агрегат для термической обработки сыпучих материалов

Формула изобретения

АГРЕГАТ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий рабочую камеру с поярусно размещенными в ней коробами раздачи теплового агента с закрепленными на них решетками, снабженными виброприводами, подающий и выводящий трубопроводы с затворами и дозирующими приспособлениями, отличающийся тем, что каждый короб снабжен сопловым аппаратом, обращенным выходными отверстиями в сторону решетки, и механизмом изменения угла его наклона, решетка подвижно закреплена над сопловым аппаратом с зазором, составляющим (5-10) d, где d размер выходного отверстия соплового аппарата, и выполнена с разделяющими вертикальными ребрами и распределителем материала, установленным со стороны подающего трубопровода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для сушки, термического обеззараживания зернопродуктов, производства комбикормов, и может быть использовано в пищевой промышленности для производства концентратов и напитков.

Термической обработкой зерна обеспечивают решение целого ряда технологических задач. Среди них такие, как сушка зерна в послеуборочный период или в процессе хранения, уничтожение болезнетворных микроорганизмов путем нагрева зерна до температуры, при которой эти микроорганизмы погибают, обжаривание и влаготермическая обработка, в результате которой повышаются вкусовые и кормовые качества зерна, а также достигают вспученного (взорванного) состояния зерен, сопровождающегося биохимическими превращениями, улучшающими их кормовую ценность.

Известно устройство для непрерывного производства взорванных зерен, содержащее камеру с устройствами загрузки и сбора взорванных зерен и облучатели, а также систему вентиляции с циклоном, причем рабочая камера расположена вертикально и имеет решетчатое дно, облучатели открыто установлены внутри рабочей камеры и представляют собой экраны инфракрасного излучения, а устройство для сбора взорванных зерен выполнено в виде пневматического осадителя с отражательным экраном (авт.св. СССР N 180952, кл. А 23 L 1/18, 1966).

Недостатком этого устройства является неполнота обработки зерна, характеризуемая тем, что часть зерна после обработки остается в исходном состоянии (не взорвана). В устройстве предусмотрен специальный патрубок для вывода невзорвавшихся зерен из рабочей камеры.

Известна также установка для влаготермической обработки (микронизации) зерновых продуктов, содержащая многоярусный ленточный вибротранспортер, под которым смонтированы источники инфракрасного (ИК) излучения, причем полотно транспортера выполнено прозрачным для ИК-излучения. Установка, кроме того, содержит устройства загрузки и дозирования исходного материала (авт.св. СССР N 1666035, кл. А 23 L 1/18, 1989).

Недостатком данной конструкции является низкая производительность и качество обработки из-за низкой теплоотдачи к слою зерна от излучателей, неравномерности подвода тепла, следствием которой является подгорание материала не транспортере.

Известно устройство типа А1-КВР с виброкипящим слоем, включающее подающий и выводящий трубопроводы, дозирующее приспособление, рабочую камеру с поярусно размещенными в ней коробами раздачи теплового агента (нагретого воздуха) с перфорированными решетками, на концевых участках которых устроены приливные порожки. Короба связаны с виброприводами и вентиляторно-калориферными установками. Устройство оборудовано системой пылеосаждения из отработавшего теплового агента (Установки для сушки пищевых продуктов. Справочник/ Гришин М.И. и др. М. ВО Агропромиздат, М. 1989, с.128 прототип). Устройство предназначено для обработки различных круп, дрожжей, казеина и других пищевых продуктов.

Недостатком устройства является низкое качество обработки материала из-за наличия застойных зон (например, у порожка) на решетке коробов, вследствие чего материал неравномерно прогревается (перегревается, даже обугливается при высоких температурах обработки в застойных местах). Наличие значительных колеблющихся масс вызывает повышенный расход энергии виброприводами.

Предложен агрегат для термической обработки сыпучих материалов, содержащий рабочую камеру с поярусно размещенными в ней коробами раздачи теплового агента с закрепленными на них решетками, снабженными виброприводами, подающий и выводящий трубопроводы с затворами и дозирующими приспособлениями, причем каждый короб снабжен сопловым аппаратом, обращенным выходными отверстиями в сторону решетки, и механизмом изменения угла его наклона, решетка подвижно закреплена над сопловым аппаратом с зазором, составляющим (5-10) d, где d размер выходного отверстия соплового аппарата, и выполнена с разделяющими вертикальными ребрами и распределителем материала, установленным со стороны подающего трубопровода.

Новым в предложенной конструкции является то, что каждый короб снабжен сопловым аппаратом, обращенным выходными отверстиями в сторону решетки, и механизмом изменения угла его наклона, решетка подвижно закреплена над сопловым аппаратом с зазором, составляющим (5-10) d, где d размер выходного отверстия соплового аппарата, и выполнена с разделяющими вертикальными ребрами и распределителем материала, установленным со стороны подающего трубопровода.

Техническим результатом предложенной конструкции является повышение качества обработки, снижение энергопотребления.

Совокупностью конструктивных признаков обеспечивается равномерный регулируемый подвод тепла к материалу от теплового агента путем снабжения коробов сопловыми аппаратами, обращенными к решетке, обеспечивающими более интенсивное взаимодействие (теплообмен) струй агента с материалом, регулирование времени пребывания материала на решетке за счет изменения угла наклона короба, а также за счет равномерного распределения материала по поверхности решетки, которая снабжена вертикальными ребрами, разделяющими стенку решетки на ряд продольных дорожек, снабженных со стороны входа устройством распределения зерна между ними.

Подвижное крепление решетки над коробом существенно облегчает работу вибропривода за счет вывода короба из колеблющейся массы и создает тем самым существенную предпосылку для облегчения конструкции агрегата в целом, снижения мощности и энергопотребления виброприводов.

Зазор между коробом и решеткой, который должен составлять (5-10)d, где d размер выходного отверстия соплового аппарата, обусловлен с одной стороны необходимостью добиться расширения струи агента, вытекающего из сопел, настолько, чтобы равномерно охватить всю поверхность решетки. Это, как показывает эксперимент, достигается при зазоре не менее, чем 5d.

С другой стороны, с ростом зазора за пределы 10d, создаются условия для рассеивания части потока агента через зазор между соплами и решеткой, что вредно из-за роста энергозатрат, поскольку часть агента в этом случае не подается на обрабатываемый материал.

На фиг.1 изображено поперечное сечение агрегата для термической обработки сыпучих материалов; на фиг.2 то же, продольный разрез.

Агрегат включает рабочую камеру 1, в полости которой поярусно (один над другим) размещены короба 2 раздачи теплового агента с сопловыми аппаратами 3 и решетками 4, подвижно подвешенными относительно коробов 2 на серьгах 5. Решетки 4 снабжены разделяющими вертикальными ребрами 6. Короба 2 оперты на поворотные ролики 7 с одной стороны и подвешены через тяги 8 и 9 к винтам 10 регулирования угла наклона. Решетки 4 посредством тяг 11 связаны с виброприводами 12. В боковой стенке камеры 1 предусмотрены окна 13 с патрубками 14 подачи теплового агента в короба 2, а на крышке камеры 1 окно 15 выпуска отработавшего агента. Шлюзовые затворы 16 и 17 установлены соответственно на подающем и выводящем трубопроводах 18 и 19 материала. Распределители материала 20 размещены на решетках 4 со стороны подающего трубопpовода 18.

Работа агрегата осуществляется следующим образом.

Через патрубки 14 в короба 2 от тепловентиляторных установок (не показаны) подают гоpячий тепловой агент, который, проходя через сопловые аппараты 3 и решетки 4, прогревает установку до номинальной температуры и выбрасывается из нее через окно 15 в систему удаления агента (не показана). После завершения прогрева агрегата включают в работу подающий трубопровод 18, при этом поток материала чеpез затвор 16 по трубопроводу 18 попадает на распределительное устройство 20, обеспечивающее равномерную его подачу на решетку 4 по всей плоскости решетки. Режим движения материала по продольным дорожкам, образованным разделительными ребрами 6, обеспечивается включением виброприводов 12 и выбором угла наклона решетки 4 посредством винтов 10, а также соответствующим выбором режима подачи агента от тепловентиляторных установок. В процессе движения материала по решетке 4 обеспечивается интенсивное его взаимодействие со струями теплового агента, вытекающими из сопловых аппаратов 3, чем обеспечивается термическая обработка продукта (например, сушка, взрывание, обжаривание зерна и т.п.). Готовый продукт сваливается с решетки в выводящий трубопровод 19 и через затвор 17 выводится за пределы агрегата.

Был изготовлен макет предложенной конструкции для производства взорванных зерен ячменя, ржи, пшеницы и т.п. На этой установке была обработана партия ячменя в количестве 340 кг, определена полнота его обработки на пяти пробах по 2 кг каждая как отношение количества взорванных зерен, содержащихся в 1 кг обработанного зерна, а также определены удельные энергозатраты на обpаботку. Для сравнения результатов аналогичный эксперимент был проведен на этой же установке, снабженной коробом с жестко закрепленной на нем решеткой по конструкции, соответствующей прототипу. Методика оценки результатов обработки зерна в обоих случаях была одинакова. В результате их сравнений оказалось, что полнота обработки материала на предложенной конструкции составила 98,8% при полном отсутствии обугленных зерен, тогда как в известной 63,8% при наличии до 8% обугленных зерен в отдельных пробах. Удельные энергозатраты составили 0,52-0,6 кВтч/кг, тогда как в известной установке 0,7-0,73 кВтч/кг. Таким образом, испытания показали, что полнота обработки материала на ней на 25-26% выше, а энергопотребление на 10-15% ниже.