Сублимационная сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья

 

Изобретение относится к оборудованию для массовой переработки биологического сырья. Шнек ультразвукового распылителя установки соединен с приводом крутильных колебаний. Поверхность витков шнека, обращенная к выходу распылителя, выполнена с шероховатостью меньше, а противоположная поверхность витков с шероховатостью больше шероховатости внутренней поверхности корпуса распылителя. Предлагаемая установка позволяет интенсифицировать процесс и повысить равномерность сушки биологического сырья, а также увеличить выход из него экстрактивных веществ при последующем газожидкостном экстрагировании. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для массовой переработки биологического сырья, в основном растительного происхождения, и может быть использовано для его сушки перед газожидкостным экстрагированием.

Известна сублимационная сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья, содержащая сублимационную камеру с выхлопным патрубком и распылитель, выполненный в виде корпуса с патрубками подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода, сообщенного сопловым выходным отверстием с камерой, размещенного в корпусе приводного шнека с витками нарезки и осевым каналом и размещенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии с образованием кольцевого зазора, в котором привод шнека является приводом вращения (RU, патент, 2079551, кл. C 12 F 3/06, 1997).

Недостатками этой установки являются экстенсивность и неравномерность сушки биологического сырья и низкий выход из него экстрактивных веществ при последующем газожидкостном экстрагировании.

Техническим результатом изобретения является интенсификация и повышение равномерности сушки биологического сырья и увеличение выхода из него экстрактивных веществ при последующем экстрагировании за счет более равномерного разрушения клеточной структуры сырья и повышения эффективности его распушения.

Этот результат достигается тем, что в сублимационной сушильной установке линии производства экстрактов биологического сырья, содержащей сублимационную камеру с выхлопным патрубком и распылитель, выполненный в виде корпуса с патрубками подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода, сообщенного сопловым выходным отверстием с камерой, размещенного в корпусе приводного шнека с витками нарезки и осевым каналом и размещенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, согласно изобретению, поверхность витков нарезки шнека, обращенная к выходному отверстию корпуса, выполнена с шероховатостью меньше, а противоположная поверхность витков с шероховатостью больше шероховатости внутренней поверхности корпуса, при этом привод шнека выполнен в виде привода крутильных колебаний.

Это позволяет интенсифицировать процесс и повысить равномерность сушки биологического сырья и увеличить выход из него экстрактивных веществ при последующем газожидкостном экстрагировании за счет повышения равномерности разрушения клеточной структуры и повышения эффективности распушения биологического сырья.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг. 2 показан фрагмент распылителя.

Сублимационная сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья содержит сублимационную камеру 1 с выхлопным патрубком 2 и распылитель, выполненный в виде корпуса 3 с патрубками 4 и 5 подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода соответственно, сообщенного с камерой 1 сопловым выходным отверстием 6, размещенного в корпусе 3 и соединенного с приводом 7 крутильных колебаний шнека 8 с осевым каналом 9 и размещенного в последнем источника 10 ультразвука со стержневым концентратором 11 продольных колебаний, свободный конец которого размещен в отверстии 6 с образованием кольцевого зазора. Поверхность 12 витков нарезки шнека 8, обращенная к отверстию 6, выполнена с шероховатостью меньше, а противоположная поверхность 13 витков с шероховатостью больше шероховатости внутренней поверхности 14 корпуса 3.

Установка работает следующим образом.

Биологическое сырье и жидкую двуокись углерода по патрубкам 4 и 5 подают в корпус 3, где они захватываются шнеком 8, совершающим крутильные колебания от привода 7. При сообщении шнеку 8 прямого вращения материал в канале нарезки, взаимодействуя с поверхностями 12 и 14, совершает поступательное перемещение по корпусу 3 в направлении отверстия 6, проскальзывая относительно поверхности 12 и находясь в сцеплении с поверхностью 14. При реверсивном вращении шнека 8 материал, взаимодействуя с поверхностями 13 и 14, совершает вращательное движение совместно со шнеком 8 без поступательного перемещения, проскальзывая относительно поверхности 14 и находясь в сцеплении с поверхностью 13. Это приводит к возникновению в сырье пульсаций давления и его ускоренному смешиванию и пропитке жидкой двуокисью углерода. Постепенно сырье поступает к выходному отверстию 6, из которого распыляется в камеру 1 с торцевой поверхности концентратора 11, колеблемого от источника 10 ультразвука. На выходе из соплового отверстия 6 в результате резкого падения давления жидкая двуокись углерода испаряется, что сопровождается резким увеличением ее объема и поглощением теплоты. Это приводит к разрушению клеточных мембран биологического сырья, его распушению и замораживанию. В камере 1 происходит возгонка влаги и высушивание биологического сырья. Отработанная двуокись углерода отводится из камеры 1 по патрубку 2 и, после осушения, может быть повторно использована. Высушенное биологическое сырье из камеры 1 удаляют на последующее газожидкостное экстрагирование.

Опытным путем установлено, что при одинаковых удельных энергозатратах остаточная влажность биологического сырья, высушенного на предлагаемой установке, на 1-1,5% ниже, чем у сырья, высушенного на известной установке. Методом рассева установлено, что разброс гранулометрического состава сырья, высушенного на предлагаемой установке, практически вдвое меньше, чем у сырья, высушенного на известной установке. Это подтверждает повышение равномерности и интенсификацию сушки биологического сырья.

При экстрагировании одинакового сырья, высушенного на предлагаемой и известной установках, установлено, что выход экстрактивных веществ из последнего меньше на 1,5-1,8%.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет интенсифицировать процесс и повысить равномерность сушки биологического сырья и увеличить выход из него экстрактивных веществ при последующем газожидкостном экстрагировании.

Формула изобретения

Сублимационная сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья, содержащая сублимационную камеру с выхлопным патрубком и распылитель, выполненный в виде корпуса с патрубками подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода, сообщенного сопловым выходным отверстием с камерой, размещенного в корпусе приводного шнека с витками нарезки и осевым каналом и размещенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, отличающаяся тем, что поверхность витков нарезки шнека, обращенная к выходному отверстию корпуса, выполнена с шероховатостью меньше, а противоположная поверхность витков с шероховатостью больше шероховатости внутренней поверхности корпуса, при этом привод шнека выполнен в виде привода крутильных колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2