Способ вакуумной сушки и устройство для его осуществления

Авторы патента:

F26B9/06 - в стационарных барабанах или камерах

F26B5/04 - путем испарения или возгонки влаги при пониженном давлении, например в вакууме

Владельцы патента RU 2541584:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности и сельского хозяйства и может также использоваться в других отраслях народного хозяйства. Способ вакуумной сушки включает возвратно-поступательное перекатывание в замкнутой камере одновременно двух вывернутых рукавов, которыми образуют полости, сообщенные с емкостями с высушиваемым продуктом и с внешней средой, при этом два рукава перемещают в камере путем реверсивного вращения роликов, которые взаимодействуют с поверхностями отогнутых участков рукавов, при этом в полости, образованные отогнутыми участками рукавов, закачивают текучий агент, причем пар, образующийся в камере между перекатывающимися рукавами, вытесняют во внешнюю среду. Также описано устройство для вакуумной сушки продукта. Техническим результатом изобретений является увеличение производительности, уменьшение габаритов, снижение расхода электроэнергии, упрощение конструкции. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и сельского хозяйства, но может также использоваться в других отраслях народного хозяйства. Вакуумная сушилка служит для удаления из продукта воды или иных растворителей, например сушки пищевых продуктов, зерна, фруктов, овощей, пиломатериалов, текстиля, руды, окрашенных изделий.

Известна вакуумная сушилка, включающая двигатель внутреннего сгорания, вакуумную камеру, систему подачи тепла от двигателя внутреннего сгорания, вакуумирующую систему, включающую впускной патрубок двигателя внутреннего сгорания, соединенный с вакуумной камерой, и дросселирующее устройство, установленное перед входом теплоносителя в вакуумную камеру [А.с. СССР 1250347]. Основным недостатком данной вакуумной сушилки является то, что в вакуумную камеру подаются отработавшие газы. Поэтому она не может использоваться для сушки пищевых продуктов.

Также известна вакуумная сушилка [Патент RU №2290580, F26B 5/04, опубл. 27.12.2006]. Эта вакуумная сушилка включает двигатель внутреннего сгорания, вакуумную камеру. Недостатком этого устройства является попадание продуктов сгорания на продукт.

Также известна вакуумная сушилка барабанного типа [Патент RU №2120589, опубл. 20.10.1998], которая содержит с возможностью вращения вакуумную сушильную камеру, снабженную нагревателем, вакуумный насос, соединенный через вакуумную емкость с камерой. Эта емкость снабжена приводом колебательного движения. В центральной части котла установлено сито, а между ситом и стенками камеры укреплены полки, образующие секции. По осевой линии котла установлен неподвижный сборник готового продукта. Недостатками этой установки являются: большие площади, требуемые под установку, из-за наличия второй емкости, большой расход электроэнергии, большой износ механического привода.

Известен способ вакуумной сушки материалов, при котором высушиваемый материал помещается в вакуумную камеру, в которой создается отрицательный градиент давления [Заявка на изобретение №93017947 РФ, МПК B01D 43/00, опубликована 27.10.2005]. Чередуют нагрев материала и вакуумирования вплоть до достижения требуемой влажности продукта. Часть влаги при данном способе сушки удаляется из материала фильтрационным переносом. Недостатком данного способа сушки является недостаточная скорость сушки.

Также известна вакуумная сушильная установка, содержащая вакуумную камеру с высушиваемым материалом, устройство для нагрева материала, устройство для скоростного вакуумирования [Заявка на изобретение №93017961 РФ, МПК В01D 43/00, опубликована 21.10.2005]. Недостатком установки является значительное время сушки.

За прототип принят способ сушки [Патент RU №2035014, опубл. 10.05.1995], который включает подачу в патрубки порции исходного продукта с одновременной подачей теплоносителя в корпус устройства. Под давлением теплоносителя рукава разматываются с реверсивного барабана и перемещаются поступательно в патрубки, нагревая поверхности патрубков и влажный продукт. По достижении рукавами торцов соответствующих патрубков реверсивный барабан вращают в противоположном направлении и рукава, наматываясь на него и выходя из патрубков, создают разрежение. Одновременно рукава вытесняют теплоноситель в систему для прогрева. В условиях разрежения происходит интенсивное испарение влаги из высушиваемого продукта. Пары заполняют объем патрубков. После полного наматывания рукавов на реверсивный барабан теплоноситель вновь подают в корпус установки, под давлением которого рукава входят соответственно в патрубки, вытесняя одновременно пары влаги наружу. После окончания процесса сушки готовый продукт посредством перемещения рукавов вытесняют в приемник готового продукта. Затем цикл повторяется. Недостатком этого способа является недостаточная производительность. Этот способ осуществляют устройством [Патент RU №2035014, опубл. 10.05.1995], которое содержит вакуумированный корпус, снабженный системами подачи и отвода теплоносителя и реверсивным приводным барабаном, патрубки, снабженные системами подачи исходного и выгрузки готового продукта и отвода пара. На барабан намотаны рукава. Количество рукавов равно количеству патрубков. Свободные концы рукавов вывернуты наизнанку и закреплены в соответствующих патрубках. Недостатками этого устройства являются: сложность, низкая производительность, большие расходы энергии, большие габариты.

За прототип взят способ вакуумной сушки, включающий возвратно-поступательное перекатывание в замкнутой камере одновременно двух вывернутых рукавов, которыми изменяют давление в камере, давление изменяют в полости, образованной в камере по обе стороны рукавов, в полости рукавов перемещение осуществляется возвратно-поступательным перемещением обоих рукавов, в полости рукавов закачивают текучий агент, при этом полость, образованную рукавами, периодически уменьшают и увеличивают, а также ее поочередно сообщают с емкостью, в которой находится высушиваемый продукт, и с внешней средой для отвода пара.

Недостатками способа являются: низкая производительность, сложность оборудования (см. RU 2049969 C1, 10.12.1995 г., F26B3/02, 4 стр.).

Этот способ осуществляют устройством, содержащим замкнутую камеру, емкости для высушивания продукта, обратные клапаны, рукава, концы которых отогнуты и закреплены по периметру кольцевой камеры, при этом два рукава образуют в замкнутой камере полости, две из которых закачаны текучим агентом, а две полости, образованные рукавами, сообщены с емкостями, в которых сушат продукт, и с внешней средой, причем в полостях, образованных отогнутыми концами рукавов, установлены ролики, взаимодействующие с поверхностями рукавов.

Недостатками устройства являются: низкая производительность, сложность конструкции (см. RU 2049969 C1).

Задачей изобретения является возможность увеличения производительности, уменьшение габаритов, снижение расхода электроэнергии, упрощение конструкции.

Техническим результатом изобретения является увеличение производительности, уменьшение габаритов, снижение расхода электроэнергии, упрощение конструкции.

Поставленная задача решается совокупным применением группы изобретений. Технический результат достигается использованием способа вакуумной сушки, включающего возвратно-поступательное перекатывание в замкнутой камере одновременно двух вывернутых рукавов, которыми образуют полости, сообщенные с емкостями с высушиваемым продуктом и с внешней средой, при этом два рукава перемещают в камере путем реверсивного вращения роликов, которые взаимодействуют с поверхностями отогнутых участков рукавов, при этом в полости, образованные отогнутыми участками рукавов, закачивают текучий агент, причем пар, образующийся в камере между перекатывающимися рукавами, вытесняют во внешнюю среду.

Способ осуществляют устройством, содержащим замкнутую камеру, емкости для высушивания продукта, обратные клапаны, рукава, концы которых отогнуты и закреплены по периметру замкнутой камеры, при этом рукава образуют в замкнутой камере полости, две из которых закачаны текучим агентом, а две полости, образованные рукавами, сообщены с емкостями, в которых сушат продукт, и с внешней средой, причем в полостях, образованных отогнутыми концами рукавов, установлены ролики, взаимодействующие с отогнутыми концами рукавов.

На представленном чертеже выполнено устройство. Устройство выполнено из замкнутой камеры 1, в которой установлены два рукава 2, 3, концы которых 4, 5 отогнуты и закреплены по периметру замкнутой камеры 1. Отогнутые концы 6, 7 рукавов 2, 3 взаимодействуют с роликами 8, 9, 10, 11, которые кинематически соединены с двигателями (на чертеже не показаны).

Взаимодействие отогнутых участков 6, 7 рукавов 2, 3 с роликами 8, 9, 10, 11 происходит за счет силы трения, возникающей при взаимодействии поверхности роликов 8, 9, 10, 11 и участков 6, 7 рукавов 2, 3.

Полости 12, 13 через обратные клапаны 14, 15 сообщены с емкостями 16, 17, в которых находится высушиваемый продукт. Клапаны 18, 19 сообщают полости 12, 13 с внешней средой. В полости 20, 21, образованные отогнутыми участками 6, 7 рукавов 2, 3, закачан текучий агент. Участки 6, 7 рукавов 2, 3 взаимодействуют с роликами 8, 9, 10, 11 за счет силы трения. Ролики 8, 9, 10, 11 кинематически соединены с двигателями (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом. В емкости 16, 17 загружают влажный продукт, который необходимо высушить. Двигателями начинают вращать ролики 8, 9, 10, 11, между которыми находятся участки 6, 7 рукавов 2, 3. За счет силы трения, возникающей при соприкосновении поверхностей роликов 8, 9 с поверхностями участка 7 рукава 3, а также при соприкосновении поверхностей роликов 10, 11 с поверхностями участка 6 рукава 2, рукава 2, 3 перекатываются в замкнутой камере 1. Ролики 8, 9, 10, 11 вращаются реверсивно, а рукава 2, 3 перекатываются возвратно-поступательно. Когда рукава 2, 3 входят в полость 13 замкнутой камеры 1, то полость 13 уменьшает свой объем. Давление пара в ней возрастает. Клапан 19 открывается, и пар выходит во внешнюю среду за счет вытеснения его рукавами. На другой стороне рукавов 2, 3 рукава 2, 3 выкатываются из полости 12. Ее объем увеличивается, давление пара в ней уменьшается. Клапан 15 открывается. Пары, вышедшие из высушиваемого продукта, находящегося в емкости 17, заполняют полость 12 замкнутой камеры 1. Затем пар рукавами 2, 3 вытесняют во внешнюю среду. Такие циклы совершаются до достижения заданной влажности в высушиваемом продукте. После этого продукт выгружается из емкостей 16, 17 и в них загружаются новые порции продукта.

Пример

Высушивают пшеничное зерно с влажностью 40% до 12%. Способ осуществляли устройством, изображенным на фигуре 1. Емкости 16, 17 имеют объем 10 куб. м. Объем полостей 12, 13 изменился от 10 куб. м. до 0,1 куб. м. Температура окружающей среды составляет 17°С. Рукава перекатывают в камере с цикличностью один цикл за 5 сек. После 150 циклов влажность зерна составила 12%.

1. Способ вакуумной сушки, включающий возвратно-поступательное перекатывание в замкнутой камере одновременно двух вывернутых рукавов, которыми образуют полости, сообщенные с емкостями с высушиваемым продуктом и с внешней средой, при этом два рукава перемещают в камере путем реверсивного вращения роликов, которые взаимодействуют с поверхностями отогнутых участков рукавов, при этом в полости, образованные отогнутыми участками рукавов, закачивают текучий агент, причем пар, образующийся в камере между перекатывающимися рукавами, вытесняют во внешнюю среду.

2. Устройство для вакуумной сушки продукта, содержащее замкнутую камеру, емкости для высушивания продукта, обратные клапаны, рукава, концы которых отогнуты и закреплены по периметру замкнутой камеры, при этом рукава образуют в замкнутой камере полости, две из которых закачаны текучим агентом, а две полости, образованные рукавами, сообщены с емкостями, в которых сушат продукт, и с внешней средой, причем в полостях, образованных отогнутыми концами рукавов, установлены ролики, взаимодействующие с отогнутыми концами рукавов.

Изобретение относится к технике распылительной сушки жидкостей и может быть использовано в перерабатывающей, пищевой и химической промышленности. Устройство для распылительной сушки и грануляции молока, в котором с целью интенсификации процесса сушки и получения сухого гранулированного молока с помощью камеры одновременно исключающей возможность налипания частиц продукта на стенку камеры, куда с помощью установленного по касательной патрубка подается горячий воздух, а в результате контакта перемешиваемых разнополюсных частиц образуются гранулы, согласно изобретению, камера сушки представляет собой цилиндрическое устройство из двух теплоизолированных с внешней стороны полукруглых элементов, связанных друг с другом в вертикальной плоскости упирающимися боковыми торцами через электроизолирующие прослойки, и электроизолированной крышкой в верхней части, с трубопроводами для подачи внутрь устройства воздушно-молочной распыленной смеси, с находящимися под углом к горизонтальной плоскости α1 с одной стороны и α2>α1 - с другой, с помощью электростатического генератора обеспечивается отрицательный заряд на элемент правой части устройства, включая трубопровод, и положительный заряд - на элемент левой части устройства, включая трубопровод, а разнозаряженные элементы образуют эффект конденсатора с полукруглыми пластинами, при этом возникает однородное магнитное поле так, что вектор скорости при движении высушиваемой частицы был перпендикулярен вектору индукции магнитного поля, а заряженные частицы будут двигаться по нисходящей винтовой траектории, одновременно разнозаряженные высушиваемые частицы при взаимодействии друг с другом, а также со стенками элементов электронейтрализуются.

Термокамера и способ ее работы // 2535957

Изобретение относится к оборудованию и к способу изготовления крупногабаритных изделий из композиционных материалов, в частности к установкам для нагрева и полимеризации, используемым в производстве изделий из композиционных материалов, полимеризуемых на оснастке из инвара.

Способ в.г. вохмянина сушки влагосодержащих продуктов и устройство в.г. вохмянина для его осуществления // 2534829

Изобретение относится к средствам тепловой обработки влагосодержащих продуктов, преимущественно пищевых, и может быть использовано как в пищевой промышленности, так и в отдельных сельских хозяйствах для сушки овощей, фруктов, грибов, лекарственных трав и других продуктов.

Свч-камера для сушки шпона // 2531709

Изобретение относится к оборудованию для сушки шпона и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. СВЧ-камера непрерывного действия для шпона содержит сушильную камеру проходного типа, состоящую из цилиндрического корпуса с размещенными на нем с четырех сторон СВЧ-устройствами с волноводами, расположенного на обрезиненных роликах, установленных на неподвижной раме, согласно изобретению, корпус вместе с волноводами и СВЧ-устройствами вращается на обрезиненных роликах от привода через клиноременные передачи, а высушиваемый шпон непрерывно перемещается через корпус камеры при помощи роликового транспортера.

Многофункциональная автономная сушилка // 2523615

Многофункциональная автономная сушилка (далее МФАС) относится к возобновляемым источникам энергии и предназначена для сушки: продукции сельского хозяйства (зерновых и бобовых культур, ягод, фруктов, пищевых трав и корней, лекарственных растений, грибов и пр.); одежды и обуви личного состава воинских подразделений при их стационарном и полевом размещении, пограничных застав, воинских постов, постоянных баз геологических экспедиций и пр.; различных окрашенных деталей, изделий (заготовок) из дерева и др.

Способ сушки теплоизоляционного материала и сушильная камера для его осуществления // 2522723

Изобретение относится к способу сушки теплоизоляционных материалов, например пеноваты, для использования в строительстве. Способ сушки теплоизоляционного материала осуществляют в сушильной камере, выполненной с возможностью вмещения нескольких партий теплоизоляционного материала вдоль камеры, с подачей теплоносителя на выходе камеры сушки и с отводом газов на ее входе при сушке, процесс сушки проводят поэтапно, для чего на вход камеры во входной, первой зоне сушки устанавливают первую партию теплоизоляционного материала, в сторону теплоизоляционного материала непрерывно подают теплоноситель, осуществляя одновременный вывод отходящих газов из входной зоны сушильной камеры наружу в вытяжную вентиляцию, сушку первого этапа продолжают в течение части времени сушки, по прошествии которого партию теплоизоляционного материала поэтапно передвигают в сторону выходной зоны, а на ее место при необходимости устанавливают последующую партию теплоизоляционного материала, далее последующие этапы сушки повторяют в том же режиме.

Сушильное устройство и способ высушивания // 2509274

Изобретение относится к сушильному устройству и способу высушивания рулонных электродов. Сушильное устройство для высушивания рулонного электрода, намотанного на намоточную гильзу, включает нагревательное устройство для нагревания рулонного электрода со стороны намоточной гильзы.

Способ и устройство для сушки органического материала // 2505765

Изобретение относится к сушильному устройству, предназначенному для сушки объектов из органического материала, представляющих собой древесные бревна, щепу, пеллеты, древесные опилки, торф, брикеты или подобные объекты.

Аэрожелоб с двухкареточным устройством отсечки для сушки несыпучих и сыпучих материалов // 2499212

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к установкам для сушки несыпучих и сыпучих материалов, например измельченной подвяленной травы, вороха семян трав, зерна.

Конденсационная сушилка для пиломатериалов с абсорбционным утилизатором // 2499211

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки пиломатериалов. Сушилка включает в себя абсорбционный бромисто-литиевый тепловой насос-утилизатор, систему циркуляции и кондиционирования сушильного воздуха, корпус сушильной камеры.

Способ сушки древесины // 2537649

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для сушки пиломатериалов из древесины различных пород. Способ сушки древесины заключается в чередовании циклов, включающих обработку в камере древесины теплоносителем с ее прогревом и последующее вакуумирование при помощи присоединенного к камере ресивера, причем температуру в камере поднимают до 60-80°C, в ресивере создают вакуум и затем выравнивают давление в камере и ресивере до 0.8 МПа, после стабилизации давления в камере и ресивере соединение ресивера и камеры перекрывается, а сконденсированная в ресивере влага сливается из ресивера, затем в камеру подают сухой подогретый до температуры 60-80°C воздух, после стабилизации давления в камере цикл повторяют до достижения конечной влажности древесины.

Способ изготовления таблетки и установка, подходящая для применения этого способа // 2529785

Изобретение относится к способу изготовления быстрораспадающейся таблетки, содержащей лекарственное вещество. Заявленный способ включает следующие этапы: обеспечение текучей композиции, содержащей лекарственное вещество, обеспечение твердого элемента, имеющего образованную в нем по меньшей мере одну полость, охлаждение твердого элемента до температуры ниже температуры замерзания композиции, заполнение полости текучей композицией, затвердевание композиции при нахождении в полости для образования твердой пеллеты, содержащей лекарственное вещество, без активного придания формы всей поверхности пеллеты, причем объем полости меньше 50% от объема полости, извлечение пеллеты из полости и сушка пеллеты в вакууме для получения таблетки.

Способ вакуумной сушки пищевых продуктов // 2529286

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству сухих пищевых продуктов. Измельченный пищевой продукт толщиной слоя от 5 до 100 мм помещают в вакуумную камеру.

Способ сушки древесины // 2523941

Изобретение относится к области сушки твердых материалов, в том числе древесины, путем удаления из них влаги. Древесину размещают между электродами-теплообменниками в вакуумной камере, осуществляют предварительный нагрев древесины тепловой энергией от электродов-теплообменников в вакууме, затем прикладывают к электродам-теплообменникам переменное высокочастотное напряжение, измеряют температуру внутри и на поверхности древесины и поддерживают ее в заданном диапазоне путем изменения электрической мощности, подводимой к межэлектродному промежутку, и нагрева электродов-теплообменников.

Способ сушки пиломатериалов при пониженном давлении среды // 2522732

Изобретение используется в деревообрабатывающей промышленности. Изобретение относится к области деревообработки, в частности к способу сушки массивной древесины с использованием термовакуумно-импульсного воздействия.

Способ сушки и термовлажностной обработки крупномерной древесины // 2520272

Изобретение относится к технологии сушки крупномерной древесины и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из крупномерной древесины.

Свч-вакуумная камера для сушки оцилиндрованных бревен // 2490570

Изобретение относится к оборудованию для сушки крупномерных лесоматериалов и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности для сушки оцилиндрованных и строительных бревен при изготовлении срубов жилых домов.

Способ сушки шишек хвойных пород деревьев // 2490569

Изобретение относится к технологии лесного семеноводства, а именно сушке шишек деревьев хвойных пород с целью дальнейшего извлечения из них семян, предназначенных для выращивания саженцев деревьев.

Устройство удаления влаги в вакууме // 2485423

Изобретение относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применено в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств, лишенных пароснабжения.

Устройство удаления влаги в вакууме // 2468320

Вакуумная сушилка непрерывного действия с свч-энергоподводом // 2548209

Изобретение относится к оборудованию для сушки сыпучих материалов и может быть использовано для сушки фруктов, овощей, ягод, а также для производства сушеных грибов, зелени и т.д. В сушилке, содержащей корпус с загрузочным бункером и размещенным внутри него ленточным конвейером, запорные вентили, ведущий барабан, поворотные ролики, промежуточные ролики, нагревательные элементы, смотровые окна, направляющие, накопитель, новым является то, что в качестве нагревательных элементов используют СВЧ-излучатели, причем СВЧ-излучатели и щелевой волновод закреплены в верхней части сушилки над ленточным транспортером, а под транспортером - поглотители СВЧ энергии, ленточный конвейер снабжен устройством для регулирования высоты слоя продукта, подаваемого на сушку, сушилка выполнена разъемной, верхняя часть - подвижная, в виде крышки, а нижняя - стационарно установлена. Предлагаемая вакуумная сушилка позволяет повысить качество высушенного материала за счет увеличения содержания ценных компонентов в готовом продукте, интенсифицировать процесс сушки за счет использования СВЧ-энергии; снизить энергозатраты на осуществление процесса сушки. 1 ил.