Способ контактного обезвоживания капиллярно-пористых материалов Советский патент 1985 года по МПК F26B5/16 

Изобретение относится к технике получения сухих термолабильных материалов и может быть использовано в медицинской, микробиологической и пищевой отраслях промьшшенности.

Целью изобретения является интенсификация процесса сушки.

На фиг. 1 и 2 схематически представлены контактирзпощие слои сорбента и материала, а также размещенное в слоях материала и сорбента теплообменное устройство, отдельные элементы которого расположены либо вертикально (фиг..1), пронизывая и сорбент и материал, либо горизонтально (фиг. 2) - часть элементов пронизьшает : слой сорбента, часть - слой материала, а передача тепла осуществляется через коллектор.

Слои сорбента 1 и материала 2 пронизаны теплопроводными элементам объединенными коллекторами 3.

Способ контактного обезвоживания осуществляют следующим образом.

Обезвоживаемый материал располагают между слоями сорбента, затем в собранную слоистую структуру помещают теплообменное устройство гребенчатого типа. В случае необходимоти предварительной заморозки материала, в процессе которой материал приобретает структуру монолита (жидкие или пастообразные материалы теплообменное устройство нужно размщать в слое замораживаемой жидкости предварительно.

Способ проверен в лабора торных условиях путем проведения сравнительных опытов по контактному обезвоживанию термолабильных материалов с использованием теплообменного устройства для аккумуляции теплоты сорбции и передачи ее к обезвожи-. ваемому материалу, а также без теплобменного устройства. Проверены также различные варианты слоистой структуры: односторонний контакт и двусторонний.

Условия проведения опытов: обезвоживание производилось под вакуумо 0,5 мм рт.ст., вес образца обезвоживаемого материала Составлял во всех случаях 20 г, поверхность испа рения 23,8-1 , начальная влажность - 70%. В качестве сорбента использовался гранулированный цеоли

СаА с диаметром, частиц 0,63 мм, толщина одного слоя сорбента - 25 мм, вес - 50 г.

Пример 1. Рассматривается вариант слоистой структуры при одностороннем контакте материал-сорбент по схеме на фиг. 1. При этом для реализации предлагаемого способа используется вертикальный вариант теплообменного устройства, выпоненного из меди с теплопроводностью 320 Вт/м-гр.

В качестве объекта сушки используется микробиологический препарат жидкой культуры акинетобактер. Жидкость заливается в кювету из оргстекла, затем в жидкость устанавливают теплообменное устройство и производят предварительную замороКу в холодильнике при . После замораживания помещают кювету в вакуумную камеру, предварительно засьшав сорбентом верхнюю часть теплообменного устройства. Параллельно подготавливают кювету с материалом и сорбентом без теплообменного устройства.

Пример 2. Рассматривается вариант слоистой структуры, аналогичный примеру 1. В качестве объект исследования используются гранулированные пекарские дрожжи. Подготавливают два образца предварительно замороженного материала, причем теплообменное устройство размещается в одном из образцов после замораживания и засыпки сорбента не,посредственно перед помещением образцов в вакуумную камеру. Можно засьшать сорбент и после размещения теплообменника в слое гранулированного материала.

Пример 3. Рассматривается вариант слоистой структуры, аналогичный примерам 1 и 2. В качестве объекта исследования используется желатин. Подготовку образца производят согласно варианту, изложенному в примере 1: теплообменное устройство в образец помещается перед предварительной заморозкой.

Пример 4. Рассматривается вариант слоистой структуры при двустороннем контакте сорбент-материалсорбент по схеме на фиг. 2. При это для реализации предлагаемого способа используется горизонтальный вариант теплообменного устройства: отдельные ребра теплообменника размещены в слоях сорбента и материала а теплота сорбции передается через коллектор, объединяклдий ребра. Тепло обменное устройство также изготовлево из меди с теплопроводностью 320 Вт/м.гр. В качестве объекта исследования используется микробиологический препарат жидкой структуры акинетобактер. В кювету из оргстекла, снаб женную вьщвижным днищем и отверстия ми для теплообменного устройства в боковой поверхности, помещается теплообменник (ребра, которые должны были быть размещены в слоях сорбента, остаются свободными). Затем в кювету заливается обезвоживае мый материал, и вся система помещается в морозильную камеру. После замораживания объекта при система вынимается из морозильной камеры, снимается съемное днище и кювета с материалом помещается межд двумя кюветами с сорбентом (в качестве разделительных элементов меж ду кюветами используются сетки, причем в боковых поверхностях кювет с сорбентом также имеются специальные отверстия для ребер теплообменного устройства). После сборки вся конструкция помещается в вакуумную камеру. Параллельно в вакуумную камеру помещается аналогичная система, состоящая из одного слоя материала и двух слоев сорбента (кюветы не имеют отверстий на боковых поверхностях) без теплообменног устройства. Пример 5. Рассматривается вариант слоистой структуры, аналогичный примеру 4. В качестве объекта исследования используются гранулированные пекарские дрожжи. Подготавливают два образца предварительно замороженного материала. После заморозки объекта собирают три кюветы сорбент-материал-сорбент и после зтого сразу во все три помещают i-еплообменное устройство. Такой, вариант сборки более удобен и применим в случае обезвоживания гранулированного материала. Вся конструкция затем устанавливается в вакуумную камеру, параллельно устанавливается аналогичная конструкхщя с гранулированными пекарскими дрожжами без предварительного размещения теплообменного устройства . Пример 6. Рассматривается вариант слоистой структуры, аналогичный примерам 4 и 5. В качестве объекта исследования используется желатин. Подготовка образца и сборка всей системы производится аналогично примеру 4. Основные показатели процессов обезвоживания, характеризующие эффективность предлагаемого способа, приведены в таблице (пример 1-6). Положительный зффект от использования предлагаемого способа заключается в интенсификации процесса сорбционного обезвоживания, повыщении сорбционной емкости сорбента, снижении энергозатрат на процесс за счет использования теплоты сорбции.

СПОСОБ КОНТАКТНОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ с помощью сорбента, укладываемого слоями, чередующимся со слоями влажного материала, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, аккумулируют тепло, вцделяемое сорбентом при поглощении влаги, и передают его влажному материалу посредством теплопроводных элементов, пронизывающих слои сорбента и влажного материала. Is9 4 СП

т7///ттт.

Фиг. 2