Сушилка с инертной насадкой

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушилка содержит загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха. Сушильная камера содержит аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой. Рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта. Над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата натянуты проволочные упругие струны. Распылитель выполнен в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей. Каждая форсунка состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком. Распылитель жидкости 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. Стержень установлен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения. 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, состоящий 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 сушилке с инертной насадкой, содержащей загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, систему очистки отработанного воздуха, аппарат кипящего слоя с распределительной решеткой, калориферы паровой и электрический, напорный и вытяжной вентиляторы, входной воздушный фильтр, циклонную группу с разгрузочным устройством, на входе которой установлена акустическая установка, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат кипящего слоя через акустические форсунки, мерник горячей воды для промывки и дозирующий насос, причем рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта размером 4,5×4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм и диаметре 400 мм, причем над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата натянуты проволочные упругие струны, при этом 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, при этом каждая из акустических форсунок 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, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, закрепленный в корпусе посредством кольца и выполненный 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 сушилки взвешенного слоя с инертной насадкой, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.

Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой содержит аппарат кипящего слоя 1 с распределительной решеткой, калориферы паровой 2 и электрический 3, напорный 5 и вытяжной 4 вентиляторы, входной воздушный фильтр, циклонную группу 6 с разгрузочным устройством, на входе которой установлена акустическая установка, бак для исходного раствора 7, поступающего в аппарат через распылительные форсунки 8, мерник горячей воды для промывки и дозирующий насос 9. Рабочая камера аппарата 1 кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта размером 4,5×4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм.

В качестве распылителя 8 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 торцем стержня 19 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 20, калиброванных прокладок 23, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

Резонатор форсунки может быть выполнен в виде тороидальной полости (на чертеже не показано), ось которой расположена соосно корпусу, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика.

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 (на чертеже 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.

Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой работает следующим образом.

Процесс сушки начинается после включения калориферов 2, 3 и вентиляторов 4 и 5. Потоком воздуха слой инертных частиц сжижается. После нагрева частиц до 100°С начинается подача на них раствора из бака 7 через распылительные форсунки 8, выполненные в виде пневматических акустических форсунок; при этом влага испаряется и сухой продукт покрывает инертные частицы тонким слоем. Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 11, где встречает на своем пути резонатор, выполненный в виде сферической полости 25, соединенной с кольцевой щелью 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 кольцевую полость 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 м³/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. Сушилка с инертной насадкой, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, систему очистки отработанного воздуха, аппарат кипящего слоя с рабочей камерой с распределительной решеткой, калориферы паровой и электрический, напорный и вытяжной вентиляторы, входной воздушный фильтр, циклонную группу с разгрузочным устройством, на входе которой установлена акустическая установка, бак для исходного раствора, поступающего в аппарат кипящего слоя через акустические форсунки, мерник горячей воды для промывки и дозирующий насос, причем рабочая камера аппарата кипящего слоя расположена в его нижней части и заполнена инертными частицами из фторопласта размером 4,5×4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм и диаметре 400 мм, а над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры аппарата натянуты проволочные упругие струны, при этом 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, при этом каждая из акустических форсунок 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, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, при этом сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень установлен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.

2. Сушилка 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.