CC BY
79
УДК 664.144
Ю. А. Максименко, Н. А. Подледнева, О. Е. Губа
СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ
Yu. A. Maksimenko, N. A. Podledneva, O. E. Guba
DRYING INSTALLATION FOR RECEIVING POWDERS FROM LIQUID PRODUCTS
Сушка жидких продуктов в диспергированном состоянии широко используется в химической и пищевой отраслях промышленности при производстве сухих дисперсных материалов.
На основе анализа современного состояния техники и технологии сушки предложен рациональный метод, позволяющий увеличить интенсивность процесса и осуществлять циркуляционное перемешивание, предварительный нагрев и струйную подачу продукта при сушке. Положительный эффект предлагаемого устройства обеспечивается за счет увеличения интенсивности и качества процесса сушки.
Ключевые слова: распылительная сушка, влагосодержание, диспергированное состояние продукта, циркуляционное перемешивание, процесс обезвоживания.
Drying of liquid products in the dispersed condition is widely used in chemical and food industries at the manufacture of dry disperse materials. On the basis of the analysis of a current state of technics and technology of drying, a new rational method is offered, allowing to increase the intensity of the process and to carry out circulating mixing, preliminary heating and jet giving of a product at drying.
The positive effect of the offered device is provided due to the increase in the intensity and quality of the drying process.
Key words: spray drying, moisture content, dispersed condition of a product, circulating mixing, dehydration process.
Сушка жидких продуктов в диспергированном состоянии широко используется в химической и пищевой отраслях промышленности при производстве сухих дисперсных материалов [1].
На основе анализа современного состояния техники и технологии сушки предложен рациональный метод, позволяющий увеличить интенсивность процесса и осуществлять циркуляционное перемешивание, предварительный нагрев и струйную подачу продукта при сушке [2].
На рис. 1 изображено предлагаемое устройство. Оно имеет: вертикальную сушильную камеру, образованную двумя усеченными конусами 1, 2 и цилиндром 3; газоход для подачи теплоносителя 4; трубчатый кольцевой питатель 5, оснащенный по периферии гидравлическими форсунками 6; переливные перегородки 7 и 14; насос 8; газораспределительную решетку 9, выполненную в виде пластины круглого сечения с отверстиями, по периметру которых жестко закреплены отрезки труб, накрытые сверху колпачками 15; газоход отработавшего теплоносителя 10; циклон 11; трубопровод 12; вентиль 13.
Устройство работает следующим образом (рис. 1, 2). Полый цилиндр сушильной камеры 3 от трубопровода 12 через трубчатый кольцевой питатель 5 и гидравлические форсунки 6 предварительно заполняется подлежащим сушке продуктом с помощью насоса 8, после чего по газоходу 4 производится подача сушильного агента в рабочий объем сушилки, образованный двумя усеченными конусами 1 и 2. Далее производится открытие вентиля 13. Вентиль 13 позволяет непрерывно осуществлять посредством питателя 5 и гидравлических форсунок 6 циркуляционное перемешивание продукта, подлежащего сушке, его дополнительный подвод от трубопровода 12 и предварительный нагрев за счет теплоносителя.
Поток теплоносителя при поступлении в слой жидкого продукта через перфорации колпачков 15 газораспределительной решетки 9 разбивается на струи, которые с большой скоростью входят в жидкий продукт. В пространстве между смежными колпачками газовые и жидкостные струи сталкиваются, деформируясь и образуя слой газожидкостной системы (пены) с сильно развитой поверхностью контакта продукта и теплоносителя, при этом образуется псевдокипящий слой распыленных частиц продукта.
Теплоноситель
Продукт
на перемешивание
Подача продукта
Т еплоноситель
Рис. 2. Принцип работы сушильной установки для получения порошков из жидких продуктов
Распыленные частицы продукта при контакте с сушильным агентом высыхают и транспортируются потоком теплоносителя по газоходу 10 в циклон 11, где за счет возникающей центробежной силы происходит отделение сухого продукта от отработавшего теплоносителя. При циркуляционном перемешивании продукт непрерывно подается гидравлическими форсунками 6 на стенки сушильной камеры, омывая их, за счет чего исключаются налипание и контакт распыленных частиц продукта со стенками сушильной камеры и, следовательно, нарастающее загрязнение стенок в процессе распылительной сушки.
При работе устройства, с целью непрерывного и качественного высушивания продукта, необходимо согласование расходов вновь подводимого по трубопроводу 12 продукта и продукта, диспергируемого на поверхности газораспределительной решетки 9. Количество гидравлических форсунок 6 в кольцевом питателе 5 определяется из условия полного омывания стенок сушильной камеры струями продукта без его диспергирования в зависимости от расхода продукта и размеров сушильной камеры. В рабочий объем сушилки при диспергировании попадают частицы продукта различных размеров. Мелкие частицы, скорость движения которых меньше скорости движения теплоносителя в рабочем объеме сушильной камеры, транспортируются потоком теплоносителя в циклон 11, при этом происходит их досушка. Крупные, вследствие того, что скорость теплоносителя меньше скорости их движения, под действием силы тяжести вновь возвращаются на газораспределительную решетку 9, благодаря чему обеспечивается надежная работа устройства при возможных технологических колебаниях режимов распыления и сушки продукта ввиду изменения расходных параметров процесса и физико-химических характеристик продукта.
Скорость теплоносителя, подаваемого под газораспределительную решетку 9, должна соответствовать режиму уноса частиц продукта с поверхности решетки.
Все пространство между смежными колпачками 15 может быть разбито на следующие основные зоны: небарботируемой жидкости (зона А); недеформируемых струй (зона Б), деформируемых струй - пены (зона В), взвешенных частиц продукта (зона Д). Для зоны пены (зона В) характерна наиболее развитая поверхность массообменного контакта продукта с теплоносителем. Высота зоны пены возрастает с увеличением слоя жидкого продукта на газораспределительной решетке и скорости потока теплоносителя. Высота слоя жидкого продукта на газораспределительной решетке устанавливается и регулируется с помощью переливных перегородок 7 и 14. Вместе с тем необходимо иметь в виду, что при увеличении высоты слоя пены увеличивается гидравлическое сопротивление движению потока теплоносителя. Переливная перегородка 14 образует с поверхностью сушильной камеры щелевой сектор для возврата части продукта в цилиндр 3 при циркуляционном перемешивании.
Выводы
Предложенный рациональный метод позволяет увеличить интенсивность процесса и осуществлять циркуляционное перемешивание, предварительный нагрев и струйную подачу продукта при сушке. Положительный эффект предлагаемого устройства обеспечивается за счет увеличения интенсивности и качества процесса сушки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. - М.: Пищ. пром-сть, 1975. - 527 с.
2. Лыков А. В. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968. - 471 с.
Статья поступила в редакцию 13.10.2011
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Максименко Юрий Александрович - Астраханский государственный технический университет; канд. техн. наук; доцент кафедры «Технологические машины и оборудование»; [email protected].
Maksimenko Yury Aleksandrovich - Astrakhan State Technical University; Candidate of Technical Science; Assistant Professor of the Department "Technological Machines and Machinery"; [email protected].
Подледнева Наталья Александровна - Астраханский государственный технический университет ассистент кафедры «Технологические машины и оборудование»; [email protected].
Podledneva Natalia Aleksandrovna - Astrakhan State Technical University; Assistant of the Department "Technological Machines and Machinery"; [email protected].
Губа Оксана Евгеньевна - Астраханский государственный технический университет; соискатель кафедры «Технологические машины и оборудование»; [email protected].
Guba Oksana Evgenievna - Astrakhan State Technical University; Postgraduate Student of the Department "Technological Machines and Machinery"; [email protected].
