Сушилка термолабильных биологических продуктов Советский патент 1984 года по МПК F26B17/10 

1 Изобретение относится к сушильно технике, в частности к распылительной сушке продуктов в псевдоожижен,ном слое, и может быть использовано при сушке низкоконцентрированных растворов, например суспензий биоло гических пищевых продуктов, в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях народного хозяйства. Известна сушилка для суспензий с инертным кипящим слоем для суспен зий, содержащая корпус с сепарацион ным пространством газораспределител ную решетку, диаметрально установленные пневматические форсунки Л. Недостатком известной сушилки является низкое качество сушки мате риала. Наиболее близкой к предлагаемой является сушилка термолабильных био логических продуктов, содержащая ко пус с сепарационным пространством в его верхней части, снабженньй пат рубками ввода и вывода теплоносител газораспределительную реш&тку и рас положенные над ней форсунки смешения iz. Недостатками известного устройст ва являются высокий процент уноса продукта, невозможность оперативног выбора оптимального температурного режима при сушке термолабильньпс про дуктов. Кроме того, часть готового продукта после очистки уходящих газов в циклонах, вновь возвращаются в сушилку, что также снижает КПД установки. Цель изобретения - уменьшение степени уноса мелких фракций путем обеспечения дополнительной сепарации, повьш1ение КПД путем обеспечени возврата отсепарированного продукта в кипяш;ий слой и обеспечение работы сушилки в оптимальном режиме. I Указанная цель достигается тем, 410 в сушилке термолабильньпс биологических продуктов, содержащей корпус с сепарационным пространством в его верхней части, снабженный пат рубками ввода и вывода теплоносителя, газораспределительную решетку и расположенные над ней форсунки см шения, сушилка дополнительно содержит установленные в сепарационном пространстве усеченный конус, напра ленный меньшим основанием вверх и снабженный завихрителем, и кони12ческий отбойник, образующий с корпусом карманы сбора отсепарированного продукта. В сепарационном пространстве между корпусом и усеченным конусом дополнительно установлены направлякмцие пластины, образующие сборники отсе- ; парированного продукта, подсоединенные посредством течек, снабженных инжекторным вводом дополнительного теплоносителя, к форсункам смеше- ния. При этом подрешеточное пространство корпуса вьтолнено в виде камеры смешения, снабженной коническим патрубком ввода рециркулирующего теплоносителя, устан вленным с возможностью вертикального перемещения. На фиг. 1 показана сушилка термолабильных биологических продуктов, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сепарационная часть сушилки, изометрия; на фиг. 4 узел I на фиг. 3. Сушилка содержит корпус 1 цилиндрической формы, конус которого выполнен с углом раскрытия 28-30, газораспределительнзто решетку 2, патрубок 3 тангенциального ввода теплоносителя, камеру смешения 4 с окнами 5, конический патрубок 6 с щелевыми струйными элементами 7, патрубок 8 вывода отработанного теплоносителя, патрубок 9 вывода готового продукта, форсунки tO с патрубками 11 для подвода суспензии и дополнительного воздуха в кипящий слой. Патрубки 12 вывода отсепарированного продукта соединены трубопроводами 13 с форсунками 10 и имеют инжекторный ввод 14 дополнительного теплоносителя. Над кипящим слоем в корпусе 1 установлен усеченньй . конус 15, меньшим основанием направленным вверх, с установленным в нем завихрителем 16 с многолопастной решеткой 17. Между корпусом сушилки и усеченным сепарирующим конусом установлены направляющие пластины 18, конический отбойник 19, воздуховод 20, гофрированный участок 21, поворотная заслонка 22, воздуходувка 23. Сушилка работает следующим образом, Исходная суспензия - биомасса водородных бактерий (20-22% абсолютно сухого вещества) подается четьфь311241

мя встречными потоками пневматическими форсунками 10 и распыпивается в корпусе 1 над газораспределительной решеткой 2..Через патрубок 3 вводится высокотемпературный тепло- j носитель с температурой 280-300 С, который через окна 5 поступает в камеру смешения А и далее через струйные элементы 7 конического патрубка 6 и газораспределительную ре- ю шетку 2 в сушильную камеру. При выходе теплоносителя из струйных элементов 7 в воздуховоде 20 рециркуляционного контура образуется разрежение и начинается подсос воздуха из J5 сепарационного пространства сушилки в камеру смешения 4. Теплоноситель подается со скоростью 2 м/с в кипящий слой, что создает условия псевдоожижения для гранул 3-5 мм. 20

Распыленные капли высушиваются и с увлажненным теплоносителем при 90-95 С поднимаются в усеченный ко-нус 15, так как, устройство работает в режиме пневматической сушки (ско- 25 рость. псевдоожижения гранул 3-5 мм больше скорости витания мелкодисперсных фракций).

Газовая увлажненная фаза вместе с мелкодисперсными частицами высушенного продукта, изменив направление движения, поступает на многолопастнуто решетку 17 завихрителя 16, где под действием сип инерции мелкие частицы отбрасываются на конический 35 отбойник 19. Часть мелких фракций скатьтается по направляющим пластинам 18 к входным отверстиям патрубков 12, а часть мелкодисперсных фракций попадает в карман, образованный 0 коническим отбойником 19 и корпусом 1 сушилки, и через зазор между корпусом 1 и коническим отбойником 19 скатывается по направляющим пластинам 18 к входным отверстиям патрубков 12. 5 Попаданию мелкодисперсных фракций в карман способствует поток рециркулируемого увлажненного теплоносителя, поступаннцего в рещфкуляционный контур . Отработанный теплоноситель вы- 50 водится из сушилки через патрубок 8, расположенный в верхней части сушилки аппарата, а часть увлажненного воздуха через воздуховод 20 подается в камеру смешения 4. Возврат увлаж- 55 ненного теплоносителя позволяет смягчить режим сушки термолабильного биологического продукта, так как

14

высокое парциальное давление водяных паров в циркулирующем теплоносителе уменьшает движущую силу процесса, и препятствует денатурации белка, инактивации витаминов и уменьшению содержания сырого протеина при высокой температуре теплоносителя. При повторном нагреве в камере смешения относительная влажность рециркулируемого теплоносителя значительно уменьшается и.он может дополнительно поглощать влагу.

В пусковом режиме (режиме пневматической сушки) конический патрубок 6 находится в крайнем верхнем поожении, и увлажненный теплоноситель, поступающий по воздуховоду 20, не успевает хорошо перемещаться со свежим теплоносителем и поэтому поступает в псевдоожиженный слой хаотичными горячими и теплыми потоками, что также смягчает режим сушки. За счет изменения объема рециркулируемого воздуха можно точно регулировать влажность воздуха в сушилке и добиться такого положения (с помощью заслонки 22), когда конечный отработанньш воздух будет обладать заданной относительной влажностью.

По началу выхода продукта из патрубка 9 можно судить о начале рабочего режима сушки. При этом конический патрубок 6 переводят в оптимальное нижнее положение.

Через ввод 14 подается дополнительный теплоноситель, который создает всасывающий эффект (струйный нанос) в трубопроводе 13, увлекая мелкодисперсный готовый продукт в распьшительные форсунки 10. За счет осаждения капель диспергированной суспензии и мелких частиц нд мелких высушенных частицах, подаваемых из сепарационной зоны, происходит гранулирование продукта, который выводится через патрубок 9.

При изменении объема теплоносителя, поступающего через патрубок 3 в аппарат, автоматически меняется и степень разрежения, что приводит к автоматическому регулированию рециркулирующего воздуха.

После выхода на рабочий режим елкодисперсный распьш осуществляется внутри кипящего слоя, и с газовой увлчжненной фазой только 10-12% неосажденного сухого продукта постуает в сепарационное пространство

и далее оперативно в пневматические распылительные форсунки 10.

В пусковом режиме температура в слое высушиваемого продукта 8090 0, часть тепла идет на подогрев сушилки.

В рабочем режиме темпетратура в псевдоожиженном слое 95 С, весь рециркуляционный воздух при повторном нагреве в камере смешения 4 значительно уменьшает относительную влажность и способен дополнительно поглощать влагу. Причем дополнительно температуру в слое можно регулировать в пределах с помощью воздуха, подаваемого уерез ввод 14.

Изобретение позволяет осуществлят в кипящем слое сушку и гранулирование термолабильных биологических лродуктов, например биомасс г водородных бактерий, с возможностью выбора оптимального режиме, с сепарацией отработанного теплоносителя и оперативнвго возврата отсепарированных мелкодисперсных фракций в псевдоожиженный слой, что значительно повьш1ает объемную теплоемкость слоя, увеличивает долю лучистого теплообмена, увеличивает поверхность теплообмена за счет дробления капель и искусственной турбулизации пограничного слоя вокруг частиц, позволяет применять высокотемпературный теплоноситель с сохранением содержания сырого протеина в готовом продукте, регулировать относительную влаж ность воздуха и .уводящих газов из аппарата.

1. СУШИЛКА ТЕРМОЛАБИЛЬНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ, содержащая корпус с сепарационным пространством в его верхней части, снабженный патрубками ввода и вывода теплоносителя, газораспределительную решетку и расположеннные над ней форсун и смешения, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения степени уноса мелких фракций путем обеспечения дополнительной сепарации, сушилка дополнительно содержит установленные в сепарационном пространстве усеченный конус, направленный меньшим основанием вверх и снабженный эавихрителем, и конический отбойник, образующий с корпусом карманы сбора отсепарированного продукта. 2.Сушилка ПОП.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД путем обеспечения возврата отсепарированного продукта в кипящий слой, в сепарационном пространстве между корпусом и усеченным конусом дополнительно установлены направляющие пластины, образующие сборники отсепарированного продукта, подсоединенные посредством течек, снабженных инжекторным вводом дополнительного теплоносителя, к форсункам смеО) шения . 3.Сушилка ПОП.1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работы сушилки в оптимальном режиме, подрешеточное пространство корпуса вьшолнено в виде камеры смешения, снабженной коническим патрубком ввода рециркулирующего теплоносителя, установленным с возможностью вертикального перемещения.

IS

и

19