Сушарка для термочутливих матеріалів

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, пищеконцентратной и други х отраслях промышленности, а также в фермерских хозяйствах для переработки и сушки сельскохозяйственного термочувстви тельного сырья. Известна установка для сушки продуктов, содержащая теплоизолированный корпус, перемещаемые в нем стеллажные тележки с поярусно расположенными поддонами для высушиваемого материала, калориферные батареи, выполненные по высоте и ширине равными стенкам тележек, экраны тележек и вентиляторов с воздуховодами [Авт.св. СССР № 891048, кл. F 26 В 9/00,1980]. Несмотря на то, что калориферные батареи выполнены по высоте и ширине равными стенкам тележек, имеют прямоугольное сечение, воздух поступает в камеру перед калорифером из вентилятора по воздуховоду, сечение которого во много раз меньше проходного сечения калорифера, что создает неравномерное распределение воздуха в самом калорифере, а следовательно, и при омывании поддонов, что приводит к неравномерному обдуву и прогреву материала и отрицательно влияет на производительность сушилки и качество готового продукта. Усугубляет низкую эффективность сушилки и то, что поддоны с материалом омываются теплоносителем продольно, процесс тепломассообмена при этом менее интенсивен, чем при поперечном омывании (через слой). Основным недостатком известной сушилки является то, что протекающие в ней процессы сушки материала низкоинтенсивны. В то же время известно, что в вакуумных сушилках процесс сушки протекает более интенсивно (в 3-3,5 раза быстрее, чем при чисто конвективном способе) и при низких температурах, что очень важно для обезвоживания термочувствительных растительных материалов. Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является вакуумная сушилка, содержащая герметичную сушильную камеру в теплоизолированном корпусе, внутри которой размещены два ряда вагонеток с поддонами, паровые калориферы для нагрева и осевые вентиляторы для перемещения воздуха, пароструйный компрессор (эжектор) или насос для создания вакуума и конденсатор [Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок, ГЭИ, М.-Л., 1963, с.188-189, рис.8-7] Известная сушилка работает периодически (циклически). После 15 минутной откачки воздуха с помощью пароструйного компрессора сушильная камера заполняется воздухом и включаются осевые вентиляторы для создания циркуляции воздуха' между вагонетками и калориферами и его нагрева. Нагрев воздуха осуществляется в течение 1 часа, затем вентиляторы останавливаются и в сушильной камере вновь создается вакуум и после многократно повторяющихся циклов заканчивается процесс сушки. Известная вакуумная сушилка позволяет интенсифицировать процесс сушки и достичь низкой конечной влажности высушиваемого материала. Однако известная вакуумная сушилка не является универсальной, так как предназначена для сушки одного вида сырья, например, прессованного сахара-рафинада, для которого характерны определенные исходные данные, что сужает ее технологические возможности. В таком виде известная сушилка не применима для сушки различных видов 'растительных термочувствительных материалов, содержащих биологически ценные вещества. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования известной сушилки для термочувстви тельных материалов, в которой за счет размещения в сушильной камере секций калорифера в рассечку с поддонами, теплоизлучающего экрана с отверстиями, разделяющего ее на две части, а также боковых теплоизлучающих экранов с направляющими, эквидистантными стенкам корпуса сушилки и образующими каналы для циркуляции воздуха, дости гается возможность регулировать температур у воздуха по всей высоте и ширине сушильной камеры, а также поддерживать заданную температуру воздуха на протяжении всего процесса сушки в камере, а следовательно и высушиваемого материала, сушить без ограничения различные виды растительных термочувствительных материалов, в том числе лекарственных и ароматных трав, что позволяет расширить технологические возможности предлагаемой сушильной установки, значительно уменьшить расход теплоты за счет снижения ее потерь в окружающую среду, т к. нагретый воздух не контактирует с наружными стенками корпуса сушилки, что повышает эффективность работы сушилки и при этом позволяет получить готовый продукт высокого качества. Поставленная задача решается тем, что в сушилке для термочувствительных материалов, содержащей сушильную камеру, заключенную в герметичный теплоизолированный корпус, внутри которой размещены перфорированные поддоны для высушиваемого материала, калориферы для подогрева и вентиляторы для перемещения воздуха, и вакуумный насос с конденсатором, согласно изобретению калориферы выполнены из секций, размещенных в сушильной камере в рассечку с поддонами, сушильная камера снабжена теплоизлучающим экраном с отверстиями, разделяющим ее на две части, а по всей длине и высоте сушильной камеры установлены боковые теплоизлучающие экраны с направляющими, эквидистантными стенкам корпуса сушилки, и образующими со стенками корпуса каналы для циркуляции воздуха. Кроме того, задача решается тем, что секции калорифера размещены по высоте сушильной камеры неравномерно, нижняя секция калорифера размещена под нижним рядом поддонов, а остальные на высоте 0,40 и 0,75 от нижней секции. Выполнение калорифера из секций и их неравномерное размещение по высоте сушильной камеры в рассечку с поддонами позволяет осуществи ть ступенчатый подогрев воздуха по ходу его движения. Осуществляется это следующим образом. В нижней части камеры воздух нагревается в секциях калорифера до заданной температуры, и последовательно проходя через перфорированные поддоны и слой высушиваемого материала, охлаждается, в результате чего интенсивность процесса сушки по высоте сушильной камеры снижается. Для восстановления потенциала сушки материала в очередной секции калорифера воздух подогревается до первоначально заданной температуры, а затем процесс сушки и нагрева воздуха повторяется. Таким образом, благодаря размещению секций калорифера в рассечку с поддонами представляется возможным избежать первоначальной высокой температуры воздуха по всей высоте сушильной камеры, которая отрицательно влияет на получение качественного продукта, и значительно в несколько раз снизить продолжительность процесса сушки термочувствительного материала и затраты тепловой энергии. Если на входе в сушильную камеру воздух подогреть до заданной температуры и вести процесс сушки без ступенчатого подогрева воздуха, то качество готового продукта снизится, т.к. высушиваемый материал на нижних поддонах, продуваемых все время нагретым воздухом, пересушится, а на верхних поддонах, обдуваемых охлажденным и увлажненным в процессе сушки воздухом (возможна даже конденсация водяных паров), материал будет недосушенным. Неравномерное размещение секций калорифера по высоте сушильной камеры на высоте 0,4-0,75 от нижней секции позволяет рационально распределить величину теплового потока внутри сушильной камеры между поддонами по всей ее высоте. Теплоизлучающий экран с отверстиями, является не только стенкой, разделяющей сушильную камеру на две разные части, но и способствует равномерному по высоте камеры обогреву высушиваемого материала и движению воздуха (благодаря отверстиям). Направляющие в боковых теплоизлучающих экранах, эквидистантные стенкам корпуса сушилки, образуют каналы одинакового поперечного сечения без местных по ходу движения воздуха сопротивлений, что создает условия минимального аэродинамического сопротивления канала, а направляющие с обеих сторон на входе воздуха в нижнюю секцию калорифера позволяют снизить местные потери от встречного удара воздушных потоков, что приводит к снижению энергетических затрат на перемещение воздуха и тем самым повышает эффективность работы сушилки. При понижении давления в сушильной камере на второй стадии сушки секции калорифера, экран с отверстиями и боковые экраны с направляющими выполняют роль излучателей теплоты. Как на первой так и на второй стадиях сушки термочувствительного материала секции калорифера и теплоизлучающие экраны способствуют достижению равномерного прогрева воздуха, а следовательно и высушиваемого материала, по всей высоте сушильной камеры и на протяжении всего процесса сушки поддерживать в камере заданную температуру воздуха, что дает возможность использовать предлагаемую сушилку для сушки различных видов термочувстви тельных растительных материалов, и тем самым расширяет ее технологические возможности, обеспечивая при этом высокое качество готового продукта. На фиг.1 изображена сушилка, вид сбоку с частичным продольным сечением; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1. Сушилка содержит сушильную камеру 1, заключенную в.герметичный теплоизолированный корпус 2, в которой в два ряда по ширине и глубине размещены перфорированные поддоны 3 для высушиваемого материала и секции калорифера 4, установленные в рассечку с поддонами 3. Сушильная камера 1 снабжена теплоизлучающим экраном 5 с отверстиями 6 и боковыми теплоизлучающими экранами 7, установленными по всей длине и высоте сушильной камеры 1, с направляющими 8, эквидистантными стенкам корпуса 2 и образующими каналы 9 для циркуляции воздуха между камерой 1 и корпусом 2. В потолочной части корпуса 2 расположены вентиляторы 10 с электродвигателями 11 на корпусе. Вакуумный насос 12 с конденсатором 13 подсоединен к патрубку 14 корпуса 2. Внутри теплоизолированного корпуса 2 предусмотрены клапаны 15 и 16 для выброса воздуха и его подвода для осуществления рециркуляции воздуха. В корпусе 2 предусмотрены также патрубок 17 разгерметизации сушильной камеры, штуцер 18 для слива конденсата, загрузочные дверцы 19, направляющая для воздуха 20 и теплоизоляция 21. Сушилка для термочувстви тельных материалов работает следующим образом. Через загрузочную дверцу 19 в сушильную камеру 1 помещают в два ряда по ширине и глубине сушилки перфорированные поддоны 3 с высушиваемым материалом. В секции калорифера 4 подают водяной пар (горячую воду) или электрический ток. После окончания загрузки камеры включают электродвигатели 11 вентиляторов 10, которые через нижнюю секцию калорифера 4 подают нагретый воздух под нижние поддоны 3 с высушиваемым материалом. Пройдя через нижний ряд поддонов, охлажденный и увлажненный воздух снова подогревается в промежуточных секциях калорифера 4 до заданной температуры. Охлажденный в процессе сушки воздух по каналам 9 между корпусом сушилки 2 и направляющими 8 возвращается в сушильную камеру 1. Для уменьшения аэродинамического сопротивления на входе в сушильную камеру 1, где происходит встреча воздушных потоков, установлены направляющие 20, которые направляют воздух в нижнюю часть сушильной камеры, разделенную на две равные части теплоизлучающим экраном 5, через отверстия 6 которого выравнивается давление в левой и правой частях сушилки. При необходимости степень рециркуляции воздуха регулир уется патрубком 15 выброса воздуха и 16 его подвода. При достижении высушиваемым материалом равновесной влажности включается вакуумный насос 12 и через конденсатор 13 и патрубок 14 из сушильной камеры отсасывается воздух. Величина понижения давления в камере зависит от вида высушиваемого сырья, режимов его сушки, необходимой конечной влажности материала, т.е. от те хнологии сушки. В связи с чем определяется и целесообразность работы вентиляторов. С понижением давления в камере процесс перемещения влаги из глубины материала к его поверхности активизируется. При этом заметное влияние на целенаправленный подвод теплоты к материалу оказывает энергия излучения разделяющего 5 и боковых экранов 7, изолированных от направляющих 8 теплоизоляцией 21. Таким образом, в предлагаемой конструкции сушилки возможно осуществить регулирование температуры воздуха по ее высоте (направлению движения воздуха), следовательно, сушилка может быть использована для сушки различных видов термочувствительного растительного сырья без ограничения.