Установка для сушіння термочутливих продуктів

Установка для сушіння термочутливих продуктів, що містить вакуумну випарну камеру з локально працюючими елементами, що нагрівають, форсунку, що розпилює, розташовану у верхній частині камери і дифузійний насос, який відрізняється тим, що стінки вакуумної випарної камери виконані подвійними з можливістю циркуляції між ними теплоносія, у верхній частині камери встановлений прямоточний клапан, виконаний у вигляді двох пластин зі СПІВВІСНИМИ наскрізними отворами, причому нижня пластина виконана з можливістю переміщення в поперечному напрямку, а під прямоточним клапаном перпендикулярно бічним стінкам установлена як мінімум одна пара сітчастих пластин, що випромінюють заряд статичного поля однієї полярності, що живиться від цього ж магнітоелектричного джерела, причому «живий» перетин кожної наступної пари заряджених пластин більше попередньої і вони виконані з можливістю вібрації від установленого на них же вібратора в поперечному до осі отворів напрямку.а прямоточний клапан виконаний у вигляді двох пластин зі СПІВВІСНИМИ наскрізними отворами, причому нижня пластина виконана з можливістю переміщення в поперечному до осі отворів Винахід відноситься до теплообмінних апаратів, призначених для сушіння рідких продуктів і може знайти застосування в харчовій, медичній промисловості, наприклад, при виготовленні сухого молока, фруктових, лікарських згущених композицій, чи порошків і в інших суміжних областях, де потрібно низькотемпературне випарювання вологи Відомий пристрій сушіння термочутливих продуктів, де продукт розпорошують і отримані краплі заморожують Для видалення вологи з заморожених часток, а також для усунення прилипання останніх на стінки апарата, що термовипромінюють, у камері сушарки створюють вихровий рух часток за допомогою механічної мішалки і нагнітання розрідженого газу [1] (А С СРСР № 564495, кл F26B5/04) Недоліком пристрою для здійснення цього способу сушіння є великі втрати вітаміннобілкових з'єднань продукту, що переробляється, висока енергоємність процесу, великі габарити і металоємність установки За прототип прийнята установка для здійснення способу сушіння термочутливих продуктів [2], ( Патент Великобританії № 1066938, кл F4G) утримуюча вакуумну камеру випару з циліндричними стінками, розділеними по висоті на кілька зон ви промінювання теплової енергії У верхній частиш камери розташована розпилювальна форсунка При цьому необхідний залишковий тиск створюється і підтримується дифузійним насосом Недоліками установки є те, що через високу початкову швидкість часток продукту, що розпорошуються, частина їх неминуче з'єднується один з одним, збільшуючись в обсязі, тим самим, погіршуючи умови сушіння, і для висихання крапель, що летять, необхідно долати великий шлях, перш ніж вони висохнуть Усе це приводить до нестабільності процесу і великим по висоті габаритам установки і, отже, значним площам, що обігріваються термовипромінювачем циліндричних стінок камери випару, що, у кінцевому рахунку, приводить до втрат білка в продукті, високій енергоємності процесу випару і значної металоємності установки В основу винаходу покладено створення установки, яка забеспечує мінімальні витрати вітамінно-біжових з'єднань, зменшення энерго і металоємності і спрощення керуванням технологічним процесом сушіння термочутливих продуктів Поставлена задача вирішується тим, що в установці для сушіння термочутливих продуктів, що містить вакуумну камеру випару з циліндричними стінками, розділеними по висоті на кілька зон 00 со Ю 53817 випромінювання теплової енергії, форсунку, що розпилює, розташовану у верхній частині камери і дифузійний насос, стінки вакуумної випарної камери виконані подвійними з можливістю циркуляції між ними теплоносія, у верхній частині камери встановлений прямоточний клапан, що розділяє потік з мінімальною початковою швидкістю, на чітко дозовані по обсязі і поляризовані магнітоелектричним джерелом краплі, а під прямоточним клапаном перпендикулярно бічним стінкам установлена як мінімум одна пара сітчастих пластин, що випромінюють заряд статичного поля однієї полярності, який живиться від цього ж магнітоелектричного джерела, причому «живий» перетин кожної наступної пари заряджених пластин більший попереднього і вони виконані з можливістю вібрації від установленого на них же вібратора в поперечному до осі отворів напрямку Сушіння при малій температурі, досягається за рахунок вакуумування процесу Збільшення швидкості сушіння досягається шляхом збільшення площі поверхневого випару продукту - краплі, що окремо летить протягом усього процесу сушіння Ці параметри створюють умови сушіння з мінімальними втратами вітаміннобілкових з'єднань Зменшення енерговитрат і металоємності установки відбувається за рахунок використання в ній струминного вакуумного насосу, що не вимагає окремого приводу, а працюючого від енергії теплоносія, що перекачується Зменшення металоємності установки досягається тим, що швидкість падіння краплі продукту істотно зменшується за допомогою керованого електростатичного поля, на сітках, що дає можливість зменшити висоту установки За рахунок визначеного розміру краплі продукту, що подається прямоточним клапаном, виключення їхнього взаємного злиття, завдяки однополярності їхнього заряду в однойменно зарядженому полі створюється стабільний плин технологічного процесу, що значно спрощує його керування Для графічного пояснення передбачуваного винаходу приведена схема - поздовжній перетин установки Установка для сушіння термочутливих продуктів складається з циліндричної вакуумної випарної камери -1, з подвійними стінками, між якими циркулює за допомогою водяного насосу -2, теплоносій, наприклад вода, а в циркуляційну систему теплоносія включені термоелементи, що нагрівають, наприклад, тени - З У верхній частині випарної камери розташований накопичувальний бак для продукту, що переробляється - 4, і розпилювач - 5, виконаний у виді прямоточного клапана й у нижній частині випарної камери знаходиться відбірник готового продукту - 6, виконаний у виді прямоточного клапана Під пристроєм, що розпилює - прямоточному клапані, у випарній камері перпендикулярно бічним стінкам випарної камери -1 установлена як мінімум одна пара сітчастих пластин - 7, пластини шарнірно підвішені і мають можливість вібрувати в поперечному до осі отворів напрямку від електровібратора - 8 і поляризовані за допомогою поляризаційного пристрою - 9 У верхній частині установки розташований добірний патрубок вакуумного насоса - 10 і ВІДВІД конденсату У міжоболонковий простір вакуумної випарної камери - 1 установлений термодатчик 11 Внизу камери розташований вакуумний запірний клапан -12, під яким знаходиться ємкість для збору висушеного готового продукту -13 Установка працює в такий спосіб У вакуумній випарній камері - 1 вакуумним насосом створюють розрідження, що необхідне для технології сушіння та запобігає сублімації продукту Необхідний залишковий тиск у камері випару, що визначає температуру інтенсивного випару продукту в період сушіння, встановлюють у залежності від технологічних властивостей продукту Електричні тени - 3, розташовані в теплоносії, забезпечують необхідну для протікання техпроцеса сушіння температуру, що контролюється термодатчиком -11 Продукт, що переробляється, з накопичувального бака - 4, циклічними порціями надходить у випарну камеру - 1 При цьому внаслідок зворотно-поступального переміщення середньої пластини прямоточного клапана в поперечному до осі отворів напрямку відбувається дроблення продукту, що надходить, на краплі Краплі, при проходженні через пластини прямоточного клапана і сітки -7, поляризуються однойменним зарядом статичної електрики Знак електричного заряду капель залежить від виду продукту Краплі рухаються вниз і в міру руху висихають Сушильним агентом для крапля, що розпилені служить пар (чи паро-газова суміш), що утворився в результаті випару цих же крапель Цей пар поглинає променисту енергію від стінок вакуумної камери -1 і передає и (переважно конвекцією) краплям Сушильний агент віддаляється вакуумним насосом і конденсат відводиться для корисної подальшої переробки При падінні краплі продукту на неї діють три сили [3] ( Е А Штрауф Курс фізики Т 2 Електрика і магнетизм Ленінград Судпромгиз 1963р, с 1418) [4] (С Э Фриш і АВТиморева Курс загальної фізики Т 2 Електричні й електромагнітні явища Москва 1 9 5 2 р , с 133-139) 1) вага краплі, рівна f1 = mg = rg, 2) архімедова сила, рівна f2= r g, 3) сила в'язкості О, спрямована проти руху, обумовлена по формулі Стокса f3 = 6 rv, де г - радіус краплі, v - швидкість її руху Рівнодіюча цих сил (при >) f = f1 — f2 — f3 = =rg(-) - 6 По другому законі Ньютона F = т а , де т - маса краплі, а - її прискорення Перший член у правій частині рівності, що виражає надлишок сили ваги над архімедовою силою, залишається незмінним, тоді як другий, що виражає величину сили тертя, зростає разом зі зростанням швидкості краплі v При цьому рівнодіюча буде убувати, прагнучи до нуля, а разом з нею буде прагнути до нуля і прискорення, і звичайно вже через частки секунди швидкість досягає практично постійного значення v, обумовленого з умови рівнодення сил 53817 При цьому "удавана вага" краплі р, тобто надлишок сили ваги над архімедовою силою, дорівнює р = f 1 - f2 Як уже було сказано вище, крапля продукту несе заряд визначеного знаку, при цьому при влученні між зарядженими пластинами на неї починає діяти ще й електростатична, сила f4 = q де Е - напруженість вертикального електростатичного поля, q - заряд краплі U1 -U2 Причому Е = 1 де U1 - U2 - різниця потенціалу між сітчастими пластинами, Е - відстань між ними Отже q(U1 - U2) Змінюючи знак заряду пластини, щоб ця сила була спрямована проти напрямку сили ваги, одержимо можливість керувати швидкістю падіння краплі Величина рівнодіючої буде дорівнює f = f 1 - f 2 - f3 - f4 = Р - f3 - f4 При усталеному русі f = О.тоді Р - qE = 6, звідси P - q E V = 6 Величини р, і г - ПОСТІЙНІ, отже, змінюючи напруженість поля між пластинами - Е, можна зменшити швидкість падіння краплі до необхідної При цьому скорочуються вертикальні габарити установки, що обігрівається, площа циліндричної вакуум ної випарної камери, а, отже, і енергоємність процесу Напруженість електричного поля регулюється двома способами зміною величини заряду пластин, чи відстані між ними Тому що живий перетин пластин пристрою, що розпилює не накладається на каркас заряджених пластин - 7, то краплі безперешкодно проходять через них Цьому також сприяєте, що живий перетин кожної наступної пари заряджених однойменним зарядом пластин більше попередньої Залягання продукту на пластинах - 7, виключається також і тим, що вони шарнірно підвішені і роблять вібрацію в поперечному до осі отворів напрямку від злектровібратора - 8 Висушений у такий спосіб продукт накопичується в корпусі вакуумного запірного клапана - 12 і періодично відбирається в ємкість для збору готового продукту -13 Таким чином, запропонований винахід дозволяє одержати високоякісний продукт, висушений при температурах, до початку розпаду вітамінно білкових з'єднань, не мати пригарів, і інших канцерогенних утворень, значно зменшити габаритні розміри установки, здійснювати зручне керування процесами, що відбуваються, скоротити їх енергоємність, а, отже, і знизити собівартість одержання кінцевого продукту В даний час виготовлений дослідний зразок пристрою, що проходить випробування И Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24