способ сушки термолабильных дисперсных материалов

Формула изобретения

Способ сушки, включающий осциллирующее обезвоживание термолабильных дисперсных материалов в псевдоожиженном слое - попеременный нагрев и охлаждение через определенные промежутки времени, отличающийся тем, что на стадиях промежуточного охлаждения используется осушенный холодный воздух, а на завершающей стадии высушивание до заданной конечной влажности осуществляется в разрыхленном слое холодным воздухом.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к технологии сушки термолабильных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и фармацевтической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является осциллирующее обезвоживание термолабильных материалов во взвешенном слое. В известном способе сушки (принятом в качестве прототипа) процесс сушки в псевдоожиженном слое при осциллирующем режиме - попеременном нагреве и охлаждении материала через определенные промежутки времени - проводится с использованием горячего и холодного воздуха, который забирается из окружающей среды [Любошиц И.Л., Слободкин Л.С., Пикус И.Ф. Сушка дисперсных термочувствительных материалов. - Минск.: Наука и техника, 1969. - С.54, 160-189].

Его влажность достаточно велика и может составлять примерно 85%. Вследствие этого продолжительность сушки существенно увеличивается. Завершающая стадия сушки, как и предыдущие, также осуществляется в псевдоожиженном слое. Поэтому по мере высушивания материал с невысокой механической прочностью (например, гранулы хлебопекарных дрожжей) частично измельчается вследствие контакта гранул между собой и со стенками сушильной камеры [Шишацкий Ю.И. Сушка хлебопекарных дрожжей. - Воронеж: Изд. Воронеж. ун-та, 1992. - С.33-37].

Пылевидный материал после его выделения в циклонах возвращается в производство, смешивается с исходным материалом и вновь высушивается. Вследствие этого качество готового продукта снижается. Вместе с отработанным воздухом часть пылевидного материала выбрасывается в атмосферу, загрязняя окружающую среду.

Технической задачей изобретения является интенсификация процесса сушки, повышение качества готового продукта, снижение энергозатрат на сушку, а также снижение загрязнения окружающей среды.

Техническая задача достигается тем, что в способе сушки, включающем осциллирующее обезвоживание термолабильных дисперсных материалов в псевдоожиженном слое - попеременный нагрев и охлаждение через определенные промежутки времени, согласно изобретению на стадиях промежуточного охлаждения используется осушенный холодный воздух, а на завершающей стадии высушивание до заданной конечной влажности осуществляется в разрыхленном слое холодным воздухом. За счет использования на стадиях промежуточного охлаждения осушенного холодного воздуха существенно ускоряется сушка, поскольку увеличивается разность парциального давления паров воды над поверхностью материала и в окружающей среде. Влажность осушенного холодного воздуха на первой стадии охлаждения составляет 0,5%, на последней - 5%, что в совокупности с непродолжительностью каждой стадии охлаждения (5-10 с) исключает пересыхание поверхности материала и, следовательно, снижение его качества. На завершающей стадии при снижении влажности материала от 10-15% до 6-8% за счет сушки в разрыхленном слое холодным воздухом существенно снижается механическое истирание материала, не происходит его перегрев и улучшается качество готового продукта. Кроме того, уменьшается концентрация пылевидного материала в отработанном воздухе.

Осуществление заявляемого способа поясняется с помощью сушилки, представленной на чертеже. Сушилка представляет собой прямоугольный аппарат, разделенный вертикальными перегородками 2 на ряд камер 1 так, что в одних идет процесс нагрева горячим воздухом, проходящим через калориферы 7, а в других - процесс охлаждения осушенным воздухом, проходящим через осушители 6. Воздух поступает по подводящим воздуховодам 5 под газораспределительные решетки 3. В последней камере охлаждения установлены лопатки 4, угол наклона которых регулируется.

Высушиваемый материал проходит последовательно через камеры нагрева и охлаждения. Использование осциллирующего режима позволяет использовать теплоноситель с более высокой температурой, чем при обычном способе сушки без ущерба для качества продукта. В камерах промежуточного охлаждения материал охлаждается за счет самоиспарения влаги, при этом используется теплота, аккумулированная частицами в камерах нагрева. Использование для охлаждения осушенного воздуха интенсифицирует процесс, приводит к быстрому выравниванию влажности по сечению частиц и материал поступает в камеру нагрева не только с частично сниженной температурой, усредненной по объему, но и с еще более пониженной температурой поверхностного слоя частиц. В последней камере сушка до конечной заданной влажности осуществляется в разрыхленном слое холодным воздухом, что практически устраняет истирание материала и его перегрев, исключается расход теплоты на нагрев воздуха. Изменением угла наклона лопаток в камере обеспечивается скорость перемещения материала, равная скорости перемещения в предшествующих камерах.

Таким образом, предлагаемый способ интенсифицирует сушку термолабильных дисперсных материалов, повышает качество готового продукта, снижает энергозатраты на сушку, а также уменьшает загрязнение окружающей среды порошкообразным продуктом.