Противень

Изобретение относится к устройствам для сублимационной сушки, используемым в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Противень, днище которого выполнено в виде герметичной полости, заполнен на 0,4-0,8 своего объема легкокипящей жидкостью, в которую погружен электронагреватель, причем в противне верхняя часть полости днища выполнена из материала, обладающего обратимой памятью формы. Изобретение должно улучшить саморегулирование тепловых потоков к сушимому продукту. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для сублимационной сушки, используемым в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известен противень для сублимационной сушилки, днище которого имеет электрообогрев [А.с. 568814 (СССР). - Опубл. в БИ, 1973].

Недостатком аналога является равномерность нагрева всей площади днища без учета действительной потребности в тепле для сушки материала, например пищевого продукта, находящегося на днище в каждой конкретной зоне. Из-за этого та часть продукта, которая высохла в одной из зон днища противня быстрее, чем в остальных, получая излишнее тепло, перегревается и подгорает. Для предотвращения таких местных перегревов снижают общий уровень подвода тепла, в том числе и к остальным зонам днища противня, что значительно увеличивает длительность процесса сушки.

Наиболее близким к предлагаемому противню является противень для сублимационной сушилки, днище которого имеет электрообогрев и выполнено в виде герметичной полости, заполненной на 0,4-0,8 своего объема легкокипящей жидкостью, в которую погружен электронагреватель [А.с. 832281 (СССР). - Опубл. в БИ, 1981, №19].

Недостатком противня по авт. св. №832281 является то, что его конструкция не предусматривает защиты от беспрепятственного растекания жидкости по внутренней стороне верхней части герметичной полости днища, особенно выраженного при не строго горизонтальной его установке. Вследствие этого жидкость, конденсирующаяся под определенным сушимым образцом, перетекает под соседние куски, ухудшая саморегулирование подвода тепла. Такое нарушение саморегулирования теплоподвода по площади днища снижает возможности интенсификации сушки из-за перегревов уже высохших кусков.

Задача настоящего изобретения - разработка противня, обеспечивающего интенсификацию процесса сушки за счет более качественного саморегулирования теплоподвода по площади днища.

Техническим результатом является улучшение саморегулирования тепловых потоков к сушимому продукту.

Технический результат достигается тем, что в противне, днище которого выполнено в виде герметичной полости, заполненной на 0,4-0,8 своего объема легкокипящей жидкостью, в которую погружен электронагреватель, верхняя часть полости днища выполнена из материала, обладающего обратимой памятью формы.

Днище, обладающее обратимой памятью формы, самопроизвольно (в том числе и под нагрузкой) изменяет свою форму при понижении температуры и восстанавливает исходную форму при повышении температуры. Такое поведение имеют известные материалы определенного состава, подвергнувшиеся специальной механической и термической обработке. В частности, восстановление формы происходит в сплавах с термоупругим мартенситом, таких как Ni-Al, Ti-Ni, Cu-Zn-Al, Cu-Zn-Sn, и в ряде других двойных, тройных и многокомпонентных систем [Физическая энциклопедия / Гл. ред. А.М.Прохоров. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. - Том 3, с.526-527].

Благодаря тому, что верхняя часть герметичной полости днища выполнена из материала, обладающего обратимой памятью формы, при понижении температуры, воспринимаемой от замороженной части продукта, она прогибается выпуклостью вверх, а при повышении температуры (в сублимационных сушилках это соответствует случаю, когда продукт уже полностью высох и прогрелся) она прогибается выпуклостью вниз. Эти прогибы, даже относительно небольшие, оказывают существенное влияние на интенсивность конденсации легкокипящей жидкости в той или иной зоне днища, а следовательно, и на интенсивность теплоподвода к продукту в этих зонах. Это объясняется тем, что приподнятые участки дна быстрее освобождаются от пленки жидкого конденсата, а это резко увеличивает коэффициент теплоотдачи при конденсации и теплоподвод к сушимому продукту. Высохший же продукт подвода тепла не требует и, поэтому стекающий под него конденсат своим термическим сопротивлением не тормозит процесс сушки, чем и обеспечивается улучшение саморегулирования тепловых потоков к сушимому продукту.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемый технический результат.

На чертеже изображен предлагаемый противень, продольный разрез.

Противень имеет боковые стенки 1, днище 2 в виде герметичной полости, заполненной легкокипящей жидкостью 3, в которую погружен электронагреватель 4, подсоединенный через проходные контакты 5 электрическими кабелями 6 к системе электрического питания, защиты и управления, состоящей из магнитного пускателя 7 и реле давления 8. В качестве легкокипящей жидкости возможно применение воды или других теплоносителей. Реле давления 8 управляет электроподводом к противню, а также защищает от чрезмерного (аварийного) повышения давления в герметичной полости днища.

Противень работает следующим образом.

Сушимый продукт 9 размещают на верхней части днища 10 и через магнитный пускатель 7 подают на нагреватель 4 электрическое напряжение. Тепло, выделяемое нагревателем 4, превращает в пар жидкость 3. Пар конденсируется на поверхности 10 внутри герметичной полости, выделяя при этом тепло, необходимое для сушки продукта 9. Интенсивность процесса сушки прямо пропорциональна интенсивности процесса конденсации пара.

В предлагаемом противне верхняя часть 10 герметичной полости днища изготовлена из материала, обладающего памятью формы с таким расчетом, что при пониженных температурах, воспринимаемых от замороженной части 11 продукта 9, она прогибается выпуклостью вверх, а при повышении температуры (в сублимационных сушилках это соответствует случаю, когда продукт 9 уже полностью высох и прогрелся) она прогибается выпуклостью вниз. Эти прогибы, даже относительно небольшие (3-5 мм), оказывают существенное влияние на интенсивность конденсации легкокипящей жидкости в той или иной зоне днища, а следовательно, и на интенсивность теплоподвода к продукту в этих зонах. Приподнятые участки дна быстрее освобождаются от пленки жидкого конденсата, что резко увеличивает коэффициент теплоотдачи и теплоподвод к сушимому продукту. Высохший продукт подвода тепла не требует и поэтому стекающий под него конденсат не тормозит процесс.

Противень, днище которого выполнено в виде герметичной полости, заполненной на 0,4-0,8 своего объема легкокипящей жидкостью, в которую погружен электронагреватель, отличающийся тем, что верхняя часть полости днища выполнена из материала, обладающего обратимой памятью формы.