Пленочная сушильная установка

 

,, Я2,, 1784164 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 23 С 1/03

ГОСУДАРСТВEННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС< P) F Р,у ъ„ .„.„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "-::::::;,:,:;-;";,.!,,- :,::::: -::--к

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4862447/13 (22) 27.08.90 (46) 30.12.92. Бюл. N 48 (75) А,И.Поляков (56) Авторское свидетельство СССР

% 971210, кл, А 23 С 1/03, 1981.

Сурков ВД. 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. сусИзобретечие 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 а-,мосферная 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 мощью молотковой дробилки. пензий 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 про дукта выполнено в виде пары эластичных шнеков. 2 з.п,ф-лы, 6 ил.

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 Ср поверхности. повышенные эксплуатацион- р ные расходы, связанные с поддержанием рабочей поверхности в надлежащем состоянии, а также невысокий санитарный уровень производства продукта.

Известна вакуумная ленточная сушилка длл сушки молока и молочных продуктов, включающая горизонтально расположен- а ный 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 при1784164 емник готового продукта. Корпус сушилки герметиэирован 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 многостуйенчатого 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 нйзких

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 поверхйости (поверхности сушки) ограничиваетт строител ьство установок большой производительности.

Наиболее блйзким техническим решенйем может быть принято устройство для сушкй 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 нэ сушимый продукт газа с различной степенью нагрева (по описанию изобретения — в четыре температурных ступени).

О

Устройство компактнее предыдущих; однако наличие в горизонтальной корпусе массивного вращающегося барабана с имеющейся системой подачи и сьема 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.

Поставленная цель достигается тем, что

10 в пленочной сушильной установке, содержащей полый корпус с крышкой и устройствами для подачи сушимого.и вывода сухого продуктов и отвода паро-газовой смеси, конус с рабочей поверхностью, устройства для

30 шнеков

Устройство для позонного нагрева продукта может быть выполнено в виде электрических кварцевых галогенных или газовых тепловых излучателей. B случае ис35 пользования газовых тепловых излучателей их подключают к газовому баллону, размещаемому в полости ротора. при этом вал привода ротора снабжен каналом для подводов сжатого воздуха в полость ротора, которая используется как ресивер, 40

Устройство для охлаждения высушенного продукта может быть выполнено в виде распылителя сушимого продукта (раствора), установленного на одном экране со шнеками 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 пленоч50 ная сушильная установка с разрезом по осевой плоскости; на фиг.2 — вид сушильной установки сверху со снятой сферической крышкой; на фиг,3 — вариант выполнения пленочной сушильной установки с электронагревателями; 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 нанесения сушимого продукта на рабочую поверхность конуса, позонного нагрева продукта, частичного охлаждения к снятию высушенного продукта и привод, конус за20 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 йа экранах

25 соосно расположенного в корпусе съемного ротора, установленного на валу привода. Ус. тройство для сьема с измельчением сухого, продукта выполнено в виде шнеков с эластичной спиралью и снабжено приводом

1784164 части состыкованным с цилиндрической приемной камерой 2, а в верхней части герметично накрытым сьемной сферической кры ш кой 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

10 в корпус введен полый вал 8 электропривада 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 не скольких лучевых элементов (труб), 15 расположенных по высоте двумя поясами.

Лучевые элементы 11 верхнего и элементы

12 нижнего поясов пристыкованы к полому осевому элементу (центральной трубе) 13, 20 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

25 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

30 расхода; устройство для частичного охлаждения высушенного продукта, выполненное аналогично устройству для нанесения раствора и включающее коллектор 18 с форсунками 19; устройство для сьема с измельчением высушенного продукта, включающее спаренные шнеки 20 с. эластичными спиралями, установленные в плавающих подшипниках и пневмадвигатель

21, Устройства для нанесения и охлаждения тированы 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 k коллекторами 16 и 18, и устройство для вывода сухого (готового) продукта, включающее приемную камеру 2, магнитный уловитель (не показан), скребок 25, связан50 ный с взлом 8 и, шлюзовой затвор (не пока- 55 зан), подключенный к отверстию 26 в крышке:6, Для отвода образующейся в процессе сушки пара-газовой смеси предназначен водоструйный эжектор (не показан), подпродукта установлены на одном экране 14 40

cG шнеками, при этом коллектор 16 установлен перед; э коллектор 18 после шнеков по ходу вращения ротора. Устройства для позонного нагрева продукта (см.фиг,5) смонклнзченный к коллектору 27 посредствок патрубка 28, Отбор пара-газ(., и смеси из под сферической крышки 3 производится через отверстия 29, Для подачи сжатого воздуха в полость ротора служит полый вал U

Тепловая рубашка 5 снабжена подводящим и отводящим патрубками 30 и 31. Полость осевого элемента 13 ротора разделена поперечной перегородкой 32 и в г ".. оерхн: и зоне (отсеке) под приемным кольцевым уравнительным бачком 23 установлен газовый баллон 33, газопровод 34 от которого подведен к устройству для позонного нагрева 35, в качестве которога использованы газовые инфракрасные излучатели блочного типа (ГИИБЛ), установленные на экранах

15, а вентиль связан с дистанциснным приводом 36 пустотелым валом 37, состоящим из двух самостыкующихся отрезков, нижний 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 низковольтного кабеля питания автоматов безопасности ГИИБЛ. для чего узел разьема вала 37 оборудуется и электрическим разьемом (не показан).

В сферической крышке 3 оборудуется 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 радиальными ребрами жесткости 39 с крыш- кой 3. Одновременно труба жесткости 39 является опорным узлом для верхнего отрезка вала 37 и трубопровода 22.

Подшипниковый узел 7 закреплен в корпусе ПСУ на радиальных ребрах жесткости

40. Пневмопривод 21 связан подводящим

41 и отводящим 42 патрубками с нижней (высокого давления) и верхней (низкого давления) зонами полости ротора. При этом на подводящем патрубке 41 устанавливается дросселирующий вентиль (не показан), а отводящий патрубок 42 выходит в центре перегородки 32 под днище газового баллона

33. Соединительный трубопровод 43, обеспечивающий подачу сжатого воздуха для работы распыливающих форсунок, также оснащается дросселирующим вентилем (не показан).

Возможен вариант выполнения ПСУ не с газовым, а с электрическим нагревам (см.фиг,3). В этом случае экраны 15 осна цаются устройством для позанного нагрев:

35, выполненным в виде кварцевых галогенных тепловых излучателей. устройства, ч нанесения сушимого и одукта (рас вор )—

1784164

20

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 3 устанавливается уравнительный бачок 23 с нижним элементом вала 37 дистанционного п.ривада 36 вентиля газового баллона и с помащьго электроразъема (не показан),. производиФся подключение автоматов безопас- 3 ности ГИИБЛ к питающему кабелю, после чего в соответствии с инструкцией по, эксплуатации ПСУ осуществляется последовательный "пробный пуск" газовых инфракрасных излучателей 35 и распыливающих форсунок 17 и 19, Пробный пуск прс» изводится на специально оборудованном рабочем стенде, куда устанавливается ротор при разборке ПСУ каждый раз по окончании процесса сушки с целью технического обслу>кивзния установленного на нем оборудования и санитарнбй обработки рабочих поверхностей, соприкасающихся с высушиваемым продуктом. По завершении пробного пуска ротор в сборе своим посадочным местом устанавливается на конус f0, закрепленный на валу 8, с вазможностью совместного вращения с ним, Корпус 1 закрепляется сферической крышкой 3, при этом контролируется правильность стыковки узла разъема валя 37. Включается в рабату циркуляционный насос вадоструйного э>кектора и в рабочей полости корпуса создается некоторое разрежение, а тепловая рубашка 5 посредством патрубков 30 и 31

40 распределительному трубопроводу (не показан) подается к форсункам 17 и 19. По

45 трубопроводу 22 в 23 с поплавкoBblM насосом высокого давления 44 и низконапорн.лми 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 помощьюдополнительных перегородок 46 и 47 делится на два замкнутых отсека (над и под перегородкой 32), где размещают электрораспределительнае устройство 48 и насос высокого давления 44, Кабели и трубопроводы прокладывают в полости элементов 11 и 12. Ввод электроэнергии (питаюшего кабеля) осуществляют через канализацйонйую трубу 49, состоящую из двух отрезков, один йз 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 электрорззъемом

50. заполняется-водой. (С выводом установки на режим в тепловую рубашку подается смесь воды с конденсатом После э>кектора).

С помощью дистанционного привода 36 открывается запорный вентиль баллона 33, а затем посредством питающего кабеля, прало>кенного в пустотелом валу 37, последовательно подается напряжение на автоматы безопасности ГИИБЛ, Через 2-3 минуты после включения, когда корпуса горелок 35 прогревзются, электропитание отключают и горелки продал>кают работать в автоматическом режиме. Вкл очают электродвигатель привода 9 и с помощью вариатора скорости доводят частоту вращения ротора до заданной, а затем подают сжатый воздух под перегородку 32. При этом с повышением давления вэлементах11 и12, выполняющих одновременно функцию ресивера, плавно включается в работу роторный пневмодви-. гатель 21 привода спаренных шнеков 20, соединенный с ресивером патрубком 41 с драсселирующим вентилем (не показан).

Отработавший в пневмодвигателе воздух по патрубку 42, в центре перегородки 32 подается в "верхний отсек", омывает газовый баллон 33 и через фильтры (не показаны),, установленные в местах пристыкавки лучевых элементов 11 верхнего пояса, поступает в два из них, несущие тепловые экраны 15, где используется в качестве окислителя топлива. Продукты горения смешиваются с паром и удаляются водосруйным э>кектором,.

Излишки воздуха из верхнего отсека постоянно 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 показана} поступает из лучевого элемента

12 нижнего пояса в лучевой элемент 11 верхнего пояса, несущие экран 14, а затем по 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 поверхности усеченного конуса 4 и полностью испаряется, что визуально контролируется, При достижении заданного расхода жидко. сти и температурного режима испарения, что достигается регулированием скорости 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 соат. 1784164 ветствии 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 напыленйя сушимого раствора на уже высохшую пленку, Это дает воэможность (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 противофазе друг к другу уборочных шнеков 20 с эластичными спиралями, число обОротов которых может изменяться в широких пределах. Снятый и измельченный таким способом готовый продукт падает в приемную камеру 2, проходит через магнитоуловитель, 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 эа счет упрощения технологии изготовления рабочей поверхности и ухода за ней в связи с применением для съема 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

1. Пленочная сушильная установка, содержащая полый корпус с крышкой, конус с рабочей поверхностью, расположенный в корпусе, устройства для подачи обрабаты-ваемого и вывода сухого продуктов, отвода парогазовой смеси, нагрева обрабатывае5 мого продукта, напыления продукта на рабочую поверхность конуса, охлаждения и снятия высушенного продукта, привод с f10лым валом, расположенным в корпусе соосно с ним, отличающаяся тем, что, с

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

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

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

25 2.Установкапоп.1,отличающаяс я тем, что устройство для нагрева продукта выполнено в виде газовых излучателей, подключенных к газовому баллону, установленному в полости ротора, 30

3. Установка по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что экраны вйполнены в виде " обращенной вогнутой частью к рабочей поверхности конуса дугообразной пластины, 35 длина которой равна длине образующей конуса, устройство для охлаждения высушенного продукта выполнено в виде распылителя сушимого продукта и устанбвлено на одном экране с устройством для

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

1784164 ф ь,.

4" .у

1784164 диД Я

Фиг. б

Состааитель А.Поляков

Редактор Т.Горячева Техред М.Моргентал Корректор В,Петраш

Заказ 4324 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101