Способ сублимационной сушки иустройство для его осуществления

Способ сублимационной сушки иустройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП NCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнд

Соцналнстнческнк

Республнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлвно19. 12. 78 (21) 2698403/24-06 (53) M с присоединением заявки М (23) Приоритет

F 26 В 5/06

Р 26 В 9/06

Государственный комитет

СССР ао делам нзобретеннй и открытнй

Опубликовано 300181 Бюллетень йо 4

Дата опубликования описания 010281 (53) УДК 66.047. .452.5 (088.8) j

И.Э.Бабаев, В.Н.Байбуз, Э.И.Каухчеш или и Э.Ф.Яушева

5 т.

Московский технологический институт мя нои и молочной промышленности иФ, „ (72) Авторы. изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУЩКИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технологии и технике сублимационного высушивания пищевых продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности, а также в медицине для высушивания продуктов, обладающих способностью легко истираться в порошок после их сублимационного высушивания: молочных продуктов (простокваша, йогурт), плодо-овощ- О ных соков и пюре, агар-агара, желчи и др.

Известен способ сублимационной сушки пищевых продуктов в гранулах при давлении нйже давления тройной точки воды путем нагрева их в услови- 5 ях вибрации и при непрерывном отводе образовавшихся паров воды, а также устройство для осуществления этого способа, содержащее вакуумную камеру, внутри которой. расположен вибротранс- >Ю ттортирующий лоток с нагревателями, подсоединенный к вибратору, вакуумные шлюзы для загрузки.и выгрузки высушиваемых гранул продукта P) .

Недостатки данного способа и устройства заключаются в сложности технологии и малой надежности.

Известен также способ сублимационной сушки путем нагрева гранулированных пищевых продуктов в услови- 30 ях вакуума и вибрации, осуществляемьй в устройстве, содержащем укрепленную на станине вакуумную камеру, внутри которой имеется лоток с посекционно расположенными вдоль него электрическими нагревателями и вибратор, загрузочный и разгрузочные бункеры, причем станина закреплена шарнирно с воэможностью регулирования угла наклона 2 .

Недостатком этих способа и устройства является неэФфективное перемешивание материала, что приводит к излишнему его перегреву.

Кроме того, известен способ сублимационной сушки гранулированных продуктов под вакуумом путем их нагрева в условиях вибрации при непрерывном отводе образующихся водяных паров.

Данный способ осуществляется в устройстве, содержащем вакуумную камеру с загрузочным и разгрузочным шлюзами и размещенный внутри камеры противень с боковыми стенками, снабженный нагревателем в днище и подключенный к вибратору (3) .

Эти способ и устройство, по своей технической сущности, наиболее близки к предлагаемым, но и они не лишены недостатков, сводящихся к тому, что

800538 нул, уносятся из сушильного противня без использования для этого специ, альных механических средств. При этом исходят из того, что вертикальный поток любого газа может унести с собой материальную частицу, если его скорость превысит скорость витания в нем этой частицы, т.е. будет выполнено соотношение

g -c3 -Я о ".- „р ® вибрацию гранул продукта осуществляют преимущественно в горизонтальной плоскости,с амплитудами и частотами, которые обеспечивают заданную скорость перемещения их по сушильному

Противню, но не достаточны для отделения и удаления с поверхности гранул сухих слоев, имеющих большое термическое сопротивление процессу теплоподвода к центрам гранул. В ходе процесса толщина сухих слоев растет, не позволяя подводить тепло к продукту с максимальным и неизменным значением удельного теплового потока в течение всего процесса и по всей площади противня, так как это привело бы к перегреву и подгоранию внешних вы- 15 сохших слоев гранул и ухудшению, тем самым качества готового продукта. Вынужденное же снижение уровня теплоподвода значительно удлиняет процесс сублимационной сушки. 20

Недостатком известного устройства является то, что в нем невозможна своевременная выгрузка тех гранул продукта, которые по какой-либо причине высохли быстрее остальных . Общая выгрузка происходит только в конце противня и поэтому, происходит подгорание высохших гранул, что ухудшает качество готового продукта.

Цель изобретения — повышение качества и сокращение экспозиции сушки.

Поставленная цель достигается тем, что вибрацию ведут комбинированно в горизонтальном и вертикальном направлениях с одинаковыми амплитудой 35

0,75-5,0 мм и частотой 50-300 Гц, а интенсивность нагрева поддерживают постоянной в пределах 1-4,5 кВт/кг, при которой скорость отводимых водяных паров превышает скорость витания ф» в них сухих частиц продукта.

Устройство для сублимационной сушки дополнительно содержит направляющий экран, охватывающий противейь и образующий с его боковыми стенками зазор, проходное сечение которого составляет 0,1-1,0 8, высота боковых стенок противня — 1,0-3,0 ширины его днища, а площадь поперечного сечения вакуумной камеры в зоне разгрузочного шлюза составляет 5-10 3, где 5 — пло-5О щадь днища противня.

Внутри камеры над разгрузочным шлюзом дополнительно размещена воронка, присоединенная к.вибратору.

Как показывает опыт, вибрация гра- $5 нул с указанными амплитудами и частотами обеспечивает отделение с их поверхностей высохших слоев, поэтому создаются условия для нагрева гранул с. постоянной интенсивностью и, тем самым,значительно ускоряется йроцесс ео сушки.

В описываемом изобретении сухие частицы продукта, отделившиеся в результате вибрации с поверхности гра- 65 где Ы вЂ” скорость потока, м/с;

Ы вЂ” скорость витания материальЬнт ной частицы в потоке, м/с;

g — ускорение силы тяжести, м /с;

d — диаметр материальной частицы, м, à — плотность частицы, кг/м

3 ф - — кинематическая вязкость пара, м /с, плотность пара, кг/м

Скорость потока водяных паров, отводимых из противня, составляет ) = — —, i 2)

r- .P„Fy где m — удельная загрузка противня гранулами (как и в известном способе m = 5-20), кг/м

q — HH eHcH Ho T H e gapa

М нул, кВт/кг;

F — площадь днища противня, м

F — площадь проходного сечения

3 зазора между экраном и боковыми стенками противня, м .; 2.. г — теплота фазового перехода

"лед-пар" для воды кдж/кг.

Из (1) и (2) следует, что для обеспечения выноса сухих частиц из противня, должно быть выполнено условие

Условие (3 ) выполняют, обеспечивая при заданной удельной загрузке противня (m) нагрев гранул (ц„ ) и проходное сечение зазора (F ) в пределах, указанных в формуле изобретения. При этом важно, что из противня выносятся только сухие частицы продукта, так K&K Hx oTHoc.T (P) значительно меньше плотности замороженных влажных частиц (для простокваши, например, .в 8-9 раз), На чертеже изображено устройство, работающее по предлагаемому способу.

В вакуумной камере 1, снабженной загрузочным шлюзом 2 и разгрузочным шлюзом 3, расположен противень 4, имеющий днище 5 с нагревателем б и боковые стенки 7, и присоединенный при помощи тяг 8 к вибратору 9. Направляющий экран 10 охватывает сверху противень 4, образуя с его боковыми стенками 7 зазор 11, проходное сечение которого составляет 0,1-1,0 площади днища 5. Над разгрузочным шлюзом 3 установлена воронка 12, при800538 соединенная к вибратору 9. Для отвода из камеры 1 водяных паров предусмотрен трубопровод 13.

Устройство работает по следующему способу.

Через шлюз 2 в вибрирующий противень-4 непрерывно загружают гранулы продукта и при помощи нагревателя 6 осуществляют их нагрев. Высохшие внешние слои гранул в результате интенсивной вибрации отделяются, подхватываются потоком образовавшихся в противне 4 водяных паров, которые вследствие увеличенной высоты боковых стенок 7, оказываются хорошо сформиро- . ванными для движения в вертикальном направлении, и выносятся через зазор

11 к вибрирующей направляющей воронке 12 и вакуумномУ шлюзу 3. Высота боковых стенок 7, равная 1,0-3,0 ширины днища 5 противня 4 обеспечивает, как показывает опыт эксплуатации уст- 20 ройства, стабильность аэродинамического процесса уноса из противня 4 сухих частиц продукта.

Так как площадь поперечного .сечения вакуумной камеры 1 у шлюза 3 со- 25 ставляет 5-10 площадей днища 5 противня 4, поток водяных паров здесь резко теряет скорость и освобождается от частиц сухого продукта, после чего отводится через трубопровод 13 к десуб- 30 лиматору и к вакуумному насосу (не показаны . Осевшие на воронке 12 сухие частицы продукта подаются под действием ее вибрации к разгрузочному шлюзу 3 и выводятся из камеры 1.

Проводилась сублимационная сушка предварительно замороженной и гранулированной простокваши "Иечниковская" при трех комбинациях режимных параметров процесса и, для получения сравнительных данных, известным способом. 10

Во всех случаях конечная влажность продукта равнялась 5Ъ.

При осуществлении предлагаемого способа зазор 11 между экраном 10 и боковыми стенками 7 регулировался в пределах, указанных в формуле изобретения, что обеспечивало своевременный и стабильный унос готового продукта из противня 4 без использования каких-либо специальных механических средств или устройств. Качество .продукта, полученного предлагаемым способом, было более высоким так как он в процессе сушки подвергался воздействию высоких температур более короткое время.

Длительность сушки гранул предлагаемым способом по сравнению с известным сокращается, что значительно улучшает технико-экономические показатели работы сушильного оборудования.

Формула изобретения

1. Способ сублимационной сушки гранулированных продуктов под вакуумом путем их нагрева в условиях вибрации при непрерывном отводе образующихся водяных паров, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества и сокращения экспозиции сушки, вибрацию ведут комбинированно в горизонтальном и вертикальном направлениях с одинаковыми амплитудой 0,755 мм и частотой 50-300 Гц, а интенсивность нагрева поддерживают постоянной в пределах 1-4 кВт/кг, при которой скорость отводимых водяных паров превышает скорость витания в них сухих частиц продукта.

2. Устройство для сублимационнбй сушки способом по п. 1, содержащее вакуумную камеру с загрузочным и разгрузочным шлюзами и размещенный внутри камеры противень с боковыми стенками, снабженный нагревателем в днище и подключенныи к вибратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит направляющий экран, охватывающий противень и образующий с его боковыми стенками зазор, проходное сечение которого составляет 0,1-1,0, высота боковых стенок противня составляет 1-3 ширины его днища, а площадь поперечного сечения вакуумной камеры в зоне разгрузочного шлюза равна 5-10,5, где

Я вЂ” площадь днища противня.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что внутри камеры над разгрузочным шлюзом дополнительно размещена воронка, присоединенная к вибратору.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Патент США У 3648379, кл. 34-5, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 499476, кл. F 26 В 19/00, 19763. Патент США Р 3667135, кл. 34-5, опублик. 1972.

800538

Заказ 10378 43. Тираж 751

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Ва скак ааб., М. 4 5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Ю. Мартинчнк

Редакто A. Власенко Тех М.Голинка Ко екто В. Синицкая.