Спосіб сушіння рослинної сировини і пристрій для його здійснення

1. Спосіб сушіння рослинної сировини, який включає подрібнювання матеріалу й сушіння його у потоці теплоносія, який відрізняється тим, що здійснюють часткове видалення вологи шляхом вичавлювання, після цього сушіння матеріалу здійснюють у вакуумі з одночасним подрібнюванням впливом ударної сили C2 2 81155 1 3 81155 утворюється в результаті примусової подачі подрібненого матеріалу назустріч потоку теплоносія [А. с. СРСР №1702131, F26В3/12, 1991]. Спільні ознаки способу-прототипу й способу, що заявляється: подрібнювання матеріалу й сушіння його у фонтан уючій хмарі. Недоліком способу-прототипу є неможливість створення стабільної фонтануючої хмари через різні величини швидкості витання в повітряному закрученому потоці теплоносія окремих часток вичавків, які мають різні об'ємні параметри та параметри вологості, що призводить до неоднорідності сушіння. Відомо установку для безперервного експлозійного сушіння, що складається із сушильної камери, яка містить патрубок для підключення до вакуумного насоса, затвори для завантажування і розвантажування, випромінювачі тепла й стрічку з підігрітими і охолодженими валиками [Бурич О., Берки Ф. Сушка плодов и овощей. М.: Пищевая промышленность, 1978. - с. 97]. Спільні ознаки відомої установки й пристрою, що заявляється: сушильна камера, котра містить патрубок для підключення до вакуумного насоса, затвори для завантажування й розвантажування. Недоліком відомої установки є мала товщина шару, що прогрівається, матеріалу, який висушують, і додаткові тепловтрати під час теплопередачі від нагрітого валика через стрічку до матеріалу. Найбільш близьким за технічною суттю й результату, що досягається, є пристрій, котрий складається з камери для пресування й сушіння матеріалу, яка містить дробильні елементи, патрубок для підключення до вакуумного насоса, затвори для завантажування й розвантажування, причому дробильні елементи у вигляді ножів на стрижнях установлені поперед затвору для розвантажування [А.с. СРСР №1460564, F26В17/20; F 26 В 5/04, 1989]. Спільні ознаки відомого пристрою й пристрою, що заявляється: камера для пресування й сушіння матеріалу, котра містить дробильні елементи, патрубок для підключення до вакуумного насоса, затвори для завантажування й розвантажування. Недоліком відомого пристрою є те, що отвори для відсмоктування, розташовані в зоні спресованого матеріалу, котрий перешкоджає видаленню пари й закриває отвори для відсмоктування, не пропускає пару через ножові грати з корпуса до місця відсмоктування. Крім того, дробильні елементи не дозволяють подрібнювати матеріал до дрібнодисперсного стану, а формують матеріал, який піддягає висушуванню, у вигляді вологих джгутів або стрічок, що не сприяє його ефективному висиханню. В основу винаходу покладено завдання удосконалити технологію сушіння рослинної сировини шляхом створення в умовах вакууму додаткових сил інерції, котрі призводять до руйнування твердої структури матеріалу й видаленню з нього вологи, що дозволить 4 підвищити ефективність і скоротити тривалість процесу сушіння, а також знизити енергетичні витрати та тр удомісткість. Поставлене завдання вирішується таким чином: у способі сушіння рослинної сировини, що передбачає подрібнювання матеріалу й сушіння його у фонтануючій хмарі, відповідно до винаходу, після часткового видалення вологи подрібнювання й сушіння матеріалу здійснюють впливом ударної сили у вакуумі з періодичним скиданням тиску. У пристрої для реалізації цього способу, що складається з камери для пресування й сушіння матеріалу, котра містить комбінований шнек, дробильні елементи, патрубок для підключення до вакуумного насоса, затвори для завантажування й розвантажування, відповідно до винаходу, камеру для пресування виконано у вигляді єдиної конструкції з окремою сушильною камерою, що містить у нижній частині розташовані на валу, котрий обертається, дробильні елементи й патрубок для підключення до вакуумного насоса, при цьому затвор для завантажування виконано поворотним і він складається з двох збірних карманів у вигляді двох складених назустріч один одному й зігнутих по гіпоїдній поверхні лотків, зовнішню й внутрішню стаціонарні й дві рухомі заслінки з отворами для проходу матеріалу, причому у верхній частині зовнішньої стаціонарної заслінки міститься, щонайменше, один сапун, який з'єднано із атмосферним повітрям через термоклапан. Підчас подачі відпресованої рослинної сировини у вакуум сушильної камери, де, в момент скидання тиску, відбувається збільшення об'єму матеріалу, призначеного для висушування, за рахунок впливу на його тверді структури тиску об'ємного розширення води й пари, до якого додається сила інерції - ударна сила, що розділяє тверду й рідку фази матеріалу. При цьому подрібнюється тверда структура матеріалу й рідина розділяється на дрібні крапельки, які, у свою чергу, випаровуються за більш короткий проміжок часу, аніж волога всередині великих шматків матеріалу. Великі частки матеріалу продовжують підкидатися й дробитися молотками дробильних елементів до розмірів часток, які вільно провалюються між ними. Завдяки тому що затвор для завантажування виконано поворотним, він дозволяє переміщати відпресований матеріал на дробильні елементи сушильної камери дозованими порціями, котрі порівняні із тривалістю процесу дроблення й сушіння рослинної сировини, а також регулювати підсмоктування нагрітого повітря через сапун, що дозволяє ліквідувати зависання вологого матеріалу в кармані затвора для завантажування й забезпечує періодичне скидання тиску в сушильній камері. На фіг. схематично зображено конструкцію запропонованого пристрою. Пристрій для сушіння рослинної сировини складається із прийомного бункера 1, пресової камери 2, яка містить, у свою чергу, комбінований шнек 3, перфорований корпус 4 і піддон для збору сусла 5, поворотного затвора для завантажування 5 81155 6, що складається зі збірних карманів 7, які виконані у вигляді складених назустріч один одному й зігнутих по гіпоїдній поверхні лотків, зовнішньої й внутрішньої стаціонарних заслінок 8, 9, двох р ухомих заслінок 10 з отворами для проходу матеріалу і фракційного привода 11. Крім того, поворотний затвор для завантажування 6 оснащено автоматичними кінцевими вимикачами 12 для включення під час повного завантаження нижнього кармана й зупинки в потрібному положенні. У верхній частині зовнішньої стаціонарної заслінки 8 виконано одне або кілька отворів - сапунів 13, які з'єднані з атмосферним повітрям через термоклапан 14, котрий дозволяє регулювати подачу й температуру повітря, що надходить у сушильну камеру 15. У нижній частині сушильної камери 15 заходяться патрубок для підключення до вакуумного насоса 16, дробильні елементи 17 із приводом 18 і затвор для розвантажування 19, який перешкоджає підсмоктуванню повітря в сушильну камеру. Спосіб сушіння рослинної сировини, що заявляється, котрий реалізується за допомогою описаного пристрою, ілюструється наступним прикладом. Приклад Тільки-но зібраний виноград сорту Ркацітелі після відділення гребенів помістили в приймальний бункер 1, де під дією сили тяжіння й обертання комбінованого шнека 3, що має змінний крок, мезга пресується й переміщується вздовж пресової камери 2. Сусло через перфоровану частину корпуса 4 надходить у піддон для збору сусла 5, з якого йде на подальшу технологічну переробку. Відпресовані вичавки з вологістю 55% надходять у нижній карман 7 поворотного затвора для завантажування б, будова котрого така, що підчас підвищення в ньому тиску, внаслідок нагнітання до нього вичавків, його лотки розходяться й діють на кінцевий вимикач 12, який включає фракційний привод 11, котрий переміщує нижній карман 7 із відпресованими вичавками у верхнє положення, звідки вони зсковзують до сушильної камери 15. За рахунок різниці тисків між вакуумною сушильною камерою 154 атмосферою стискується пружина термоклапана 14 і відкривається сапун 13, через який підігрітим повітрям проводиться продувка карману 7 до остаточного видалення з нього залишків вичавків. У цей же час відбувається чергове завантаження вичавків до нижнього кармана 7. Зупинка поворотного затвора для завантажування б у потрібному положенні відбувається автоматично під час спрацьовування кінцевого вимикача 12 на порожній карман 7. Вичавки, що надійшли до сушильної камери 15, де за допомогою вакуумного насоса через патрубок 16 підтримується вакуум 40кПа, попадають на дробильні елементи 17, де дробляться й підкидаються догори, утворюючи фонтануючу хмару. Цей процес триває поки розміри часток, а також тиск вологи, що випаровується, не дозволить їм опуститися крізь дробильні елементи 17, які обертаються, до затвору для розвантажування 19. 6 Час пресування винограду й сушіння вичавків склав 4 хв., а вміст вологи в сухому кінцевому продукті - 14%, що дозволяє зберігати його протягом 6 місяців. Використання запропонованого винаходу дозволить одержати висушені виноградні або плодово-ягідні вичавки, придатні для тривалого зберігання й подальшого використання в якості харчосмакових і комбікормових добавок. Окрім того, прискорюється процес сушіння, знижуються питомі показники споживання тепла й електроенергії, а також трудомісткість обслуговування сушарки.