Барабанная сушилка для продуктов, подверженных комкообразованию

Изобретение относится к технике обработки сыпучих материалов во вращающемся барабане и может быть применено в пищевой, химической и других отраслях промышленности. В барабанной сушилке для продуктов, подверженных комкообразованию, состоящей из корпуса с канальными насадками, привода, загрузочного питателя, разгрузочного бункера и устройств для подачи и нагрева теплоносителя, новым является то, что дополнительно на канальных насадках установлены лопатки с криволинейным профилем, имеющим участки с выпуклой и прямолинейной поверхностями, причем на участке с выпуклой поверхностью лопатки снабжены сквозными отверстиями, при этом наличие по длине барабана лопаток с криволинейным профилем имеется только на участке барабана, предназначенного для периода постоянной скорости сушки, причем лопатки могут быть выполнены с перфорациями, проходное сечение которых больше, чем характерные размеры отдельных частиц сыпучего продукта. Изобретение должно обеспечить повышение качества готового продукта и снижение удельных энергозатрат, сепарацию крупных комков продукта от мелкодисперсной фракции продукта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к технике обработки сыпучих материалов во вращающемся барабане и может быть применено в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известна барабанная сушилка с периферийной лопастной насадкой (Патент РФ №2204772, F 26 В 11/04, БИ №14, 2003 г.), состоящей из корпуса с лопатками, выполненными с профилем, построенным в полярных координатах, по уравнению

где а - максимальное значение радиуса, м; ϕ - угол поворота лопатки, и ориентированы относительно корпуса барабана таким образом, что прямая, проведенная через ось вращения барабана и начало координат профиля лопатки, имеет угол с касательной к профилю лопатки, проведенной из начала координат, равный углу естественного откоса сыпучего материала, причем от начала координат профиля до точки касания профиля лопатки с корпусом барабана в направлении против часовой стрелки лопатка имеет открытый участок.

Недостатками известной барабанной сушилки с периферийной лопастной насадкой является то, что продукт ссыпается с насадки и распределяется равномерно по всему поперечному сечению барабана, что ведет к образованию неравномерной толщины слоя продукта и соответственно неэффективному использованию теплоносителя, т.к. последний стремится выйти на поверхность продукта в местах с малой толщиной слоя, т.е. на его периферии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту по решаемой задаче является сушильный барабан с канальными насадками (Патент РФ №1838735, F 26 В 25/16, БИ №32, 1993 г.), состоящий из корпуса с канальными насадками, привода, загрузочного питателя, разгрузочного бункера и устройств для подачи и нагрева теплоносителя.

Недостатками известного сушильного барабана с канальными насадками являются комкообразование некоторых сыпучих материалов (например, сахара, соли и т.п.), особенно в первый период сушки, когда в продукте имеется свободная влага, способствующая его слипанию, а также низкая эффективность использования теплоносителя из-за неравномерности толщины слоя продукта в поперечном сечении барабана.

Технической задачей изобретения является повышение качества продукта за счет снижения комкообразования и повышение эффективности использования теплоносителя за счет выравнивания толщины слоя продукта в поперечном сечении барабана путем увеличения количества продукта на периферии слоя.

Техническая задача достигается тем, что в барабанной сушилке для продуктов, подверженных комкообразованию, состоящей из корпуса с канальными насадками, привода, загрузочного питателя, разгрузочного бункера и устройств для подачи и нагрева теплоносителя, новым является то, что дополнительно на канальных насадках установлены лопатки с криволинейным профилем, имеющим участки с выпуклой и прямолинейной поверхностями, причем на участке с выпуклой поверхностью лопатки снабжены сквозными отверстиями, при этом наличие по длине барабана лопаток с криволинейным профилем имеется только на участке барабана, предназначенного для периода постоянной скорости сушки, причем лопатки могут быть выполнены с перфорациями, проходное сечение которых больше, чем характерные размеры отдельных частиц сыпучего продукта.

Технический результат заключается в повышении качества продукта за счет снижения комкообразования и повышении эффективности использования теплоносителя за счет выравнивания слоя продукта в поперечном сечении барабана путем увеличения количества продукта на периферии слоя.

На фиг.1 представлена схема барабанной сушилки с характерным графиком кинетики сушки, на фиг.2 - поперечное сечение барабана со схемой осуществления в нем процесса перемешивания и сушки, на фиг.3 - увеличенный фрагмент поперечного сечения барабана.

Барабанная сушилка для продуктов, подверженных комкообразованию (фиг.1), состоит из корпуса 1 с канальными насадками 2, привода 3, загрузочного питателя 4, разгрузочного бункера 5 и устройств для подачи 6 и нагрева теплоносителя 7. При этом на канальных насадках 2 дополнительно установлены лопатки 8 с криволинейным профилем, имеющим участки с выпуклой I и прямолинейной II поверхностями.

Комбинированный характер профиля вызван необходимостью забора из слоя крупных комков продукта в углубление лопатки 8, их подъема и своевременного сброса в противоположной стороне от забора на жесткие выпуклые части лопаток 8, что обеспечивает эффективную деструкцию комков и образование мениска в поперечном сечении слоя продукта, т.е. увеличивающего на периферии толщину слоя и соответственно его выравнивание, а это позволяет наиболее полноценно использовать сушильный потенциал теплоносителя.

Кроме этого, лопатки 8 на участке с выпуклой поверхностью I снабжены сквозными отверстиями 9, которые призваны осуществлять сепарацию (отделение) крупных комков от остальной мелкодисперсной части продукта и создавать тем самым утолщение слоя в зоне забора продукта лопатками с целью выравнивания слоя в его поперечном сечении и эффективного использования сушильного потенциала теплоносителя.

Лопатки могут быть выполнены полностью с перфорациями, т.е. с отверстиями малых размеров, при этом проходное сечение которых должно быть больше, чем характерные размеры отдельных частиц сыпучего продукта.

Наличие по длине корпуса 1 дополнительных лопаток 8 с криволинейным профилем имеется только на участке корпуса 1, предназначенного для периода постоянной скорости сушки. При этом размещение дополнительных лопаток 8 только на данном участке корпуса 1 обусловлено тем, что до критической точки К (соответствует периоду постоянной скорости сушки) в продукте имеется значительное количество несвязанной влаги, способствующей слипанию и соответственно комкообразованию продукта (фиг.1), и поэтому необходимо разрушать образующиеся комки продукта путем их подъема в верхнюю часть корпуса барабанной сушилки и сброса их на выпуклую жесткую поверхность лопаток. При этом на подъем комков продукта затрачивается дополнительная энергия. А на участке корпуса, соответствующем периоду падающей скорости сушки, когда в внутри продукта осталась только связанная влага и сам продукт при удалении межкристаллической влаги становится легкосыпучим, т.е. от критической точки К и до конца корпуса 1 (участок соответствует периоду падающей скорости сушки) нет необходимости использовать дополнительные лопатки 2, что позволяет сэкономить часть энергии, связанной с отсутствием перемешивания сыпучего продукта лопатками 2 в этой зоне.

Барабанная сушилка для продуктов, подверженных комкообразованию, работает следующим образом.

Корпус 1 барабанной сушилки (фиг.1) приводится во вращение посредством привода 3, и одновременно начинают подавать в него через загрузочный питатель 4 запирающего типа исходный влажный сыпучий материал, и непрерывно подают теплоноситель устройством (вентилятором) 6 через устройство нагрева (калорифер) 7, где он нагревается до предельно допустимой температуры t_c, обусловленной свойствами продукта (например, для молочного сахара t_c=80°С), только в те в канальные насадки 2, непосредственно над которыми находится высушиваемый продукт. При этом обеспечивается режим активной фильтрации теплоносителя через плотный движущийся слой материала. Сушка продукта осуществляется в поперечном токе теплоносителя от начальной влажности W_н до конечной, близкой к равновесной W_p (например, для молочного сахара W_p=1,5%). В первом периоде сушки (т.е. до точки К, соответствующей критическому влагосодержанию W_к продукта) за счет наличия межкристаллической несвязанной влаги происходит образование комков продукта, которые захватываются дополнительно установленными лопатками 8, поднимаются в верхнюю часть корпуса 1 барабанной сушилки и сбрасываются в противоположной стороне от забора на жесткие выпуклые части лопаток 8, что вызывает их разрушение с образованием повышенного количества дисперсной фракции продукта на периферии слоя в его поперечном сечении.

При заборе крупных комков продукта из слоя лопатками 8 остальная часть мелкодисперсного продукта ссыпается через отверстие 9 (фиг.3), что ведет к увеличению толщины слоя на другой периферийной его стороне.

Преимущества предлагаемой барабанной сушилки для продуктов, подверженных комкообразованию, заключаются в следующем:

- дополнительная установка на канальных насадках лопаток с криволинейным профилем, имеющим участки с выпуклой и прямолинейной поверхностями, позволяют эффективно разрушать образующиеся в процессе сушки комки продукта и тем самым повысить качество готового продукта и снизить удельные энергозатраты;

- выполнение в лопатке на участке с выпуклой поверхностью сквозных отверстий позволяет обеспечить сепарацию крупных комков продукта от мелкодисперсной фракции продукта, что ведет к увеличению толщины на периферии слоя и способствует более эффективному использованию сушильного потенциала теплоносителя,

- наличие по длине корпуса барабанной сушилки лопаток с криволинейным профилем только на участке, предназначенным для периода постоянной скорости сушки, позволяет уменьшить мощность привода за счет экономии части энергии при отсутствии интенсивного перемешивания продукта на участке, соответствующем периоду падающей скорости сушки.

1. Барабанная сушилка для продуктов, подверженных комкообразованию, состоящая из корпуса с канальными насадками, привода, загрузочного питателя, разгрузочного бункера и устройств для подачи и нагрева теплоносителя, отличающаяся тем, что дополнительно на канальных насадках установлены лопатки с криволинейным профилем, имеющим участки с выпуклой и прямолинейной поверхностями, причем на участке с выпуклой поверхностью лопатки снабжены сквозными отверстиями, при этом наличие по длине корпуса лопаток с криволинейным профилем имеется только на участке корпуса, предназначенного для периода постоянной скорости сушки.

2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что лопатки выполнены с перфорациями, проходное сечение которых больше, чем характерные размеры отдельных частиц сыпучего продукта.