточные сушильные установки для конвективной или радиационно-конвективной сушки. Они содержат корпус, несколько транспортерных лент для перемещения продукта, вентилятор и нагреватель. В устройстве «Ураган XX1 350Г» https://tass.kz/oborudovanie/sushilnoe-oborudovanie/infrakrasnye-konvejernye-sushilki?tmpl=component воздух для сушки проходит через нагреватель и подается в сушилку. В сушилке организована U-образная схема движения воздуха. Объем сушилки разделен вертикальной перегородкой. Воздух подается сверху в одну половину корпуса и пройдя через все ленты с продуктом разворачивается в нижней части и движется вверх. Пройдя все ленты с продуктом он удаляется из сушилки. Такая схема приводит к снижению производительности и увеличению затрат энергии на процесс сушки. Действительно, нагретый до некоторой температуры воздух (эта температура ограничена термолабильностью пищевого продукта) пройдя последовательно верхнюю и среднюю ленты охлаждается и существенно увлажняется, так как на верхней ленте располагается исходный, наиболее влажный продукт (относительная влажность воздуха повышается не только за счет поглощения влаги, но и за счет снижения температуры) После этого он попадает на нижнюю ленту, где г\находится наиболее сухой продукт. В этой зоне движущая сила процесса сушки (разность влагосодержаний продукта и воздуха) существенно снижена, следовательно, снижена производительность, а при некоторых параметрах процесса она может стать отрицательной, то есть происходит не сушка, а увлажнение продукта. Как отмечено выше, устранить этот недостаток повышением температуры продукта не удается из-за низкой температурной стойкости пищевых продуктов

В другой конструкции сушильной установки (Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевой технологии, М:. Колос, 2000, рис. 22-15) между лентами установлены перегородки, а воздух поступает со стороны выходной части сушилки. Этим обеспечивается противоточная схема движения продукта и воздуха. Эта схема более эффективна в сравнении с рассмотренной ранее, однако полностью использовать ее преимущества не удается вследствие следующих причин. Первая причина связана с ограничениями по температуре подаваемого воздуха. В этом случае, тепловой энергии воздуха недостаточно чтобы нагреть на верхней ленте поступающий холодный продукт и испарить большое количество влаги, содержащейся в нем. Вторая причина заключается в невозможности обеспечить максимальную величину движущей силы процесса сушки (разность влажностей продукта и воздуха), так как она изменяется по направлению движения воздуха случайным образом и зависит от расхода продукта, его влажности, температуры, влажности и температуры наружного воздуха, которые являются неуправляемыми параметрами и изменяются случайным образом

Раскрытие изобретения.

- наличие конструктивных элементов;

- характеристики элемента и их взаимосвязь.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик сушильных установок.

Техническим результатом является повышение производительности установки и снижение удельных затрат энергии для осуществления процесса сушки.

Сущность изобретения заключается в том, что в сушильной установке, содержащей корпус, расположенные друг над другом ленты с продуктом, вентиляторы подачи воздуха для сушки и нагревательные элементы, где все ленты разделены экранами, исключающими переток воздуха между лентами, а пространство над и под каждой из лент разделено поперечными, по ходу движения продукта, перегородками с образованием секций, причем верхние и нижние секции смещены относительно друг друга на половину длины секции с формированием канала для встречно-поперечного движения воздуха, при этом в каждой секции над и под лентами размещены нагревательные элементы.

Краткое описание чертежей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

Фиг. 1 - изображение сушильной установки

Осуществление изобретения.

Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам для сушки пищевых продуктов, представленных преимущественно в виде целых или резаных ягод, фруктов и овощей.

Сушильная установка содержит корпус (1), в котором размещены три транспортерные ленты (2, 3, 4) с продуктом (приведена схема трехленточной сушильной установки, однако число лент может быть любым), подающий транспортер (5) и узел выгрузки (6). Транспортерные ленты (2, 3, 4) разделены между собой экранами (7). Пространства над и под лентами разделены поперечными перегородками (8), которые образуют секции. Верхние и нижние секции смещены относительно друг друга на половину длины секции. В секциях над и под лентами размещены нагревательные элементы (9). Воздух для сушки подводится к лентам через конусные воздуховоды соответственно к верхней ленте (2) в точке (10), средней ленте (3) в точке (11), нижней ленте (4) в точке (12), выход воздуха из сушильной установки также осуществляется отдельно по лентам в точках (13, 14, 15). На рисунке широкими стрелками показано движение продукта, тонкими стрелками - движение воздуха.

Работает сушильная установка следующим образом. Обрабатываемый продукт при помощи подающего транспортера (5) попадает на верхнюю ленту (2) и перемещается при движении ленты в направлении, указанном стрелкой (фиг. 1). Дойдя до конца ленты, продукт пересыпается на среднюю ленту (3) и перемещается ею в противоположном направлении (указано стрелкой). Аналогично в конце ленты (3) он пересыпается на нижнюю ленту (4) и перемещается в направлении, к узлу выгрузки (6). Процесс сушки на всех лентах происходит аналогичным способом, поэтому опишем работу одной ленты, например, верхней. Воздух для сушки от вентилятора поступает в сушильную установку через конус в точке (10). Проходя через нагревательный элемент, воздух нагревается и попадает на продукт. Проходя через слой продукта, он подсушивает продукт, увлажняется и охлаждается. После этого он попадает на нагревательный элемент, расположенный в нижней секции, его температура повышается, и поток подогретого воздуха проходит через слой продукта снизу вверх. И здесь происходит аналогичный процесс: поглощение влаги из продукта, охлаждение воздуха и его увлажнение. Затем воздух вступает во взаимодействие с нагревательным элементом, расположенным над продуктом в верхней секции и далее процесс повторяется. Пройдя все секции, воздух выходит из сушилки.

Преимущества предлагаемого устройства обеспечиваются за счет следующих факторов:

Известно (Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевой технологии, М:. Колос, 2000, рис. 22-4),что процесс удаления влаги из продукта в сушильной установке описывается соответствующей кривой сушки. Из анализа такой кривой следует, что интенсивность удаления влаги (скорость сушки) изменяется существенным образом. В начальном периоде она высока, а к завершению процесса резко уменьшается. Из этого вытекает, что в начальный период (продукт на первой, верхней ленте) необходим большой расход воздуха, чтобы, с одной стороны, привнести в продукт большое количество энергии для испарения значительного количества влаги, а с другой стороны, чтобы испаренная влага была поглощена воздухом и не привела к влажности воздуха выше точки росы. При этом вследствие высокой влажности продукта и воздух может иметь относительно высокую влажность. Для конечного периода, при незначительном объеме удаляемой влаги необходим существенно меньший расход воздуха, но при этом его влажность должна быть очень низкой. Другими словами, требования к воздуху для первой и третьей лент настолько различны, что не могут быть взаимно учтены. При большом расходе его величина будет избыточна для третьей ленты, а при низкой влажности воздуха (это требование для третьей ленты, и оно обычно обеспечивается повышением температуры воздуха) это избыточно для первой ленты. Это приводит либо к снижению производительности (на каких-то участках снижается интенсивность сушки), либо к перерасходу энергии (потери с перегретым воздухом или продуктом).

Применение экранов между лентами и разделения их по потокам воздуха дает возможность установить оптимальные параметры воздуха (расход, влажность, температура) для каждой из лент. Очевидно, что эффект возрастает при увеличении количества лент.

Наличие поперечных перегородок обуславливает образование смещенных относительно друг друга секций над и под лентой. Такая схема обеспечивает формирование воздушного потока с последовательным пересечением слоя продукта поочередно сверху вниз и наоборот со сдвигом на половину длины секции, то есть реализована схема встречно-поперечного движения воздуха. Встречное движение наиболее эффективно при проведении тепло- и массообменных процессов, а поперечное способствует выравниванию тепловых и влажностных полей в продукте. Все это приводит к повышению производительности, так как процесс проводится максимально быстро и, кроме того, нет необходимости затягивать процесс для обеспечения сушки наименее прогреваемых участков.

Установка нагревательных элементов непосредственно в секциях над и под слоем продукта является тем условием, которое обеспечивает подвод к воздуху в каждой секции именно того количества энергии, которое необходимо для испарения влаги из продукта исключительно на этом участке, ни больше, при котором происходят потери тепла с перегретым воздухом или продуктом, и ни меньше, при котором происходит замедление процесса и снижение производительности, то есть реализовать процесс, максимально приближенный к так называемому процессу «теоретической сушки». Кроме того, размещение нагревательных элементов в непосредственной близости к продукту, дает возможность использовать также инфракрасную составляющую теплового излучения.

Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков заявленного изобретения, каждый признак которой необходим, а все вместе они достаточны для решения поставленной задачи и для достижения указанного технического результата.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам для сушки пищевых продуктов в виде целых или резаных ягод, фруктов и овощей. Сушильная установка содержит корпус, в котором размещены три транспортерные ленты с продуктом, подающий транспортер и узел выгрузки. Транспортерные ленты разделены между собой экранами. Пространства над и под лентами разделены поперечными перегородками, которые образуют секции. Верхние и нижние секции смещены относительно друг друга на половину длины секции. В секциях над и под лентами размещены нагревательные элементы. Воздух для сушки подводится к лентам через конусные воздуховоды. Использование изобретения позволит повысить производительность установки и снизить удельные затраты энергии для осуществления процесса сушки. 1 ил.

Сушильная установка, содержащая корпус, расположенные друг над другом транспортерные ленты с продуктом, вентиляторы подачи воздуха для сушки и нагревательные элементы отличающаяся тем, что все ленты разделены экранами, исключающими переток воздуха между лентами, а пространство над и под каждой из лент разделено поперечными, по ходу движения продукта, перегородками с образованием секций, причем верхние и нижние секции смещены относительно друг друга на половину длины секции с формированием канала для встречно-поперечного движения воздуха, при этом в каждой секции над и под лентами размещены нагревательные элементы.