CC BY
18
№11, 2005г.
23
КОНСТРУКЦИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ СУШКИ ЭФИРОСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Е.П.Сабо, А.Ф.Финьков, А.А. Чиликиди Абхазский государственный университет, г.Сухум
Большинство видов лекарственного сырья используется в высушенном виде, поскольку в увядающих растениях под действием ферментов целебные компоненты частично теряют свои свойства. Чтобы сохранить ценные свойства лекарственного сырья, необходимо немедленно после сбора обеспечить быструю сушку. Каждый вид сырья, в зависимости от характера содержащихся в нём действующих веществ, следует высушивать в сушилках с искусственным обогревом при определённых температурных условиях [1].
Сырьё, богатое витамином С, требует быстрой сушки при температуре 80-90оС, так как при медленной сушке при низкой температуре витамин С разрушается.
Сырьё, содержащее глюкозоиды, следует также сушить быстро, чтобы прекратить действие ферментов разрушающих глюкозоиды, но при более низкой температуре 55-60оС, чтобы не разрушить их термически.
Сырьё, содержащее алкалоиды, как правило, сушат при температуре 40-50оС, но в зависимости от химического строения алкалоидов могут быть отклонения.
Сырьё, содержащее эфирные масла, необходимо высушивать при температуре до 30-35оС во избежание улетучивания легко испаряющихся компонентов.
Скорость сушки, помимо температуры, зависит от количества подлежащей удалению влаги, общей свободной поверхностью сырья, скоростью движения воздуха и его влажности. Известны устройства для осушения газов основанные на конденсации избыточной влаги на металлической поверхности, охлаждённой ниже точки росы, или путём поглощения влаги охлаждённым сорбентом [2,3]. Для охлаждения в этих конструкциях осушителей используются термоэлектрические батареи. В данной работе представлена схема устройства с двухкаскадной термоэлектрической батареей новой конструкции, с помощью которой легко обеспечить осушку и подогрев прокачиваемого воздуха. Затраты энергии в таком устройстве будут такими же, как и при простом электрическом нагреве до заданной температуры прокачиваемого воздуха, но в данном устройстве он дополнительно будет осушен и, следовательно, более эффективен как теплоноситель для удаления влаги из растительного сырья.
На рисунке 1 приведен разрез термоэлектрического осушителя-подогревателя воздуха, а на рисунке 2 вид его сверху под стенкой магистрального воздухопровода.
Конденсат
Рис.1. Продольный разрез и вид сверху под стенкой магистрального воздухопровода термоэлектрического осушителя-подогревателя воздуха с двухкаскадной термоэлектрической батареей
Двухкаскадная термоэлектрическая батарея состоит из двух рядов ветвей р-типа 1 и п-
24
Вестник ДГТУ. Технические науки.
типа 2, последовательно соединённых через металлические рёбра теплообменников 3,4, 5 и вставлена в магистраль воздухопровода. При пропускании постоянного электрического тока через токовводы 7, охлаждаются рёбра теплообменника 3, на которых конденсируется влага. Тепло, откачиваемое первым каскадом термоэлектрической батареи с рёбер 3, поступает на рёбра теплообменника 4. Туда же поступает тепло Джоуля первого каскада, и большая его часть перекачивается вторым каскадом на рёбра теплообменника 5. Прокачиваемый по магистрали воздух отдаёт избыточную влагу на рёбрах 3 и охлаждается. Охлаждённый воздух отводит часть тепла с рёбер теплообменника 4 и затем разогревается на рёбрах теплообменника 5. Подогретый и осушенный воздух поступает в камеру для сушки лекарственного сырья.
Для того, чтобы предотвратить испарение сконденсированной на теплообменнике 3 влаги и облегчить её стекание за пределы магистрали, рёбра теплообменника представляют собой согнутые вдвое пластины алюминия, направленные сгибом против потока воздуха. В выполненных таким образом рёбрах теплообменника сконденсировавшаяся влага собирается в зазор и по нему стекает за пределы магистрали. Одновременно с помощью таких рёбер решается задача повышения надёжности термоэлектрической батареи за счёт механической развязки ветвей термоэлемента, между которыми впаиваются рёбра теплообменников. Именно поэтому и рёбра теплообменников 4 и 5 выполнены таким же образом.
Повышенная надёжность термоэлектрической батареи обеспечивается и включением каждого термоэлемента двух каскадов в параллельную цепь. При таком включении выход из строя (разрушение) одной ветви не нарушает целостность цепи и работоспособность батареи. В случае разрушения одной ветви, параллельно включенный термоэлемент начинает работать в режиме удвоенного тока. При задаваемом вытяжным вентилятором скорости потока воздуха ток питания термоэлектрической батареи подбирается для обеспечения заданного перепада температур между холодными спаями первого каскада и горячими спаями второго.
Расчеты показывают, что при скорости потока воздуха 160 м3/час для его нагрева на 10-15оС потребуется 700-750 Вт электрической мощности. Этой мощностью можно создать на спаях двухкаскадной батареи перепад температур 40-50оС, что обеспечит снижение относительной влажности воздуха более чем в три раза. Скорость сушки лекарственного сырья содержащего эфирные масла увеличится в два-три раза, что существенно повысит его качество и снизит общие затраты энергии.
Библиографический список:
1. Кондратенко П.Т., Кур С.Д., Рожко С.Д. Заготовка, выращивание и обработка лекарственных растений. М.: Медицина, 1965, 346 с.
2. Авторское свидетельство СССР, 1986 г., № 1255819, МКИ F 24, F 3/14.
3. Авторское свидетельство СССР, 1984 г., № 1180655, МКИ F 25, В 21/02.
