Сушильная установка для термолабильных материалов

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. В сушильной установке для термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, содержащей камеру, форсунку для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки высушенного материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки, форсунка для распыления выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода раствора гипохлорита кальция, при этом внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка по а.с. СССР №879208, F26B 17/10, 1979 г., содержащая камеру, форсунку для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки сухого материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в сушильной установке для термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, содержащей камеру, форсунку для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки высушенного материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки, согласно изобретению форсунка для распыления выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода раствора гипохлорита кальция, при этом внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.

На фиг.1 показана схема сушильной установки для термолабильных материалов, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.

Установка содержит камеру 1, акустическую пневматическую форсунку 2 для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод 3 для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок 4 разгрузки сухого материала, соединенный с трубопроводом 5, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок 6 для подвода к трубопроводу 5 потока дополнительного теплоносителя. Для подачи распыливающего агента (воздуха) служит патрубок с коаксиальной обоймой 8. Трубопровод 5 другим концом 9 подключен к системе пылеочистки 7. В качестве распылителя используется акустическая форсунка (фиг.2), которая содержит полый корпус 10 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 12 и кольцевого объемного резонатора 14. Корпус 10 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 16 для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка 17 для подвода раствора. Внутри корпуса 10, соосно ему, жестко закреплена втулка 23 с фланцами 11 и 15 верхним и нижним, причем нижний фланец 15 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 10. Внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 14, выполненной в виде чашки 18 с конической поверхностью 20.

Чашка 18 запрессована на стержне диаметром d резонатора 14, а в его хвостовой части 13 расположены фиксирующие диски 21 и 22, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 23. В нижнем фланце 15 расположено, по крайней мере, одно сопло 19 под углом 20÷40° к оси резонатора 14, причем продолжение оси сопла 12 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 20. На внутренней поверхности втулки 23 выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия 24 и 25.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 14 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 20 и нижней торцевой поверхностью корпуса 10 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

Сушильная установка для термолабильных материалов работает следующим образом.

С одной стороны, при использовании известного способа качество высушенного материала зависит от времени контакта его с теплоносителем и от температуры теплоносителя. С другой стороны, интенсификацию процесса тепло- и массообмена осуществляют путем поддержания температуры теплоносителя на уровне, критическом для качества материала. Совместить данные условия сушки термолабильных материалов можно, если общая температура потока, отводимого через систему пневмотранспорта, будет критической, тогда как в камере при диспергировании раствора температуру теплоносителя поддерживают достаточно высокой. Это осуществляют путем подачи в систему пневмотранспорта дополнительного теплоносителя, параметры которого по расходу и температуре выбирают и поддерживают в указанных пределах. Сушку термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, осуществляют путем их диспергирования в среде инертного теплоносителя и последующего пневмотранспорта, а с целью интенсификации процесса тепло- и массообмена и повышения качества сушки инертный теплоноситель смешивают в процессе пневмотранспорта с потоком дополнительного теплоносителя, расход которого поддерживают равным 20...40% от общего расхода, а температуру в пределах от 90°С до температуры инертного теплоносителя.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 16, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 14. В результате прохождения резонатора 14 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого через трубку 17 в сопло 19, откуда он попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 14, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 20 резонатора 14.

В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%.

1. Сушильная установка для термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, содержащая камеру, форсунку для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки высушенного материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки, отличающаяся тем, что форсунка для распыления выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода раствора гипохлорита кальция, при этом внутри корпуса, соосно ему жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки соосно ей расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.