установка с комбинированным энергоподводом для непрерывной сублимационной сушки термолабильных материалов

Классы МПК:F26B19/00 Устройства для сушки твердых материалов или предметов, не отнесенные к группам  9/00
F26B5/06 с применением замораживания 
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):ФГОУ ВПО Ижевская государственная сельскохозяйственная академия (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-01-05
публикация патента:

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к технике сублимационной сушки термолабильных материалов. Установка содержит УЗИ-источник, три датчика измерения вакуума, равномерно расположенные по высоте сушильной камеры, шесть датчиков температуры, равномерно расположенных по высоте, устройство отбора проб высушиваемого материала, позволяющее снимать пробы в зонах контроля температуры и глубины вакуума в сушильной камере, при этом камеры конденсатор-вымораживателя, распылительная, сушильная, СВЧ-источник, УЗИ-источник, датчики вакуума, температуры и отбора проб герметично соединены и включены в единую вакуумную магистраль с откачивающим устройством. Установка должна обеспечить повышение производительности и получение продукта высокого качества. 1 ил., 1 табл. установка с комбинированным энергоподводом для непрерывной сублимационной   сушки термолабильных материалов, патент № 2278338

установка с комбинированным энергоподводом для непрерывной сублимационной   сушки термолабильных материалов, патент № 2278338

Формула изобретения

Установка непрерывного действия для сублимационной сушки термолабильных материалов, содержащая вакуумную сушилку с распылительной камерой и расположенные по ее оси распылительную форсунку и источник инфракрасного излучения, который расположен в зоне факела, конденсатор-вымораживатель, откачивающее устройство, сушильную камеру с источником СВЧ-энергоподвода и с вводом инертного газа, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит УЗИ-источник, три датчика измерения вакуума, равномерно расположенных по высоте сушильной камеры, шесть датчиков температуры, равномерно расположенных по высоте, устройство отбора проб высушиваемого материала, позволяющее снимать пробы в зонах контроля температуры и глубины вакуума в сушильной камере, при этом камеры конденсатор-вымораживателя, распылительная, сушильная, СВЧ-источник, УЗИ-источник, датчики вакуума, температуры и отбора проб герметично соединены и включены в единую вакуумную магистраль с откачивающим устройством.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к технике сублимационной сушки термолабильных материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка непрерывного действия для сублимационной сушки термолабильных материалов (патент России на изобретение №2165566), содержащая вакуумную сушилку с распылительной камерой и расположенные по ее оси распылительную форсунку и источник инфракрасного излучения, который расположен в зоне факела, конденсатор-вымораживатель, откачивающее устройство, дополнительную резонаторную камеру с источником СВЧ-энергоподвода и камеру досушки, при этом камеры конденсатор-вымораживателя, распылительная, резонаторная и досушки герметично соединены и включены в единую вакуумную магистраль с откачивающим устройством.

Недостатком известной установки при сушке жидких нативных бактерийных препаратов в вакууме является снижение конечного качества высушиваемого материала при селективном воздействии СВЧ-энергии на живые бактерии.

Под воздействием СВЧ-энергии в резонаторной камере происходит локальный перегрев бактерий до летальной температуры, а при понижении уровня СВЧ-энергии - недосушка. Это приводит к снижению качества высушиваемого продукта или требует создания более «мягкого» режима сушки, что снижает производительность сушки.

Технической задачей изобретения является повышение производительности установки и получение продукта высокого качества. В результате использования предлагаемого изобретения повышается производительность установки, уменьшается удельное потребление энергии на кг испаренной влаги.

Вышеуказанная техническая задача решается тем, что в установке непрерывного действия для сублимационной сушки термолабильных материалов, содержащей вакуумную сушилку с распылительной камерой и расположенные по ее оси распылительную форсунку и источник инфракрасного излучения, который расположен в зоне факела, конденсатор-вымораживатель, откачивающее устройство, сушильную камеру с источником СВЧ-энергоподвода и с вводом инертного газа, согласно изобретению дополнительно содержится УЗИ-источник, три датчика измерения вакуума, равномерно расположенные по высоте сушильной камеры, шесть датчиков температуры, равномерно расположенных по высоте, устройство отбора проб высушиваемого материала, позволяющее снимать пробы в зонах контроля температуры и глубины вакуума в сушильной камере, при этом камеры конденсатор-вымораживателя, распылительная, сушильная, СВЧ-источник, УЗИ-источник, датчики вакуума, температуры и отбора проб герметично соединены и включены в единую вакуумную магистраль с откачивающим устройством.

На чертеже показана принципиальная схема установки сублимационной сушки для обезвоживания термолабильных продуктов с комбинированным энергоподводом. Установка состоит из сушильной камеры цилиндрической формы с источниками СВЧ 16 и ультразвука 4. В верхней части сушильной камеры расположена распылительная камера, на крышке которой закреплен ИК-излучатель 2. В камере имеется собственный десублиматор 3, а также через шиберный затвор к ней подключен вакуумный насос 12. В нижней части через вакуумный затвор 15 камера соединена с выгрузным шнеком 8. Кисломолочный продукт питателем-дозатором (насосом) 10 подается из резервуара 14 и распыляется через ультразвуковую форсунку 1 в распылительной камере. Режим подачи продукта контролируется блоком управления системы распыления (СУСР). Капли йогурта в процессе полета охлаждаются и замерзают за счет интенсивного испарения влаги в вакууме. При этом капли подвергаются воздействию лучистой энергии ИК-излучателя 2. Далее капли с высушенным верхним слоем летят вниз в сушильную камеру. Сушильный агент (инертный газ, воздух) на стадии удаления остаточной влаги подается в нижнюю часть сушильной камеры через термостат 13 насосом 11 в рассеиватель 5. В сушильной камере имеется устройство отбора проб 17, которое при наладке технологического процесса позволяет снимать пробы в зонах контроля температуры и глубины вакуума. После образования вакуума в распылительной камере включаются конденсаторы (десублиматоры) 3 и ИК-излучатели 2 и через форсунку 1 подается продукт (йогурт). Начинается криогранулирование капель йогурта в поле ИК-излучения при температуре десублиматоров -35°С, поддерживаемой холодильной машиной 6. Одновременно подают сушильный агент (инертный газ, воздух), нагретый до температуры +20...+40°С. Количество подаваемого агента регулируют так, чтобы давление в камере, контролируемое датчиком 7, на уровне m0 не поднималось выше 100 Па. При достижении продуктом в камере сушки уровня m0 включается УЗИ, на уровне m5 включается СВЧ, а при достижении уровня отметки m600 (верхний уровень) вводится в действие шнек электроприводом 9 и начинается выгрузка сублимированного продукта. Процесс сушки идет непрерывно под воздействием ультразвука и СВЧ-энергиии в принудительном потоке инертного газа. Уровень высушиваемого криогранулянта в камере сушки поддерживается системой управления на отметке m600.

В таблицу сведены сравнительные характеристики сушки биойогурта:

- сублимационная сушка в поле СВЧ и атмосфере инертного газа (патент России на изобретение №2165566);

- сублимационная сушка в полях СВЧ, УЗИ и атмосфере инертного газа (предлагаемая).

В качестве основного технологического показателя при сравнении методов сушки взята способность к восстановлению лакто- и бифидобактерий из сухого концентрата в нативное состояние, %.

Как видно из таблицы, в результате использования предлагаемого изобретения повышается способность к восстановлению лакто- и бифидобактерий из сухого концентрата в нативное состояние, уменьшается остаточная влажность высушиваемого концентрата.

Сравнительные характеристики сублимационной сушки
Параметры сушки и характеристики продуктаСублимационная сушка
Патент №2165566 Изобретения
1 Время сушки (среднее), ч1,0...3,00,5...2,0
2 Удельный расход энергии по испаряемой влаге, кВт·ч/кг1,2 1,0
3 Удельная занимаемая площадь по испаряемой влаге, м2 /кг 0,060,06
4 Остаточная влажность, %4,0 3,6
5 Средняя температура обработки, °С-30...+20-30...+20
6 Способность к восстановлению лакто- и бифидобактерий из сухого концентрата в нативное состояние, %6996

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2278338

patent-2278338.pdf

Класс F26B19/00 Устройства для сушки твердых материалов или предметов, не отнесенные к группам  9/00

горелка, установка и способ сушки измельченных продуктов с использованнием такой горелки -  патент 2521525 (27.06.2014)
способ высокочастотной обработки деталей из полиамида и устройство для его осуществления -  патент 2497673 (10.11.2013)
зажимное устройство -  патент 2398724 (10.09.2010)
устройство для термовакуумной сушки -  патент 2315928 (27.01.2008)
способ и устройство осушки газопроводов -  патент 2300062 (27.05.2007)
способ и устройство энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме -  патент 2295681 (20.03.2007)
устройство для сушки сыпучих диэлектрических материалов -  патент 2281447 (10.08.2006)
устройство для удаления влаги в вакууме -  патент 2276314 (10.05.2006)
способ получения гранулированного кислородсодержащего отбеливателя на основе пероксосольвата карбоната натрия и устройство для осуществления способа -  патент 2264977 (27.11.2005)
способ осушки полости оборудования и устройство для его осуществления -  патент 2198361 (10.02.2003)

Класс F26B5/06 с применением замораживания 

способ сублимационной сушки крови сельскохозяйственных животных -  патент 2499210 (20.11.2013)
устройство для серийной сублимационной сушки -  патент 2494323 (27.09.2013)
многосекционная вакуум-сублимационная сушилка поточно-циклического действия -  патент 2486419 (27.06.2013)
способ лиофилизации частиц, имеющих содержащийся в них фармацевтический состав, и фармацевтическая упаковка, содержащая такие частицы -  патент 2481825 (20.05.2013)
способ управления процессами получения и сушки ферментных препаратов -  патент 2480520 (27.04.2013)
способ получения фторполимерных порошковых материалов -  патент 2478665 (10.04.2013)
способ непрерывной вакуум-сублимационной сушки с использованием наноматериалов и термоэлектрических модулей и установка для его осуществления -  патент 2477827 (20.03.2013)
способ лиофильной сушки эритроцитарного диагностикума -  патент 2476791 (27.02.2013)
способ лиофилизационной сушки фармацевтических препаратов -  патент 2476790 (27.02.2013)
криогенная вакуум-сублимационная установка с комплексным использованием инертного газа -  патент 2458300 (10.08.2012)
Наверх