Сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья

 

Изобретение относится к оборудованию для массовой переработки биологического сырья. Питающий шнек ультразвукового распылителя сушильной установки выполнен с основной и дополнительной винтовыми канавками. Ширина и глубина первой канавки плавно увеличиваются, а второй - плавно убывают в направлении подачи биологического сырья. Предлагаемая установка позволяет повысить интенсивность процесса и равномерность сушки биологического сырья и увеличить выход из него экстрактивных веществ при последующем газожидкостном экстрагировании. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для массовой переработки биологического сырья в основном растительного происхождения и может быть использовано при его сушке перед газожидкостным экстрагированием.

Известна сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья, содержащая сублимационную камеру с выхлопным патрубком и распылитель, выполненный в виде корпуса с патрубками подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода, сообщенного сопловым выходным отверстием с камерой, размещенного в корпусе приводного шнека с одной винтовой канавкой и осевым каналом и размещенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора (RU, патент 2079551, кл. C 12 F 3/06, 1997).

Недостатками этой установки являются экстенсивность и неравномерность сушки биологического сырья и низкий выход из него экстрактивных веществ при последующем газожидкостном экстрагировании.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса и повышение равномерности сушки биологического сырья, увеличение выхода из него экстрактивных веществ при его последующем газожидкостном экстрагировании за счет более полного разрушения клеточной структуры и более эффективного распушения биологического сырья.

Этот результат достигается тем, что в сушильной установке линии производства экстрактов биологического сырья, содержащей сублимационную камеру с выхлопным патрубком и распылитель, выполненный в виде корпуса с патрубками подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода, сообщенного сопловым выходным отверстием с камерой, размещенного в корпусе приводного шнека с осевым каналом и размещенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, согласно изобретению шнек выполнен с основной и дополнительной винтовыми канавками, при этом глубина и ширина основной винтовой канавки выполнены плавно увеличивающимися, а дополнительной плавно уменьшающимися по направлению к выходному отверстию корпуса.

Это позволяет интенсифицировать процесс, повысить равномерность сушки биологического сырья и увеличить выход из него экстрактивных веществ при последующем экстрагировании.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой установки; на фиг. 2 - фрагмент шнека.

Сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья содержит сублимационную камеру 1 с выхлопным патрубком 2 и распылитель, выполненный в виде корпуса 3 с патрубками 4 и 5 подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода соответственно, сообщенного сопловым выходным отверстием 6 с камерой 1, размещенного в корпусе 3 приводного шнека 7 с основной 8 и дополнительной 9 винтовыми канавками и осевым каналом 10 и размещенного в последнем источника 11 ультразвука со стержневым концентратором 12 продольных колебаний, свободный конец которого размещен в отверстии 6 с образованием кольцевого зазора. Ширина B и глубина H основной винтовой канавки 8 выполнены плавно увеличивающимися, а ширина b и глубина h дополнительной винтовой канавки 9 плавно уменьшающимися в направлении отверстия 6.

Установка работает следующим образом.

Биологическое сырье и жидкую двуокись углерода по патрубкам 4 и 5 подают в корпус 3, в котором они захватываются шнеком 7 и по канавкам 8 и 9, перемешиваясь, транспортируются в сторону отверстия 6. Наличие двух винтовых канавок 8 и 9 с переменной площадью поперечного сечения приводит к возникновению зоны пониженного давления в канавке 8 и повышенного давления в канавке 9, в результате чего сырье в нарезке шнека 7 перемещается в пределах его поперечного сечения от набегающей поверхности витка по телу шнека 7, вверх по сбегающей поверхности витка, далее от нее по поверхности корпуса 3 к набегающей поверхности витка и по ней вниз к телу шнека 7. Это движение способствует более равномерному распределению жидкой двуокиси углерода в сырье и, соответственно, его более равномерной пропитке. Кроме того, движение материала в сечении навивки шнека 7 приводит к возникновению в нем касательных напряжений, приводящих к разрушению агломератов, что также улучшает смешивание сырья с жидкой двуокисью углерода и повышает равномерность пропитки.

На сходе со шнека 7 смешанное с жидкой двуокисью углерода и пропитанное ею сырье поступает в сопловое отверстие 6, из которого распыляется с торцевой поверхности концентратора 12, колеблемого от источника 11 ультразвука, в сублимационную камеру 1. В результате резкого падения давления на выходе из соплового отверстия 6 жидкая двуокись углерода вскипает, что сопровождается резким увеличением ее объема и поглощением теплоты. В результате происходят разрушение клеточных мембран, распушение и замораживание биологического сырья, а затем возгонка замершей влаги. Отработанная двуокись углерода выводится из камеры 1 по патрубку 2 и после осушения может быть рециркулирована. Высушенное сырье отводят из камеры 1 и подают на последующее экстрагирование сжиженным газом.

Опытным путем установлено, что использование предлагаемой сушильной установки по сравнению с известной позволяет при одинаковых удельных энергозатратах снизить остаточную влажность сырья на 1,5-2,5%, что подтверждает интенсификацию процесса сушки, сократить разброс размера частиц высушенного материала вдвое, что подтверждает повышение равномерности обработки. Кроме того, выход экстрактивных веществ из высушенного на предлагаемой установке сырья на 1,5-10,2% превышает выход из аналогичного сырья, высушенного на известной установке.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить интенсивность процесса и равномерность сушки биологического сырья и увеличить выход из него экстрактивных веществ при последующем газожидкостном экстрагировании.

Формула изобретения

Сушильная установка линии производства экстрактов биологического сырья, содержащая сублимационную камеру с выхлопным патрубком и распылитель, выполненный в виде корпуса с патрубками подачи биологического сырья и жидкой двуокиси углерода, сообщенного сопловым выходным отверстием с камерой, размещенного в корпусе приводного шнека с осевым каналом и размещенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, отличающаяся тем, что шнек выполнен с основной и дополнительной винтовыми канавками, при этом глубина и ширина основной винтовой канавки выполнены плавно увеличивающимися, а дополнительной - плавно уменьшающимися по направлению к выходному отверстию корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2