Установка для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов
Владельцы патента RU 2597196:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства, ФГБНУ ВНИИМЖ (RU)
Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки продуктов растительного и животного происхождения. Установка содержит сублимационную камеру, тележки, противни, нагреватель. Сублимационная установка содержит две автономно работающие сублимационные камеры, разделенные теплоизоляционной перегородкой, каждая из которых с пяти сторон выполнена двустенной с расстоянием между стенками δ для циркуляции замкнутой системы подогрева. Система выполнена в виде паровой рубашки, снабженной независимым подводом пара. Каждая сублимационная камера имеет тележку с противнями, теплоизоляционные герметично закрывающиеся двери и отдельные вакуум-провода. Обе сублимационные камеры покрыты теплоизоляционным материалом. В нижней части каждой сублимационной камеры установлен кран для отвода конденсата. Использование изобретения позволит обеспечить непрерывность работы установки при снижении удельных затрат энергии. 1 ил.
Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, комбикормовой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения.
Известно «Устройство для вакуумной сушки термолабильных материалов» (патент RU №2357166, F26B 5/06, 27.05.2009 г.), содержащее рабочую камеру, в которой размещены полки, десублиматор, нагревательное устройство, система вакуумирования, холодоснабжения и др.
Электроподогрев противней нерационален, так как при этом низкий КПД использования топлива, размещение в рабочей камере сублиматора и десублиматора нетехнологично и негигиенично, установка малопроизводительна.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является «Установка для сублимационной сушки» (а.с. SU №1430699, F26B 5/06, 15.10.1988 г.) - принята за прототип, содержащая вакуумную камеру и размещенные в ней конденсаторы, тележки с рядами ребристых противней и нагреватель.
Горизонтальные ответвления 11, введенные в зазоры между парами противней 4 и 5, занимают рабочий объем и создают неудобства в работе, пористая проставка 7 между горизонтальными каналами замедляет удаление паров из обрабатываемого материала; скалывание вручную льда с конденсаторов трудоемко и приводит к простою установки; совмещение сублимационной камеры с камерой десублимации негигиенично; установка не позволяет сублимировать крупнокусковой материал.
Задачей предлагаемого изобретения является полное использование объема сублимационной камеры обрабатываемым материалом, возможность сублимации крупнокусковых материалов (например, разделанную рыбу, оленину, крупно порезанные овощи, фрукты и др.), обеспечение непрерывной работы установки, снижение удельных затрат энергии.
Поставленная задача достигается тем, что в установке для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов, включающей сублимационную камеру, тележки, противни, нагреватель, новым является то, что сублимационная установка содержит две автономно работающие сублимационные камеры, разделенные теплоизоляционной перегородкой, каждая из которых с пяти сторон выполнена двустенной с расстоянием между стенками δ для циркуляции замкнутой системы подогрева, выполненной в виде паровой рубашки, снабженной независимым подводом пара, при этом каждая сублимационная камера имеет тележку с противнями, теплоизоляционные герметично закрывающиеся двери и отдельные вакуум-провода, причем обе сублимационные камеры покрыты теплоизоляционным материалом, а в нижней части каждой сублимационной камеры установлен кран для отвода конденсата.
Физический смысл сублимационной сушки заключается в превращении воды, содержащейся в сырье, в лед с последующим превращением его в пар, минуя жидкую фазу. При этом способе сушки 90% влаги находится в твердом состоянии - лед - замерзшая вода (молекулы) и отсасывается вакуумом, вследствие чего испарение значительного количества влаги не вызывает заметных изменений структуры обезвоживаемого материала. Высушенный продукт имеет пористую губчатую структуру и объем, примерно равный первоначальному, причем исходное содержание структурных элементов сохраняется, как бы закрепляется. Полученный продукт обладает способностью к быстрому и почти полному обводнению, а также практически сохраняет первоначальные свойства.
Существующие сублимационные установки рассчитаны на сушку измельченных продуктов размерами 1,0-10 мм. Возникла необходимость в сушке крупнокусковых продуктов: разделанной рыбы, мяса оленей, овощей и фруктов, для этого необходимы соответствующие размеры сублимационных камер и технологические режимы.
Для обеспечения непрерывной работы всех систем и повышения производительности установки предусмотрены две автономно работающие сублимационные камеры, что позволяет без остановки процесса осуществлять загрузку, разгрузку и санитарную обработку любой из них.
Выполнение сублимационных камер с пяти сторон двустенными связано с необходимостью поддержания равномерной, одинаковой температуры в каждой точке объема камеры, и также равномерного теплонагрева обрабатываемого продукта.
Покрытие обеих сублимационных камер теплоизоляционным материалом вызвано сохранением (снижением потерь) тепла, а теплоизоляционная перегородка между сублимационными камерами исключает потери тепла любой из них при разгрузки.
Расстояние между стенками тепловой рубашки δ связано с коэффициентом теплопередачи и определено опытным путем; для малопроизводительных установок δ=20-30 мм, для крупных - 40-50 мм.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. - схема установки для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов.
Сублимационная установка содержит две автономно работающие сублимационные камеры 1, 2 (см. фиг.), выполненные с пяти сторон двустенными с расстоянием между стенками δ, в полости которых циркулирует замкнутая система подогрева, в виде паровой рубашки, соединенная с независимыми подводами пара 3, 4 снабженные задвижками 5, 6. Сублимационные камеры 1, 2, разделенные теплоизоляционной перегородкой 7, имеют теплоизоляционные герметично закрывающиеся двери 8, 9 и вакуум-проводы 10, 11. Внутри сублимационных камер 1, 2 помещаются тележки 12, 13 с противнями, в нижней части сублимационных камер 1, 2 установлены краны 14, 15 для отвода конденсата, а в верхней части краны 16, 17 для выпуска остатков пара из паровых рубашек и их промывки, при этом сами сублимационные камеры 1, 2 покрыты теплоизоляционным материалом 18.
Установка для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов работает следующим образом.
Предварительно замороженные в противнях крупнокусковые (разделанная рыба, овощи, фрукты), а также возможно мелкоизмельченные (1,0-10 мм) обрабатываемые материалы помещаются в тележку 12 (фиг.) и загружаются в сублимационную камеру 1, закрывается дверь 8, включается в работу вакуум-привод (на фиг. не показан), а через подвод пара 3 при открытой задвижке 5 в паровую рубашку сублимационной камеры 1 подается пар и сублимационная установка 1 начинает функционировать. Далее подготовленные обрабатываемые материалы помещаются в тележку 13 и загружаются в сублимационную камеру 2, закрывается дверь 9, включается в работу вакуум-привод (на фиг. не показан), а через подвод пара 4 при открытой задвижке 6 в паровую рубашку сублимационной камеры 2 подается пар и сублимационная установка 2 также начинает работу. Происходит сублимация: равномерный нагрев продукта с испарением влаги в виде замороженных молекул воды, выходящих через вакуум-провода 10, 11, а через краны 14, 15 осуществляется отвод конденсата при открытых кранах 16, 17 в паровых рубашках. При достижении заданной влажности обрабатываемого продукта в сублимационной камере 1 разгрузка производится в следующей последовательности: закрывается задвижка 5 подвода пара 3, отключается вакуум-провод 10, открывается дверь 8, выгружается тележка 12 и осуществляется санитарная обработка сублимационной камеры 1 и промывка паровой рубашки. При этом сублимационная камера 2 продолжает работу в заданном режиме. Затем сублимационная камера 1 загружается новой порцией обрабатываемого материала и включается в работу в вышеизложенной последовательности. По достижении заданной влажности обрабатываемого продукта в сублимационной камере 2 осуществляется ее разгрузка аналогично сублимационной камере 1 и дальнейшая очередная загрузка. За счет попеременной загрузки и разгрузки сублимационных камер 1, 2 сама установка для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов работает непрерывно. Вышеизложенный процесс относится к сублимации однотипных продуктов. При обработке продуктов разных видов, размеров и влажности разгрузка в сублимационных камерах осуществляется по мере достижения заданной влажности. Наличие покрытия сублимационных камер 1, 2 теплоизоляционным материалом 16 и разделение их теплоизоляционной перегородкой 7 снижает потери тепла во время работы камер, а также при разгрузке и загрузке.
Таким образом, использование предлагаемой установки для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов позволяет при полном использовании объема сублимационных камер и их попеременной загрузки и разгрузки обеспечить непрерывность работы установки и снижение удельных затрат энергии.
Установка для сублимации крупнокусковых продуктов и кормов, включающая сублимационную камеру, тележки, противни, нагреватель, отличающаяся тем, что сублимационная камера разделена теплоизоляционной перегородкой на две автономно работающие камеры, каждая из которых с пяти сторон выполнена двустенной с расстоянием между стенками δ для циркуляции замкнутой системы подогрева, выполненной в виде паровой рубашки, снабженной независимым подводом пара, при этом каждая сублимационная камера имеет тележку с противнями, теплоизоляционные герметично закрывающиеся двери и отдельные вакуум-провода, причем обе сублимационные камеры покрыты теплоизоляционным материалом, а в нижней части каждой сублимационной камеры установлен кран для отвода конденсата.
