Способ акустической сушки капиллярно-пористых материалов

 

Использование: в химической, биологической, фармацевтической отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве. Сущность изобретения: сушку ведут с чередующимися интервалами акустического воздействия и паузами между ними, величина паузы определяется по формуле. 1 ил.

Изобретение относится к технике сушки материалов и может быть использовано в химической, биологической, фармацевтической отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Известен способ сушки термочувствительных материалов, в том числе зерна, путем их обработки в акустическом поле, нагрева во взвешенном состоянии и последующего охлаждения, в котором для сокращения экспозиции сушки обработки в акустическом поле ведут в процессе охлаждения [1] Однако использование этого способа ведет к увеличению энергозатрат.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является акустический способ сушки [2] Его отличительная особенность состоит в том, что процесс протекает без повышения температуры осушаемого материала. Процесс сушки включает два периода. Первый период линейного изменения влажности, т.е скорости сушки, приводит к испарению с поверхности осушаемого материала влаги, которая успевает непрерывно заменяться новой, поступающей из внутренних слоев. Второй период монотонного уменьшения скорости сушки до полного ее прекращения, характеризуется тем, что влага, испаряемая с поверхности осушаемого материала, не успевает замещаться новой, поступающей из внутренних слоев. Следовательно, во втором периоде сушки создается и постоянно поддерживается градиент влажности по толщине слоя осушаемого материала. Снижение скорости сушки вследствие этого градиента влажности ведет к увеличению времени сушки и соответственно к увеличению энергозатрат.

Задачей данного изобретения является снижение энергозатрат при использовании акустической сушки капиллярно-пористых материалов.

Поставленная задача реализуется благодаря тому, что в предложенном способе сушка материалов осуществляется при интенсивности 160дБ и интервалами облучения во времени и паузами между ними.

Таким образом, прервав процесс облучения звуком осушаемого материала на некоторое время, без каких-либо затрат энергии, вытягивается часть влаги из его внутренних слоев к поверхности. Определение оптимальной паузы осуществляется по формуле где a коэффициент диффузии; ΔU_τ - изменение влажности на поверхности материала за время паyзы; DU_x - разность влажности по длине поры осyшаемого материала на интервале.

Этот прием возвращает осушаемый материал к первому периоду, но с меньшим значением начальной влажности, поскольку удаление влаги с поверхности осушаемого материала при неизменных внешних условиях требует меньше времени. Повторяя данный прием несколько раз, получаем требуемое конечное значение влажности осушаемого материала за меньшее время, чем при непрерывном облучении звуком. Следовательно прерывание сушки ведет к снижению энергозатрат.

Указанные признаки, отличающие заявляемое техническое решение от известных, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, оно является новым и имеет изобретательский уровень.

Проводились эксперименты по акустической сушке капиллярно-пористых материалов, в частности пшеницы. Обработку проводили при частоте звука 800 Гц, интенсивности 167 дБ и паузами в одни сутки с интервалами облучения через каждые 10 мин. Данные, полученные в результате экспериментов, приведены на чертеже, где представлены зависимости влажности материала от времени облучения.

Кривая 1 режим непрерывной сушки, кривая 2 режим сушки с паузами.

Так для достижения влажности зерна 27% в режиме непрерывной сушки требуется 50 мин, а режиме сушки с паузами 30 мин. Следовательно, при меньших значениях влажности разница во времени, а также и экономический эффект в предлагаемом способе будут возрастать.

Формула изобретения

Способ акустической сушки капиллярно-пористых материалов, отличающийся тем, что сушку ведут с чередующимися интервалами акустического воздействия и паузами между ними, при этом величина паузы определяется по формуле где а коэффициент диффузии; ΔU_τ- изменение влажности на поверхности материала за время паузы;
разность влажности по длине поры осушаемого материала на интервале.

РИСУНКИ

Рисунок 1