Пленочная сушильная установка Советский патент 1992 года по МПК A23C1/03 

I

(21)4862447/13 (22) 27.08.90 (46)30.12.92. Бюл. №48 (75) А.И.Поляков

(56)Авторское свидетельство СССР №971210, кл. А 23 С 1/03. 1981.

Сурков В.Д. и др. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности. М:Л. и П,Пр-ть, 1983, с.286-290. (54) ПЛЕНОЧНАЯ СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

(57)Использование: сушка растворов, суспензий и подобных продуктов пищевой промышленности. Сущность изобретения: установка содержит корпус с крышкой, конус с рабочей поверхностью, тепловую рубашку, привод с полым валом, ротор с экранами, на которых закреплены устройство для напыления раствора на рабочую поверхность конуса, устройство для частичного охлаждения и снятия высушенного продукта, устройство для нагрева продукта. Устройство для снятия продукта выполнено в виде пары эластичных шнеков. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для сушки растворов суспензий и пастообразных продуктов путем их нанесения на горячую поверхность для испарения и удаления жидкой основы и предназначено преимущественно для использования в пищевой промышленности, но может найти применение и в других отраслях промышленного производства. Известна вальцовая атмосферная сушилка, состоящая из двух чугунных полых вальцев с тщательно отшлифованной наружной поверхностью, установленных в подшипниках на общей станине с регулируемым зазором по длине и вращающихся навстречу друг другу. Внутрь вальцев. через вращающуюся цапфу подается пар, а высушиваемая жидкость (напр., подсгущенное обезж,молоко) наносится на поверхность пневматическими распылителями дискового типа. Высушенную пленку продукта снимают с вальцев плотно прилегающими к ним, шарнирно укрепленными ножами и измельчают с по иощью молотковой дробилки.

Конденсат отводится из каждого вальца в отдельности также через вращающуюся цапфу. Образующийся вторичный пар удаляется с помощью вентилятора через вытяжной зонт.

К недостаткам известной сушилки относится низкая производительность, ограниченная необходимость вращения рабочей поверхности, повышенные эксплуатационные расходы, связанные с поддержанием рабочей поверхности в надлежащем состоянии, а также невысокий санитарный уровень производства продукта.

Известна вакуумная ленточная сушилка для сушки молока и молочных продуктов, включающая горизонтально расположенный цилиндрический корпус с устройствами для ввода и вывода продукта, внутри которого смонтирован ленточный транспортер с бесконечной лентой - конвейером из нержавеющей стали. Над лентой установлены электронагревательные приборы с регулируемым напряжением, а в нижней части - питающее устройство в виде валика и присл С

VI

00

Јь

ттЛ

О

емник готового продукта. Корпус сушилки герметизирован и с помощью патрубка подключен к устройству для создания разрежения, В данной установке высушиваемый продукт наносится на нижнюю сторону бесконечной ленты конвейера, а затем позонно нагревается сначала электронагревателями, далее теплом пара через поверхность ведущего барабана и снова электронагревателями. Образующийся при этом вторичный пар удаляется с помощью многоступенчатого струйного эжектора. Готовый продукт снимается с ленты ножом-скребком в два приемника, разгружающихся поочередно,

Рассматриваемая вакуум-сушильная установка позволяет получить готовый продукт более высокого качества, так как сушка осуществляется при относительно низких 60-70°С температурах, но имеет при той же производительности значительные габаритные размеры (длину), неудобна в обслуживании, т.к. все рабочие органы размещены в трубке и доступ к ним затруднен, а наличие вращающейся рабочей поверхности (поверхности сушки) ограничивает стрбйтельство установок большой производительности.

Наиболее близким техническим решением может быть принято устройство для сушки жидких продуктов, например молока, включающее горизонтальный корпус с приспособлениями для подачи и отвода сушимого продукта и патрубками для подвода и отвода сушильного агента (газа), а также распределительного рабочего элемента в виде вращающегося конического барабана, при этом предусматривается последовательное воздействие н-а сушимый продукт газа с различной степенью нагрева (по описанию изобретения - в четыре температурных ступени).

Устройство компактнее предыдущих, однако наличие в горизонтальном корпусе массивного вращающегося барабана с имеющейся системой подачи и съема продукта приводит к его несбалансированности. Кроме того, использование в качестве сушильного агента горячего воздуха резко увеличивает расход тепла на единицу высушиваемого продукта, а наличие вращающейся рабочей поверхности и ножа-скребка также исключает возможность увеличения производительности установки этого типа.

Общим недостатком рассматриваемых выше устройств является применение в них относительно дорогих видов энергии, используемой для целей сушки. Следует отметить, что прототипом заявленному техническому решению может быть практически любое из выше приведенных устройств, содержащее тот же набор существенных признаков.

Целью изобретения является создание высокопроизводительной универсальной

(способной работать в двух режимах - атмосферном и вакуумном) пленочной сушильной установки с одновременным сокращением затрат на ее изготовление и эксплуатацию.

0 Поставленная цель достигается тем, что в пленочной сушильной установке, содержащей полый корпус с крышкой и устройствами для подачи сушимого и вывода сухого продуктов и отвода паро-газовой смеси, ко5 нус с рабочей поверхностью, устройства для нанесения сушимого продукта на рабочую поверхность конуса, позонного нагрева продукта, частичного охлаждения к снятию высушенного продукта и привод, конус за0 креплен в корпусе неподвижно и образует с ним тепловую рубашку, а устройства для нанесения сушимого продукта, позонного нагрева, частичного охлаждения и снятия сухого продукта смонтированы на экранах

5 соосно расположенного в корпусе сьемного ротора, установленного на валу привода. Устройство для сьема с измельчением сухого , продукта выполнено в виде шнеков с эластичной спиралью и снабжено приводом

0 шнеков.

Устройство для позонного нагрева продукта может быть выполнено в виде электрических кварцевых галогенных или газовых тепловых излучателей. В случае ис5 пользования газовых тепловых излучателей их подключают к газовому баллону, размещаемому о полости ротора, при этом вал привода ротора снабжен каналом для подводов сжатого воздуха в полость ротора,

0 которая используется как ресивер,

Устройство для охлаждения высушенного продукта может быть выполнено в виде распылителя сушимого продукта (раствора), установленного на одном экране со шнека5 ми после них по ходу вращения ротора. На этом же экране с другой стороны шнеков монтируется распылитель устройства для нанесения сушимого продукта.

На фиг.1 приведена схематично гтленоч0 ная сушильная установка с разрезом по осевой плоскости; на фиг.2 - вид сушильной установки сверху со снятой сферической крышкой; на фиг.З - вариант выполнения пленочной сушильной установки с электро5 нагревателями; на фиг.4 - вид А на фиг; на фиг,5 - вид Б на фиг,2; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.4.

Пленочная сушильная установка (ПСУ) имеет грибовидную форму, образованную полым коническим корпусом 1, в нижней

части состыкованным с цилиндрической приемной камерой 2. а в верхней части герметично накрытым сьемной сферической крышкой 3.

В корпусе закреплен усеченный конус 4 с внутренней рабочей поверхностью, образующий с корпусом тепловую рубашку 5.

Снизу через центральное отверстие в сьемной крышке 6 и подшипниковый узел 7 в корпус введен полый вал 8 электропривода 9. На верхнем конце вала 8 над подшипниковым узлом 7 закреплен конус 10, на котором установлен съемный ротор, имеющий в плане (фиг.2) форму звезды из нескольких лучевых элементов (труб), расположенных по высоте двумя поясами. Лучевые элементы 11 верхнего и элементы 12 нижнего поясов пристыкованы к полому осевому элементу (центральной трубе) 13, переходящему в нижней части в коническое основание ротора. На концах каждой пары (по высоте) лучевых элементов 11 и 12 закреплены параллельно к рабочей поверхности усеченного конуса 4 экраны 14 и 15, на которых смонтированы рабочие органы ПСУ (см.фиг.4, 6): устройство для нанесения сушимого продукта (раствора) на рабочую поверхность конуса 4, включающее коллектор 16 с форсунками 17 дифференцированного расхода; устройство для частичного охлаждения высушенного продукта, выполненное аналогично устройству для нанесения раствора и включающее коллектор 18с форсунками 19; устройство для сьема с измельчением высушенного продукта, включающее спаренные шнеки 20 с эластичными спиралями, установленные в плавающих подшипниках и пневмодвигатель 21. Устройства для нангсения и охлаждения продукта установлены на одном экране 14 со шнеками, при этом коллектор 16 установлен перед, а коллектор 18 после шнеков по ходу вращения ротора. Устройства для по- зонного нагрева продукта (см.фиг.5) смонтированы на отдельных экранах 15.

В корпусе имеются устройство для подачи сушимого продукта (раствора), включающее трубопровод 22. приемный кольцевой уравнительный бачок 23, распределительный трубопровод 24, сообщающий бачок к коллекторами 16 и 18. и устройство для вывода сухого (готового) продукта, включающее приемную камеру 2, магнитный уловитель (не показан), скребок 25, связанный с валом 8 и шлюзовой затвор (не показан), подключенный к отверстию 26 в крышке б.

Для отвода образующейся в процессе сушки паро-газовой смеси предназначен водоструйный эжектор (не показан), подключонный к коллектору 7 посредством патруОка 28. Отбор пэро-глзс й cvecu из под сферической крышки 3 прои водится через стверстия 29 Для подачи сжатого воз 5 духа в полость ротора служит полий ват С Тепловая рубашка 5 снабжена подводящим и отводящим патрубками 30 и 31 Полость осевого элемента 13 ротора разделена поперечной перегородюй 32 и в ttepxi M

0 зоне (отсеке) под приемным кольцевым уравнительным бачком 23 установлен газовый баллон 33, газопровод 34 от которого подведен к устройству для покойного нагрева 35, в качестве которого использованы

5 газовые инфракрасные излучатели блочного типа (ГИИБЛ), установленные на э кранял 15. а вентиль связан с дистанционным при водом 36 пустотелым валом 37, состоящим из двух самостыкующихся Зтрезков, ниж0 ний из которых пропущен через центральное отверстие кольцевого уравнительного бачка 23 с возможностью вращения Полость вала 37 служит для вывода избытка воздуха в атмосферу и для прокладки в ней

5 низковольтного кабеля питания автоматов безопасности ГИИБЛ. для чего узел вала 37 оборудуется и электрическим разъемом (не показан).

В сферической крышке 3 оборудуется

0 смотровое окно с подсветкой и взрывной клапан (не показаны). Верхний конец осевого элемента ротора, в котором установлен кольцевой уравнительный бачок 23, пропущен внутрь трубы жесткости 38, связанной

5 радиальными ребрами жесткости 39 с крышкой 3 Одновременно труба жесткости 39 является опорным узлом для верхнего отрезка вала 37 и трубопровода 22.

Подшипниковый узел 7 закреплен в кор0 пусе ПСУ на радиальных ребрах жесткости 40. Пневмопривод 21 связан подводящим 41 и отводящим 42 патрубками с нижней (высокого давления) и верхней (низкого ДсШ- ления) зонами полости ротора. При этом на

5 подводящем патрубке 41 устанавливается дросселирующий вентиль (не показан), а отводящий патрубок 42 выходит в центре пе- реюродки 32 под днище газового баллона 33. Соединительный трубопровод 43, обес0 печивающий подачу сжатого воздуха для работы рэспыливающих форсунок, также оснащается дросселирующим сгнтилем (не показан)

Возможен вариант выполнения ПСУ не

5 с газовым, а с электрическим нагревом (см фиг 3). В этом случае экраны 15 оснащаются устройством для позонного нагрев;. 35, выполненным в виде кварцевых гллоген- ных тепловых излучателей устройство ты нанесения сушимого продукта (рас ворч)

насосом высокого давления 44 м низкона- порпуми механическими форсунками (не показаны), устанавливаемыми на место пневматических, а устройство для снятия высушенного продукта - редукторным электроприводом 45 шнеков 20, вместо пневмопривода. Полость осевого элемента 13 ротора с помощью дополнительных перего- родок 46 и 47 делится нэ два замкнутых отсека (над и под перегородкой 32), где размещают электрораспределительное устройство 48 и насос высокого давления 44, Кабели и трубопроводы прокладывают в полости элементов 11 и 12. Ввод электроэнергии (питающего кабеля) осуществляют через канализационную трубу 49, состоящую из двух отрезков, один из которых неподвижно закреплен к элементам конструкции сферической крышки 3 с выходом наружу, а второй (нижний) также неподвижно к перегородке 46, при этом узел стыковки оборудуется скользящим электрорэзъемом 50.

Пленочная сушильная установка работает следующим образом.

В верхний отсек осевого элемента 13 ротора устанавливается баллон 33 со сжиженным газом и подключается к газопроводу 34 низкого давления. Затем устанавливается уравнительный бачок 23 с нижним элементом вала 37 дистанционного привода 36 вентиля газового баллона и с помощью электроразъема (не показан), производится подключение автоматов безопасности ГИИБЛ к питающему кабелю, после чего в соответствии с инструкцией по эксплуатации ПСУ осуществляется последовательный пробный пуск газовых инфракрасных излучателей 35 и распылива- ющих форсунок 17 и 19. Пробный пуск прет- изводится на специально оборудованном рабочем стенде, куда устанавливается ротор при разборке ПСУ каждый раз по окончании процесса сушки с целью технического обслуживания установленного на нем обо- рудов ания и санитарной обработки рабочих поверхностей, соприкасающихся с высушиваемым продуктом. По завершении пробного пуска ротор в сборе своим посадочным местом устанавливается на конус 10, закрепленный на валу 8, с возможностью совместного вращения с ним, Корпус 1 закрепляется сферической крышкой 3, при этом контролируется правильность стыковки узла разъема вала 37. Включается в работу циркуляционный насос водоструйного эжектора и в рабочей полости корпуса создается некоторое разрежение, в тепловая рубашка 5 посредством патрубков 30 и 31

заполняется водой (С выводом установки на режим в тепловую рубашку подается смесь воды с конденсатом После эжектора). С помощью дистанционного привода 36 открывается запорный вентиль баллона 33, а затем посредством питающего кабеля, проложенного в пустотелом валу 37, последовательно подается напряжение на автоматы безопасности ГИИБЛ. Через 2-3 минуты по0 еле включения, когда корпуса горелок 35 прогреваются, электропитание отключают и горелки продолжают работать в автоматическом режиме. Включают электродвигатель привода 9 и с помощью вариатора скорости

5 доводят частоту вращения ротора до заданной, а затем подают сжатый воздух под перегородку 32. При этом с повышением давления вэлементах 11 и 12, выполняющих одновременно функцию ресивера, плавно

0 включается в работу роторный пневмодви- гатель 21 привода спаренных шнеков 20, соединенный с ресивером патрубком 41 с дросселирующим вентилем (не показан). Отработавший в пневмодвигателе воздух по

5 патрубку 42, в центре перегородки 32 подается в верхний отсек, омывает газовый баллон 33 и через фильтры (не показаны), , установленные в местах пристыковки лучевых элементов 11 верхнего пояса, поступает

0 в два из них, несущие тепловые экраны 15, где используется в качестве окислителя топлива. Продукты горения смешиваются с паром и удаляются водосруйным эжектором. Излишки воздуха из верхнего отсека посто5 янно стравливаются через пустотелый вал 37 в атмосферу. Сжатый воздух, используемый для работы форсунок 17 и 19, по соединительному трубопроводу 43, снабженному фильтром и дросселирующим вентилем (не

0 показано) поступает из лучевого элемента 12 нижнего пояса в лучевой элемент 11 верхнего пояса, несущие экран 14, а затем по распределительному трубопроводу (не показан) подается к форсункам 17 и 19. По

5 трубопроводу 22 в бачок 23 с поплавковым регулятором уровня (не показан) подается конденсат, который далее по трубопроводу 24 поступает в коллектора 16 и 18 к форсункам 17 и 19, распыляется на греющей повер0 хности усеченного конуса 4 и полностью испаряется, что визуально контролируется, При достижении заданного расхода жидкости и температурного режима испарения, что достигается регулированием скорости

5 вращения ротора, а также давлением воздуха на входе в ПСУ и величиной разрежения в рабочей полости, вслед за конденсатом, в уравнительный бачок 23 подается высушиваемый продукт (например, сгущенное обезжиренное молоко) и установка в соответствии с условиями эксплуатации (вакуумный или атмосферный вариант) выводится на рабочий режим,

Для частичного охлаждения высохшей пленки продукта перед ее снятием с рабочей поверхности в ПСУ применяют способ повторного напыления сушимого раствора на уже высохшую пленку, Это дает возможность (наряду с некоторым повышением производительности сушильной установки) улучшить условия съема пленки с рабочей поверхности, снизить температуру готового продукта и улучшить его растворимость. Слегка увлажненная пленка готового продукта снимается с рабочей поверхности с помощью двух вращающихся в противофа- зе друг к другу уборочных шнеков 20 с эла- стичными спиралями, число оборотов которых может изменяться в широких пределах. Снятый и измельченный таким способом готовый продукт падает в приемную камеру 2, проходит через магнитоулови- тель, освобождаясь от возможной металлической пыли, и уборочным скребком 25 через отверстие 26 и шлюзовый затвор (не показан) выводится из сушильной установки.

Таким образом заявляемая конструкция ПСУ обеспечивает не только повышение производительности за счет возможности развития поверхности сушки и числа рабочих элементов ротора, но и позволяет снизить затраты на изготовление и эксплуатацию за счет упрощения технологии изготовления рабочей поверхности и ухода за ней в связи с применением для сьема.пленки уборочных шнеков с эластичной спиралью, а также за счет использования в качестве источника тепла для сушки природного газа, сжигаемого непосредственно в зоне сушки.

Формула изобретения

роЬочей поверхностью, расположенный в корпусе, устройства для подачи обрабатываемого и вывода сухого продуктов, отвода парогазовой смеси, нагрева обрабатываемого продукта, напыления продукта на рабочую поверхность конуса, охлаждения и снятия высушенного продукта, приводе полым валом, расположенным в корпусе соос- но с ним, отличающаяся тем, что, с

целью повышения экономичности сушки, производительности установки и качества готового продукта, она снабжена полым ротором, имеющим экраны, рабочая поверхность которых эквидистантна поверхности

конуса, конус установлен в корпусе неподвижно с образованием тепловой рубашки, а устройства для напыления обрабатываемого продукта и его нагрева, охлаждения и снятия высушенного продукта установлены

на экранах ротора, при этом устройство для снятия высушенного продукта выполнено в виде шнеков с эластичной спиралью и снабжено приводом.

2 Установка по п.1,отличающаяся тем, что устройство для нагрева продукта выполнено в виде газовых излучателей, подключенных к газовому баллону, установленному в полости ротора

3 Установка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что экраны выполнены в виде обращенной вогнутой частью к рабочей поверхности конуса дугообразной пластины,

длина которой равна длине образующей конуса, устройство для охлаждения высушенного продукта выполнено в виде распылителя сушимого продукта и установлено на одном экране с устройством для

снятия высушенного продукта после него по ходу вращения ротора, а распылитель устройства для напыления обрабатываемого продукта установлен на этом же экране с другой стороны.

ч - V

IN&I&&LH

Ш

f

е ооа$ejfy.

C#aff 6tu T бозаух

&

5и§.&

Puz3

фиг.

.. Ј

Редактор Т.Горячева

Составитель А.Поляков Техред М.Моргентал

на сушу

Si..

Готовый

ПродуУ/п

Вид,

. J

Фиг. 6

Корректор В.Петраш