Сушильная установка с инертной насадкой

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Установка содержит сушильную камеру, батарейный циклонный фильтр, теплогенератор, вентиляционный блок, постамент, воздухопровод, роторный затвор, дефлектор и насос, теплогенератор для очистки и подогрева воздуха. Воздух, всасываемый в теплогенератор, проходит через фильтр, направляется вдоль газовых горелок, нагревается и поступает в сушильную камеру. Вентиляционный блок состоит из двух высоконапорных вентиляторов, соединенных последовательно. Роторный затвор для автоматической разгрузки бункера состоит из корпуса, в котором размещен ротор, вращающийся с помощью мотора-редуктора. Сушильная камера выполнена в форме конуса с плавным переходом в цилиндр в верхней части. В центре камеры по оси установлен обтекатель. У основания между корпусом и обтекателем предусмотрен зазор для всасывания воздуха. В нижней части камеры расположены форсунки для распыления продукта, которые выполнены в виде акустических форсунок, каждая из которых состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора. Распылитель закреплен в корпусе посредством кольца и выполнен в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика. Центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками. Изобретение позволяет повысить производительность сушки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка по а.с. СССР №1128071, 1984 г., содержащая сушильную камеру, батарейный циклонный фильтр, постамент, воздухопровод, дефлектор и насос, теплогенератор для очистки и подогрева воздуха, состоящий из каркаса, по обе стороны которого закреплены терморадиационные газовые горелки, разделенные перегородкой, а в верхней части теплогенератора расположен заборный раструб, в котором смонтированы заборные фильтры, причем всасываемый в него воздух проходит через фильтр, направляется вдоль газовых горелок, нагревается и поступает в сушильную камеру, причем вентиляционный блок состоит из двух высоконапорных вентиляторов, соединенных последовательно и установленных на одной раме (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в сушильной установке с инертной насадкой, содержащей сушильную камеру, батарейный циклонный фильтр, постамент, воздухопровод, дефлектор и насос, теплогенератор для очистки и подогрева воздуха, состоящий из каркаса, по обе стороны которого закреплены терморадиационные газовые горелки, разделенные перегородкой, а в верхней части теплогенератора расположен заборный раструб, в котором смонтированы заборные фильтры, причем всасываемый в него воздух проходит через фильтр, направляется вдоль газовых горелок, нагревается и поступает в сушильную камеру, причем вентиляционный блок состоит из двух высоконапорных вентиляторов, соединенных последовательно и установленных на одной раме, роторный затвор для автоматической разгрузки бункера состоит из корпуса, в котором размещен ротор, вращающийся с помощью мотора-редуктора, при этом сушильная камера выполнена в форме конуса с плавным переходом в цилиндр в верхней части, а в центре камеры по оси установлен обтекатель, у основания между корпусом и обтекателем предусмотрен зазор для всасывания воздуха, а в нижней части камеры расположены акустические форсунки для распыления продукта, каждая из которых состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, кольца с конической поверхностью, связанного с корпусом, и распылителя, закрепленного в корпусе посредством кольца и выполненного в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.

На фиг.1 показана схема сушильной установки взвешенного слоя с инертной насадкой, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.

Сушильная установка с инертной насадкой состоит из сушильной камеры 1 (фиг.1) батарейного циклонного фильтра 2, теплогенератора 3, вентиляционного блока 4, постамента 5, воздухопровода 6, роторного затвора 7, дефлектора 8, насоса 9 и электрошкафа управления.

Теплогенератор для очистки и подогрева воздуха состоит из каркаса, по обе стороны которого закреплены терморадиационные газовые горелки, разделенные перегородкой. В верхней части теплогенератора расположен заборный раструб, в котором смонтированы заборные фильтры. Воздух, всасываемый в теплогенератор, проходит через фильтр, направляется вдоль газовых горелок, нагревается и поступает в сушильную камеру.

Вентиляторный блок состоит из двух высоконапорных вентиляторов, соединенных последовательно и установленных на одной раме.

Роторный затвор для автоматической разгрузки бункера состоит из корпуса, в котором размещен ротор, вращающийся с помощью мотора-редуктора. Затвор прикрепляется к выгрузному отверстию бункера. В нижней части затвора укреплена горловина, присоединяющаяся к продуктовой таре.

Сушильная камера выполнена в форме конуса с плавным переходом в цилиндр в верхней части. В центре камеры по оси установлен обтекатель, у основания между корпусом и обтекателем предусмотрен зазор для всасывания воздуха. В нижней части камеры расположены форсунки для распыления продукта. В камере имеется люк для осмотра и чистки и смотровые окна для наблюдения за процессом сушки.

Внутрь камеры засыпают инертные тела кубической, призматической, сферической формы, которые изготавливают, напримериз фторопласта (габаритные размеры тел в поперечнике порядка 4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм).

В качестве распылителя используется акустическая форсунка (фиг.2), которая содержит корпус 10 с размещенным внутри стаканом 21 и стержнем 19 с коническим буртиком 20, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей 13 и 14. Кольцо 15 выполнено с конической поверхностью 16, связанное с корпусом 10, а распылитель закреплен в корпусе 10 посредством кольца и выполнен в виде кольцевой полости 12, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 18, в которой равномерно расположены отверстия 17 для подачи жидкости. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости 25, расположенной в теле центрального стержня 19, соосно расположенного в стакане 21, соосном корпусу 10, причем сферическая полость 25 соединена калиброванным отверстием 26 с кольцевой щелью 14, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика 20, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 24. Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 14, образованной торцевыми плоскостями 22 стакана 21 и стержня 19 со стороны конической поверхности буртика 20, посредством установки между днищем стакана 21 и торцом стержня 19 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 20, калиброванных прокладок 23, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

Для интенсификации процесса сушки фитохимических препаратов путем ускорения истирания с поверхности инертных частиц пленки высушенного продукта над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата 1 натянуты проволочные упругие струны (не показано). При ожижении слоя инертные частицы ударяются о натянутые струны, что способствует истиранию с их поверхности пленки высушенного продукта.

Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с.

Сушильная установка с инертной насадкой работает следующим образом.

Продукт, предназначенный для сушки, подают насосом 9 через диспергирующие форсунки в зону восходящего потока инертных тел, находящихся в сушильной камере. При этом обеспечивается нанесение жидкого продукта на поверхность инертных тел и высушивание его в режиме активного кипения за счет подвода теплоносителя через кольцевую щель.

Очищение инертных тел от продукта осуществляется при соударении их с отбойной решеткой. Высушенный продукт выносится в циклон, где и происходит разделение продукта и теплоносителя.

Батарейный циклонный фильтр для сухой инерционной очистки воздуха, выходящего из сушильной камеры, состоит из циклонов, сходящихся в один бункер конической формы. Входящие и выходящие патрубки циклонов соединены коллекторными отводами. Для снижения газодинамического сопротивления патрубки выполнены с тангенциальным входом.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 11, где встречает на своем пути резонатор 25, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 13 посредством калиброванного отверстия 26. В результате прохождения резонатора 25 распыливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал 12, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 18, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 16 кольца 15. Основные параметры, влияющие на эффективность работы такой системы газоочистки: полнота заполнения живого сечения воздуховода водяным туманом; продолжительность контакта воды и воздуха; плотность водяного тумана. Акустические форсунки 2, применяемые для газоочистки выбросного воздуха, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м /мин и воды 1,5...2,2 л/мин. Создаваемый им водяной факел позволяет устанавливать их в воздуховодах диаметром до 600 мм. Нижние рабочие давления сред: воды 1,5 атм; сжатого воздуха - 1,5...2 атм (0,15...0,2 МПа). Сжатый воздух подается по центральному каналу, а вода - по кольцевому каналу. С помощью акустических форсунок 2 достигаются высокие степень дробления воды, плотность частиц в факеле водяного тумана и стабильность работы.

В результате соударения частиц пленка истирается, и продукт выносится воздухом из кипящего слоя аппарата 1 в акустическую установку, затем в циклонную группу 6, откуда ссыпается в тару разгрузочного устройства, а влажный воздух выбрасывается в атмосферу.

Высушиваемая жидкость диспергируется и орошает взвешенный слой инертных частиц, которые нагреваются продуваемым горячим газом и служат как передатчик тепла. Влага испаряется с поверхности частиц, и они покрываются тонкой пленкой материала, причем ввиду значительной скорости испарения влаги лимитирующим процесс фактором является стирание с поверхности частиц высушенного продукта.

Фармацевтические препараты, получаемые из растений (фитохимические препараты), обычно получают обезвоживанием их экстрактов процессом, включающим до пяти операций - доупарку, сушку, измельчение, просев и смешивание. Эти препараты часто являются термолабильными, и поэтому при обезвоживании обычными методами продукт получается пониженного качества, часто снижается его биологическая активность.

В предложенной сушилке все ранее требуемые операции совмещаются и сводятся к одному процессу в аппарате 1 кипящего слоя с инертной насадкой.

Она применима для обезвоживания водных растворов и экстрактов таких фитохимических препаратов, как даукарин, экстракт алтейного корня и др., и позволяет обезвоживать эти растворы с концентрацией до 25% (при их предварительной доупарке) и рассчитана для работы с сушильным агентом с температурой до 150°С. При этом сушилка с решеткой диаметром 400 мм обеспечивает производительность до 30 кг/ч по испаренной влаге.

При этом показатели биологической активности соответствуют техническим условиям или являются более высокими. Съем продукта с единицы объема аппарата и единицы площади производственного помещения соответственно в 9 и 2,5 раза больше, чем у обычных распылительных сушилок.

Применение достаточного количества струн для каждого конкретного фитохимического препарата и размеров сушилки позволяет интенсифицировать процесс истирания пленки материалов, что обеспечивает увеличение производительности сушилки.

1. Сушильная установка с инертной насадкой, содержащая сушильную камеру, батарейный циклонный фильтр, постамент, воздухопровод, дефлектор и насос, теплогенератор для очистки и подогрева воздуха, состоящий из каркаса, по обе стороны которого закреплены терморадиационные газовые горелки, разделенные перегородкой, а в верхней части теплогенератора расположен заборный раструб, в котором смонтированы заборные фильтры, причем всасываемый и него воздух проходит через фильтр, направляется вдоль газовых горелок, нагревается и поступает в сушильную камеру, вентиляционный блок состоящий из двух высоконапорных вентиляторов, соединенных последовательно и установленных на одной раме, роторный затвор для автоматической разгрузки бункера, состоящий из корпуса, в котором размещен ротор, вращающийся с помощью мотора-редуктора, при этом сушильная камера выполнена в форме конуса с плавным переходом в цилиндр в верхней части, а в центре камеры по оси установлен обтекатель, у основания между корпусом и обтекателем предусмотрен зазор для всасывания воздуха, а в нижней части камеры расположены акустические форсунки для распыления продукта, каждая из которых состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, кольца с конической поверхностью, связанного с корпусом, и распылителя, закрепленного в корпусе посредством кольца и выполненного в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, при этом резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.

2. Сушильная установка с инертной насадкой по п.1, отличающаяся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцем центрального стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.