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 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 проходит через фильтр, направляется вдоль газовых горелок, нагревается и поступает в сушильную камеру. Вентиляционный блок состоит из двух высоконапорных вентиляторов, соединенных последовательно и установленных на одной раме. 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 акустические форсунки для распыления продукта, каждая из которых содержит распылитель в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей. Резонатор форсунки выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки. В сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора. Срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора. Изобретение позволяет повысить производительность сушки. 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 №553424, 03.05.1977, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха (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, теплогенератор, вентиляционный блок, постамент, воздухопровод, роторный затвор, дефлектор и насос, 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, причем 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 и установленных на одной раме. Роторный затвор для автоматической разгрузки бункера состоит из корпуса, в котором размещен ротор, вращающийся с помощью мотор-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, а в нижней части камеры расположены форсунки для распыления продукта, которые выполнены в виде пневматических акустических форсунок, каждая из которых содержит резонатор в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора. Срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.
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 (не показан).
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 мотор-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, например, из фторопласта (габаритные размеры тел в поперечнике порядка 4 мм при высоте рабочей камеры 500 мм).
В качестве распылителя используется пневматическая акустическая форсунка (фиг.2), содержащая полый корпус 10 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями, с размещенным в нем резонатором 18 и полостью 14 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.
На полом цилиндрическом стержне 16, жестко связанном с корпусом 10, установлена распределительная головка 26 для подачи исходного раствора через штуцер 15, при этом между стержнем 16 и корпусом 10 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 14, имеется кольцевой зазор 17. Резонатор 18 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 10, обращенной к распределительной головке 26. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием 19 с зазором 17 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 10 и стержнем 16 распределительной головки 26. В сечении, перпендикулярном оси стержня 16, зазор 17 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 26 выполнена в виде корпуса 23 с крышкой 22 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 26 расположен коллектор 24 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 27, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 16 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 22 и корпусе 23 распределительной головки 26, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 16 каналами 21 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 21 расположен на конической поверхности крышки 22 распределительной головки 26, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.
Резонатор 18 может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно стержню 16 распределительной головки 26, а его полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 19 с кольцевым зазором 17 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 10 и стержнем 16 распределительной головки 26. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 16 распределительной головки 26, и образованного в ее крышке 22 посредством пластины 20, жестко прикрепленной к стержню 16, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 22, по крайней мере, тремя крепежными элементами 28 с образованием радиального кольцевого зазора.
Для интенсификации процесса сушки фитохимических препаратов путем ускорения истирания с поверхности инертных частиц пленки высушенного продукта над плоскостью распределительной решетки рабочей камеры сушильной камеры 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 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 штуцеру 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 14 воздух направляется в кольцевой зазор 17 между стержнем 16 и корпусом 10, где встречает на своем пути резонатор 18, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 17 посредством калиброванного отверстия 19. В результате прохождения резонатора 18 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 распределительную головку 26 через полый стержень 16, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 18. Эта пленка 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 крышки 22 распределительной головки 26.
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, 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 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, 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 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.
Сушильная установка с инертной насадкой, содержащая сушильную камеру, батарейный циклонный фильтр, теплогенератор для очистки и подогрева воздуха, вентиляционный блок, постамент, воздухопровод, роторный затвор, дефлектор и насос, причем теплогенератор состоит 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, с возможностью прохода через них воздуха вдоль газовых горелок с его нагревом и поступлением в сушильную камеру, вентиляционный блок состоит из двух высоконапорных вентиляторов, соединенных последовательно и установленных на одной раме, а роторный затвор для автоматической разгрузки бункера состоит из корпуса, в котором размещен ротор, приводимый в действие с помощью мотор-редуктора, сушильная камера имеет форму конуса с переходом в цилиндр в верхней части, 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 раствора продукта, каждая из которых содержит резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса форсунки, обращенной к ее распределительной головке, при этом сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса форсунки и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка содержит корпус с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе выполнен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора продукта, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.
