СУБЛИМАЦИОННАЯ УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Советский патент 1971 года по МПК F26B15/16 

Изобретение относится к области пищевой нромышленности, а именно к устройствам для сушки продуктов методом сублимации.

Известна сублимационная установка непрерывного действия, содержащая горизонтальный туннель с загрузочной, сушильной и разгрузочной камерами, разделенными между собой шлюзовыми затворами, этажерки для размещения лотков с продуктом с встроенными в них греющими элементами, выполненными в виде обогреваемых пустотелых плит; устройство для перемещения этажерок вдоль туннеля, конденсаторы, вакуум-насосы и трубопроводы, соединяющие сушильную камеру с конденсаторами.

В предложенной конструкции, с целью создания оптимальных режимов сушки и интенсификации процесса, туннель снабжен дополнительными шлюзовыми затворами, разделяющими сушильную камеру на отдельные зоНЬ1, соответствующиие заданным режимам сушки.

Для ускорения отвода паров из сушильной камеры в соединительной трубе каждой ее зоны установлен инфракрасный пароперегреватель.

С целью обеспечения малой тепловой инерции в полости плит греющих элементов помещена проволока, изолированная стекловолокном и свернутая по спирали с переменным

шагом. Проволока изготовлена из материала с большим сопротивлением, например из нихрома. Для повышения надежности в работе н упрощения конструкции устройство для перемещения этажерок вдоль туннеля выполнено из постоянных магнитов, попарно закрепленных на этажерках, п электромагнитов, закрепленных в верхней части туннеля.

С целью удобства в эксплуатации кажд,ьи1 из конденсаторов содержит два концентрнчно расположенных цилиндра, установленных так, 410 ними образуется кольцевое пространство, соединенное с вакуум-насосом п служащее для намораживания влаги на поверхности впутрепнего цилиндра п последующего оттаивания льда. Имеется два сменных цилиндра, поочередно устанавливаемых ио внутреннем цилиндре.

Один из них предназначен для заполнения смесью сухого льда и спирта, в друго.м закреплен электронагреватель длн нагрева заключенной в него воды. На фиг. 1 схематично изображена предложенная установка; на фиг. 2 - камеры, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1, совмещенный с разрезом конденсатора, и разрез но Б-Б. Установка состоит из пяти камер: загруразделенных шлюзовыми затворами 6-11. Шлюзовой затвор представляет собой металлическую коробку 12 с крышкой 13, которые соединены .между собой болтами 14. Резиновая ирокладка 16 обеспечивает герметичность соединения. Внутри коробки помещена плита 16 шлюзового затвора, которая с помощью тяг 17 через блоки 18 уравновешивается противовесом 1 - иостояиным электрод агиитом, размещенным внутри секциоииого соленоида 20. Уравновешивается илита так, чтобы небольшой перевес был в ианравлении нлиты. Перемещение ее в стороиу ограничивается нанравляющими роликами 2J.

В иижнем положеиии илита иритягивается электромагиитами 22 к флаицу камеры, необходимое уилотиение создается с иомощью резииовой нрокладки 23. Электромагииты 22 имеются только в крайних камерах / и 5.

В камеры иомещаются этажерки 24 из цветиого металла, в которые вмонтированы греющие нлиты 25, питаемые током через контактные нолозья 26. В иолости илит помещеиа изолироваиная стекловолокном и свернутая ио снирали с иеременным шагом нроволока, изготовлеииая из материала с большим сопротивлением, наиример из иихро.ма. На греющие плиты иомещается подлежащий сущке иродукт, уложениый иа сплошные или сетчатые иротивии 27. Этажерки в камерах иодвешиваются иа роликах, скользящих в швеллере 28 ирямоугольного сечеиия. Устройство для иеремещеиия этажерок вдоль туннеля выиолнеио из поиарио закреилеииых иа них иостояиных магнитов 29 и электромагнитов 30, расположенных в верхней часга туинеля.

Bjie камеры этажерки находятся в подвешеииом состоянии на конвейере 31, который имеет ириводную и натяжную станции.

Камеры с помощью трубопроводов соедипяются с двумя копденсаторами 32 фланцами 33. В трубах, идущих от средиих камер, размещены нароперегреватели 34 инфракрасиого излучепия. В трубах, идущих к коиденсаторам, установлены электр01маг11ит1И)е затворы 35.

Коидеисатор состоит из двух ко1щентрично расиоложениых цилиидров 36, 37. Цилиндр 36, изолироваииый стекловатой, прижимается к цилиндру 37 через резииовое кольцо иосредством флаицевого соединения. Между цилиидрами образуется кольцевое иространство, соединенное с вакуум-насосом.

На иоверхиости цилиндра 36 намерзает влага, испаряющаяся из иродукта; в него вставляются иоочередио два смеи1Пз1х цилиидра 38. Одии смеииый цилиндр занолняется смесью сухого льда и спирта. После иомешеиия такого цилиидра в цилиидр 36, кондеисатор работает как вымораживатель. В друго.м сменном цилиндре размещен электронагреватель для нагрева залитой в цилиидр воды. Когда такой смеииый цилиндр иомещается в цилиндр 36, то стенки иоследнего иагреваются и оттаивают. Для удаления влаги конденсатор отключают от вакуумной системы и открывают нижиий кран Зь/, через который влага стекает в канализацию.

Вакуум в камерах создается с иомощью .масляных форвакуумных иасосов. Вакуум-иасосы 40 создают вакуум в средних камерах 2, 3 и 4. В камере 1 вакуум создается вакуумиасосом 41, в камере 5 - вакуум-иасосом 42.

Вакуум в камере б сни.мается азотом, иаходящимся в баллоие 43.

Уиравление установкой осуществляется с раснределительиых щитов, находящихся у каждой камеры. Для контроля за вакуумом в

камерах имеется вакуумметр. Энергия, иодаваемая на греющие илиты, контролируется вольтметрами и амперметрами, а те.миература греющих илит измеряется термоиарами, выводы от которых иодходят к иереключателю 44 греющих илит и иоказывающему ирибору 45. Температура иродукта измеряется также термопарами. С помощью переключателя 46 осуществляется подъем шлюзовых затворов. Нагрев греющих илит регулируется

автотрансформатором 47.

Морозильный шкаф 48 иредназначен для хранения и замораживаиия иродуктов, подлежащих сушке, сушильно-вакуумный шкаф 49 - для хранения и упаковки готовой продукции.

При сублимационной сушке продуктов из пих удаляются не пары воды, а мелкие кристаллы, которые диффундируют в пространство камеры, а затем в виде диффузионного

потока переходят в трубы, соедиияющие камеру с конденсатором. Проходя по трубе, кристаллы огибают коиусиую часть инфракрасного иаронерегревателя 34. Благодаря тому, что конусная часть пароперегревателя

выполнена из петеилоироводного материала, на ией пе ироисходит превращения кристаллов в воду. При иоиадании кристаллов па греющий элемеит пароперегревателя кристаллы сонрикасаются с нагретой до 500-600°С

поверхностью и движутся дальше в виде отдельиых молекул воды. Обратиому движеиию ларов в камеру иренятствует инфракрасное излучеиие греющего элемента самого иароиерегревателя.

Сублимационная установка работает следующим образом.

Свежезаморожеииые иродукты на иротивнях номещают в морозильный шкаф 48. Из шкафа иротивии укладывают на греющие

плиты этажерок, подвешенных на конвейере 31. В нродукт в случае необходимости вводят термоиары и устаиавливают их на различных уровнях.

Плита 16 шлюзового затвора с помощью

электромагнитов 22 иритягивается к фланцу сушильной камеры 2, затем снимается вакуум в загрузочной камере 1, иосле этого открывается шлюзовой затвор 6 и снятая с конвейера этажерка с продуктом иомещается в качают электромагниты 22 этого затвора, и камера герметизируется. С помощью вакуум-насоса 41 создается вакуум. По достижении заданной величины вакуума включают электромагниты 22 в затворах 5 и 7 и во всех пяти камерах устанавливают одинаковое давление около 1 мм рт. ст. Вакуум-насос 41 отключается.

После того как в камерах 2, 3, 4 закончится режим сушки, открывают шлюзовые затворы 7, 8, 9, 10 с помощью переключателей 46, имеющихся на щитах камер 2, 3, 4. В результате создается возможность перемещения этажерок из одной камеры в другую.

Для перемещения этажерок с помощью переключателя последовательно включают электромагниты 30. Под действием их магнитного поля перемещаются постоянные магниты 29, которые и увлекают за собой этажерки с продуктом. После выключения электромагнитов 22 под действием силы тяжестн плиты затвоDOB опускаются и закрывают вход в камеры. Из камеры 2 этажерка перемещается последовательно в камеры 3, 4, 5.

Для сушки продукта из замороженного состояния к камере 2 подключают греющие плиты 25. В этом случае температура продукта должна быть от -20 до - 10°С, температура греющих нлит от + 80° ДО -Ь 100°С. Время сущки зависит от физико-химических свойств продукта и составляет около 2 час.

В камере 3 температура продукта должпа быть от - 10 до 0°С, температура греющих плит от -f-40 до + 10°С. Здесь всю замороженную влагу удаляют, не размораживая ее интенсивным подводом тепла, чтобы температура продукта не превышала 0°С. Обычно процесс длится 2 час, в начале второго часа нагрев полностью выключают. Режимы сушки контролируются по приборам.

В камере 4 температура продукта с повышается до -|-40|-50°С. В этой камере

осуществляется тепловая досушка продукта до требуемой влажности. Температура греющих плит достигает +50°С.

В разгрузочной камере 5 продукт выдерживается около часа, содержание влаги выравнивается по всей массе, случайно не высушенные зоны досушиваются без нагрева. По истечении часа с помощью электромагнитов 22 камеры 4 плита 16 притягивается к фланцу камеры 5, из баллона 43 азот подается в камеру, где давление выравнивается до атмосферного. Открывается шлюзовой затвор 11, и этажерка с высушенным продуктом извлекается из камеры, заводится на конвейер 31 и разгружается. Затем затвор 11 вновь опускается, плита затвора с помощью электромагнитов притягивается к фланцу камеры 5 и включается вакуум-насос 42. По достижении необходимого вакуума в камере отключаются электромагниты 22, и камера вновь готова к приему следующей этажерки с продуктом.

Высушенный продукт укладывается в большие герметически закрытые емкости, которые

помещаются в шкаф 49. Пустые этажерки возвращаются к загрузочной камере /.

Испарившаяся влага удаляется с помощью конденсаторов и вакуум-насосов. Перед сушкой в один из сменных цилиндров загружают сухой лед, а затем наливают незамерзающую жидкость (спирт, ацетон, толуол и др.). Полученная смесь имеет температуру около -70°С. Когда сменный цилиндр 55 с этой c recью помещают в один из конденсаторов, то на поверхности цилиндра 36 оседают нары испаряющейся жидкости, а неконденсируемые газы откачиваются вакуум-насосом 40. Когда на одном из конденсаторов наморозится достаточно льда, цилиндр 38 со смесью сухого льда и спирта переносят во второй конденсатор, где выдерживают 20-30 мин. При этом второй конденсатор подключают к вакуумной системе, а первый отключают.

Затем в нервый конденсатор вводят второй сменный цилиндр, наполненный горячей водой. Под действием тепла намороженная влага в цилиндре 36 конденсатора размораживается и сливается через кран 39. Сменные

нилиндры нереносят из одного конденсатора в другой с помощью электрического тельфера, передвигающегося по швеллеру. С помощью этого тельфера можно переносить и сухой лед для загрузки конденсаторов.

Предмет изобретения

1. Сублимационная установка непрерывного действия, содержащая горизонтальный туннель с загрузочной, сушильной и разгрузочной камерами, разделенными между собой шлюзовыми затворами, этажерки для размещения лотков с продуктом с встроенными в них греющими элементами, выполненнымн в

виде обогреваемых пустотелых плит, устройство для перемещения этажерок вдоль туннеля, конденсаторы, вакуум-насосы и трубопроводы, соедтшяющие сушильную камеру с конденсаторами, отличающаяс.ч тем, что, с целью

создаиия онтимальных режимов сушки и интенсификации процесса, туннель снабжен дополнительными шлюзовыми затворами, установленными в сушильной камере и служащими для ее разделения на отдельные зоны, соответствующие заданным режимам сушки.

2.Установка но п. 1, отличающаяся тем, что, с целью ускорения отвода паров из сушильной камеры, в соединительной трубе каждой ее зоны установлен инфракрасный нароперегреватель.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения малой тепловой инерции, в полости плит греющих элементов установлена изолированная стекловолокном и

свернутая но спирали с переменным шагом проволока нз материала с большим сопротивлением, например из нихрома.

4.Установка по п. I, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в рабоперемещения этажерок вдоль туннеля состоит из постоянных магнитов, попарно закрепленных на этажерках, и электромагнитов, закрепленных в верхней части туннеля. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с пелью удобства в эксплуатации, каждый из конденсаторов содержит два концептричпо расположенных цилиндра, установленных с образованием между ними кольцевого пространства, соединенного с вакуум-насосом и служащего для намораживания влаги на поверхности внутреннего цилиндра и последующего оттаивания льда, и два сменных цилиндра, поочередно устанавливаемых во внутреннем цилиндре, один из которых служит для заполнения смесью сухого льда и спирта, а в другом закреплен электронагрератель для нагрева заливаемой воды.

tO 33