Конвективная сушилка

 

Использование: в сельскохозяйственном производстве, пищевой и других смежных отраслях промышленности. Сущность изобретения: повышение эффективности и экономичности сушки фруктов и овощей обеспечивается тем, что в конвективной сушилке для сушки фруктов и овощей, содержащей камеру с горизонтальными лотками 2, имеющими перфорированные днища, вентилятор, короб 3 под днищами лотков 2 и патрубки 7,8 для сушильного агента, лотки 2 устанавливаются в однорядную горизонтальную раму 1 с ячейками для их плотной установки, к раме 1 снизу плотно прикреплен короб 3, а сверху над каждым лотком 2 прикреплена откидная застекленная крышка 4 на шарнирах. При этом лотки 2 отгорожены нижними вертикальными перегородками 5 в коробе 3 и верхними вертикальными перегородками 6 между откидными крышками 4 так, что перегородки 5,6 установлены через два лотка, причем нижние 5 и верхние 6 перегородки смещены относительно друг друга на один лоток. При этом первый крайний лоток 2 отгорожен одной верхней перегородкой 6. Объемы над смежными лотками 2 соединены между собой последовательно, к объему над первым лотком 2 подсоединен входной патрубок 7 сушилки для ввода сушильного агента, а к объему последнего лотка 2 подсоединен выходной патрубок 8 сушилки для отвода из нее сушильного агента. Нагнетательный патрубок вентилятора соединен с испарителем кондиционера для охлаждения и осушки и последовательно с конденсатором кондиционера для нагревания перед входом в сушилку. 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для переработки сельскохозяйственного сырья, а именно для сушки плодов и овощей с целью их сохранности и продолжительного хранения и сохранения качества, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой и других смежных отраслях промышленности.

Известная сушилка с промежуточным подогревом и рециркуляцией сушильного агента включает сушильную камеру, вентилятор, нагнетательный и всасывающий воздуховоды, патрубки с дроссельными заслонками на всасывающем и нагнетательном воздуховодах для выброса части отработанного воздуха в атмосферу и забора атмосферного воздуха, подогреватель сушильного агента (Лебедев П.Л. Расчет и проектирование сушильных установок. М. Госэнергоиздат, 1963, с. 47).

Известная сушилка не обеспечивает высокой эффективности и экономичности сушки.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является лотковая сушилка периодического действия, включающая сушильную камеру с одним или несколькими горизонтальными лотками с дном из дырчатого листового железа, на которые укладывается слой высушиваемого материала, вентилятор для продувки через слой материала сушильного агента (Захаров Л.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве. М. Агропромзидат, 1986, с. 215).

Известная сушилка отличается простотой устройства, ее сушильную камеру загружают и разгружают периодически. Сушильный агент однократно продувают через слой высушиваемого материала, что не обеспечивает высокой эффективности и экономичности сушки.

Цель предполагаемого изобретения повышение эффективности и экономичности сушки фруктов и овощей.

Цель достигается тем, что в конвективной сушилке для сушки фруктов и овощей, содержащей камеру с размещенными в ней горизонтальными лотками, имеющими перфорированные днища, примыкающие к коробу, вентилятор, входной и выходной патрубки для сушильного агента, камера выполнена в виде однорядной горизонтальной рамы с ячейками для плотной установки лотков, на которой под лотками укреплен короб, над каждым лотком установлена откидная застекленная крышка на шарнирах, короб под лотками разделен нижними поперечными перегородками на отсеки, состоящие из двух лотков, под лотками размещены верхние перегородки между лотками и крышками, отделяя поры лотков друг от друга, причем верхние перегородки расположены между нижними перегородками, причем первый крайний лоток от входящего патрубка отгорожен одной верхней перегородкой, выходной патрубок сушилки соединен с всасывающим патрубком вентилятора, к которому также подсоединен заборный патрубок с регулирующей дроссельной заслонкой для забора атмосферного воздуха, к нагнетательному патрубку вентилятора подсоединен выхлопной патрубок с дроссельной заслонкой для выброса в атмосферу отработанного сушильного агента, после выхлопного патрубка на нагнетательном патрубке вентилятора установлена регулирующая дроссельная заслонка, соединенная с входным патрубком кондиционера для охлаждения и осушки сушильного агента, и выходной патрубок кондиционера соединен с входным патрубком сушилки, перфорации в дне нечетных лотков, считая от входного патрубка, выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону входного патрубка, а перфорации в дне четных лотков выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону выходного патрубка.

Предлагаемая конвективная сушилка предназначена для сушки фруктов и овощей в условиях погоды, крайне неблагоприятных для сушки в естественных условиях, а именно при высокой абсолютной влажности воздуха, что характерно для летнего времени при высоких температурах и при очень высокой относительной влажности воздуха. Благоприятным сочетанием погодных условий для использования предлагаемой сушилки является солнечная погода, позволяющая повысить эффективность и экономичность сушки за счет использования солнечной энергии.

Предлагаемая конструкция конвективной сушилки за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задача повышение эффективности и экономичности сушки фруктов и овощей.

На фиг.1 схематически представлен продольный разрез лотковой сушилки для сушки фруктов и овощей (вид сбоку); на фиг.2 вид по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.4 разрез по В-В на фиг.2; на фиг.5 представлена технологическая схема сушилки.

Конвективная сушилка для сушки фруктов и овощей включает (фиг.1-5) горизонтальную раму 1 с прямоугольными ячейками для плотной установки горизонтальных прямоугольных лотков 2 с боковыми стенками и перфорированным дном. К раме 1 плотно прикреплен металлический короб 3. Над каждой ячейкой с лотком 2 плотно прикреплена откидная застекленная крышка 4 на шарнирах. Лотки 2 плотно отгорожены нижними вертикальными перегородками 5 в коробе 3 и верхними вертикальными перегородками 6 между откидными крышками 4. Перегородки 5 и 6 установлены через два лотка, нижние 5 и верхние 6 перегородки смещены относительно друг друга на один лоток. Первый крайний лоток 2 отгорожен одной верхней перегородкой 6 для направления потока сушильного агента вниз. К объему над первым лотком 2 подсоединен входной патрубок 7 сушилки для подачи сушильного агента в сушилку, объемы над смежными лотками 2 соединены между собой последовательно. Для отвода сушильного агента из объема под последним лотком 2 выходной патрубок 8 подсоединен к коробу 3. Перфорации в дне нечетных лотков 2 выполнены в виде арочных прорезей 9 выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону входного патрубка 7, а перфорации в дне четных лотков 2 выполнены в виде арочных прорезей 9 выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону выходного патрубка 8. К всасывающему патрубку вентилятора 10 подсоединен заборный патрубок 11 с регулирующей дроссельной заслонкой для забора атмосферного воздуха. На нагнетательном патрубке вентилятора 10 установлена регулирующая дроссельная заслонка 12 для регулирования рециркуляции отработанного сушильного агента в сушилку. К нагнетательному патрубку вентилятора 10 на участке до дроссельной заслонки 12 подсоединен выхлопной патрубок 13 с регулирующей дроссельной заслонкой для выброса отработанного сушильного агента в атмосферу. Выходной патрубок 8 сушилки подсоединен к всасывающему патрубку вентилятора 10, нагнетательный патрубок вентилятора 10 соединен воздуховодом с входным патрубком 14 кондиционера 15 для охлаждения воздуха в испарителе 16 кондиционера 15. Выходной патрубок 17 кондиционера 15 для охлаждения воздуха в испарителе 16 соединен воздуховодом с входным патрубком 18 кондиционера 15 для нагрева воздуха в конденсаторе 19, а выходной патрубок 20 кондиционера 15 для нагрева воздуха в конденсаторе 19 соединен воздуховодом с входным патрубком 7 сушилки.

Кондиционер 15 включает также вентилятор 21 для охлаждения кондиционера наружным воздухом, электродвигатель 22 вентилятора, вентилятор 23 для всасывания воздуха из помещения и подачи его в охлажденном состоянии, капиллярную трубку 24 для создания перепада давления между конденсатором 19 и испарителем 16, расширитель 25, холодильный компрессор 26.

Для предлагаемой конвективной сушилки целесообразно использовать автономные оконные кондиционеры, выпускаемые промышленностью для бытовых целей, при этом потребуется оборудование кондиционера патрубками для ввода и вывода сушильного агента.

Целесообразно также укомплектовать кондиционер 15 из отдельных узлов, основными из которых являются компрессор, конденсатор, испаритель, вентилятор, расширитель, капиллярная трубка и др.

В связи с наличием в кондиционере 15 вентиляторов нагрузка на вентилятор 10 сушилки значительно уменьшается.

При очень высоких абсолютной и относительной влажностях атмосферного воздуха сушилка может работать с полной рециркуляцией сушильного агента в атмосферу и без забора атмосферного воздуха.

Конвективная сушилка работает следующим образом.

Конвективная сушилка (фиг. 1-5) устанавливается на освещенном солнцем месте для возможности нагрева высушиваемого материала лучами солнца с закрытыми остекленными крышками 4.

Перед началом сушки открывают откидные застекленные крышки 4, извлекают перфорированные лотки 2 и загружают их высушиваемым материалом. При установке лотков 2 в ячейки должны соблюдаться направления осей арочных прорезей 9 в лотках 2 для уменьшения гидравлического сопротивления потоку сушильного агента при выходе сушильного агента из арочных прорезей 9 лотков, так, в четных лотках 2 оси арочных прорезей 9 направлены в сторону входного патрубка 7 сушилки, а в нечетных лотках оси арочных прорезей направлены в сторону выходного патрубка 8.

После загрузки лотков 2 высушиваемым материалов закрывают остекленные крышки 4, включают вентилятор 10 и кондиционер 15. Перед загрузкой высушиваемый материал взвешивают для возможности контроля процесса сушки повторным взвешиванием через контрольное время.

В начальный период сушки удаляется поверхностная влага и влага из крупных капилляров высушиваемого материала и скорость сушки в этом периоде зависит от внешних факторов, например от скорости сушильного агента. В дальнейшем во втором периоде сушки скорость сушки зависит от переноса влаги внутри материала за счет термовлагопроводности, при этом движущей силой процесса сушки является разность температур. Кроме того, при удалении гигроскопической влаги целесообразно перемешивать материал в лотке за счет его многократного пересыпания.

Удаление влаги из материала в конвективной сушке осуществляется за счет тепла использования солнечной энергии, а также за счет тепла, подводимого к сушильному агенту в конденсаторе 19 кондиционера 15, которые обеспечивают движущую силу процесса. Движущая сила процесса сушки также обеспечивается за счет осушки сушильного агента в кондиционере и использования сушильного агента с меньшей абсолютной влажностью. Таким образом, в условиях очень высокой абсолютной и относительной влажности воздуха целесообразно проводить сушку без забора атмосферного воздуха в сушилку, т.е. при закрытых заслонках патрубков 11 и 13 и при полностью закрытой заслонке 12. При этом удаляемая влага из материала будет конденсироваться из сушильного агента на поверхности испарителя 16 кондиционера 15 вследствие охлаждения сушильного агента на поверхности испарителя 16 ниже точки росы, т.е. будет происходить осушка сушильного агента при относительной влажности, равной 100% и при понижении температуры с выпадением "росы".

Кондиционер 15 представляет собой известную компрессионно-холодильную машину, приспособленную для осушки воздуха (охлаждения и осушки).

Использование кондиционера 15 в предлагаемой конвективной сушилке для сушки фруктов и овощей обеспечивает проведение сушки при умягченном температурном режиме за счет использования осушенного сушильного агента в кондиционере, иначе этого же результата можно было бы достигнуть при более высоких температурах без кондиционирования сушильного агента, что естественно скажется на пищевых качествах высушенных пищевых продуктов.

После перемешивания и пересыпки высушиваемого материала в процессе сушки и достижения заданной конечной влажности высушиваемого материала выгружают высушенный материал и загружают новую очередную порцию высушиваемого материала, при этом учитывают зафиксированное необходимое время сушки данного материала по его отдельным циклам.

Технические преимущества заявляемой конвективной сушилки по сравнению с прототипом заключаются в повышении эффективности и экономичности сушки фруктов и овощей при относительно низких температурах сушильного агента за счет использования кондиционирования сушильного агента в процессе сушки.

Общественно-полезные преимущества заявляемой конвективной сушилки, вытекающие из технических преимуществ по сравнению с прототипом, заключаются в сохранении естественных качеств высушиваемого материала наряду с повышением эффективности и экономичности процесса сушки.

Формула изобретения

Конвективная сушилка для сушки фруктов и овощей, содержащая камеру с размещенными в ней горизонтальными лотками, имеющими перфорированные днища, примыкающие к коробу, вентилятор, входной и выходной патрубки для сушильного агента, отличающаяся тем, что камера выполнена в виде однорядной горизонтальной рамы с ячейками для плотной установки лотков, на которой под лотками укреплен короб, над каждым лотком установлена откидная застекленная крышка на шарнирах, короб под лотками разделен нижними поперечными перегородками на отсеки, состоящие из двух лотков, под лотками размещены верхние перегородки между лотками и крышками, отделяя пары лотков друг от друга, причем верхние перегородки расположены между нижними перегородками, причем первый крайний лоток от входного патрубка отгорожен одной верхней перегородкой, выходной патрубок сушилки соединен с всасывающим патрубком вентилятора, к которому также подсоединен заборный патрубок с регулирующей дроссельной заслонкой для забора атмосферного воздуха, к нагнетательному патрубку вентилятора подсоединен выхлопной патрубок с дроссельной заслонкой для выброса в атмосферу отработанного сушильного агента, после выхлопного патрубка на нагнетательном патрубке вентилятора установлена регулирующая дроссельная заслонка, соединенная с входным патрубком кондиционера для охлаждения и сушки сушильного агента, и выходной патрубок кондиционера соединен с входным патрубком сушилки, перфорации в дне нечетных лотков, считая от входного патрубка, выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону входного патрубка, а перфорации в дне четных лотков выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вверх с осями, направленными в сторону выходного патрубка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5