Конвективные (воздушные)

Конструкции сушилок, в которых испарение влаги происходит за счет тепла газообразного сушильного агента, очень разнообразны, но все они имеют: камеру, в которой происходит контакт высушиваемого материала с сушильным агентом, калорифер для подогрева и вентилятор для транспорта сушильного агента.

Камерные сушилки являются простейшими сушилками периодического действия, имеют одну или несколько прямоугольных камер с полками, на которых сушится материал на противнях в неподвижном состоянии. Сушильный агент (воздух) засасывается вентилятором, подогревается в калорифере и перемещается над слоем материала между полками, отработанный влажный воздух после очистки фильтрами выбрасывается в атмосферу. Камерные сушилки отличаются неравномерностью и продолжительностью сушки, потерями тепла при загрузке и выгрузке камер.

Разновидностью камерных сушилок являются шкафные воздушно-циркуляционные сушилки с промежуточным подогревом и рециркуляцией части воздуха (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Устройство шкафной воздушно-циркуляционной сушилки.

Объяснение в тексте.

Рис. 6.4. Устройство ленточной многоярусной сушилки непрерывного действия.

Объяснение в тексте.

Нагретый воздух в калорифере (1) подается вентилятором (2) в нижнюю часть камеры (3) сушилки и проходит в горизонтальном направлении между полками (4) с высушиваемым материалом. Воздух в камере движется зигзагообразно через три зоны, дважды меняя направление своего движения и дополнительно нагреваясь воздухонагревателями (5), (6). Насыщенный водяными парами отработанный воздух выводится через верхнюю часть камеры. С помощью шибера (7) (заслонки) часть теплого, влажного отработанного воздуха смешивается со свежим воздухом, полученная смесь нагревается и подается в сушилку. Частичная рециркуляция и промежуточный подогрев воздуха в камере рекомендуется для осуществления более равномерного и мягкого режима сушки материала и снижения расхода воздуха и тепла.

Основной частью ленточной сушилки является горизонтальный транспортер, который движется в сушильной камере. Ленты изготовляют сетчатыми (из металла) или сплошными (из ткани). Высушиваемый материал поступает из одного конца транспортера и сбрасывается высушенным с другого его конца. В сушилках со сплошной лентой горячий воздух движется над слоем материала противотоком. В сушилках с перфорированной (сетчатой) лентой - перпендикулярно ее плоскости (вверх или вниз). В одноленточ-ных сушилках слой материала высыхает неравномерно, поэтому более рациональны многоленточные (многоярусные) сушилки непрерывного действия (рис. 6.4).

Влажный материал через загрузочный бункер (1) поступает на верхний ленточный транспортер (2), перемещается вдоль камеры, пересыпается на транспортер второго яруса и т. д. С транспортера нижнего яруса высушенный материал попадает в разгрузочный бункер (6). Воздух в сушильную камеру нагнетается вентилятором (4), нагревается калорифером (5) и движется противотоком. Отработанный воздух выбрасывается в верхней части сушильной камеры через штуцер (3).

Благодаря многократному пересыпанию материала с одной ленты на другую он лучше контактирует с горячим воздухом, перемешивается, разрыхляется, что ускоряет процесс сушки.

В фармацевтическом производстве для высушивания растительного сырья используют ленточные сушилки СПК.-30 и СПК-45 с пятью сетчатыми ленточными транспортерами длиной около 5 м и рабочей площадью 30 и 45 м² соответственно, скорость движения транспортера при сушке 0,2 м/мин. Горячий воздух проходит снизу вверх через сетчатый транспортер с промежуточным подогревом в калориферах. Отработанный воздух из сушилки отсасывается вентилятором.

Сушка в кипящем (псевдоожиженном) слое высушиваемого материала нашла исключительно» широкое применение в фармацевтическом производстве (получение гранулята, микрокапсулирование лекарственных веществ и др.). Сушилки сравнительно просты по устройству, отличаются интенсивным тепло- и мас-сообменом между твердой и газовой фазами, в результате чего сушка протекает быстро (15-20 мин) при интенсивном перемешивании материала в объеме кипящего слоя. Сушилки пригодны для крупнокристаллических веществ и твердых частиц малых размеров (тонноизмельченных), т. е. с большой удельной поверхностью. Процесс может осуществляться в аппаратах периодического и непрерывного действия. Принципиальная схема сушилки показана на рис. 6.5. Влажный материал шнеком (2) из бункера (3) подается в сушильную камеру (1) на газораспределительную решетку (4). Камера имеет конический, слегка расширяющийся кверху, корпус. Воздух подается в сушильную камеру снизу вентилятором (5) через калорифер (6) под газораспределительную решетку и приводит материал в состояние псевдоожижения. Высушенный материал через переливной порог собирается в сборник (7). Отработанный воздух через циклон (8) и рукавный фильтр (10) выбрасывается в атмосферу. Твердые частицы, уносимые потоком влажного воздуха, отделяются в циклоне и рукавном фильтре и в виде пыли собираются в сборниках (9).

При сушке в кипящем слое ввод сушильного агента в неподвижный слой высушиваемого материала иногда осуществляют периодически, импульсами, толчками. После прекращения подачи горячего воздуха в сушильную камеру кипящий слой быстро становится неподвижным. При этом происходит перераспределение частиц в камере, пустот и каналов в слое, что интенсифицирует тепло- и массообмен в пульсирующем слое по сравнению со стационарным, сокращает продолжительность сушки и расход энергии (сушилки аэрофронтанные, с виброкипящим слоем).

Рис. 6.5. Устройство сушилки с кипящим (псевдоожиженным) слоем.

Объяснение в тексте.

Распылительная сушилка предназначена для быстрого выпаривания и сушки растворов и вытяжек, содержащих термолабильные биологически активные вещества (сухие растительные экстракты, препараты из животного сырья и др.). В распылительных сушилках (лиофильная сушка) жидкость диспергируется механическим;; или пневматическими форсунками или быстровращающимися дисками (центробежные распылители) с целью увеличения поверхности испарения влаги в\ потоке нагретого воздуха. Диаметр капель тончайшего аэрозоля составляет 10-50 мкм.

Распылительная сушилка непрерывного действия показана на рис. 6.6. Высушиваемый материал (жидкость) из сборника (1) посредством вращающегося диска или механической форсунки (2) распыляется в сушильной камере (3). Воздух, пройдя калорифер (4), вентилятором (5) подается в сушильную камеру через щели воздуховода ниже вращающегося диска или форсунки. Мельчайшие капли жидкости, омываемые со всех сторон горячим воздухом (температура 150-200°С), в течение долей секунды теряют влагу и осаждаются в виде тонких порошкообразных частиц на дне камеры. Сухой порошок удаляется из сушильной камеры с помощью скребков и щеток (7), отводится к шнеку (8) и далее попадает в сборник готового продукта (9). Отработанный воздух с большим количеством высушенного материала в виде пыли поступает в систему рукавных фильтров (6), очищается и удаляется в атмосферу. Тканевые рукавные фильтры периодически отряхивают порошок на шнек с помощью молоточков.

Рис. 6.6. Устройство распылительной сушилки непрерывного действия.

Объяснение в тексте.

Достоинство распылительных сушилок состоит в том, что сушка осуществляется быстро, при низкой температуре (не выше 40-60°С за счет интенсивного процесса испарения н кратковременного контакта с горячим воздухом), материал не требует дальнейшего измельчения и обладает хорошей растворимостью. Этот метод сушки используется и при изготовлении сухого молока, растворимого кофе, чая и др. При высушиванин растительных вытяжек сухие экстракты, как правило, гигроскопичны, отсыревают, превращаются в спекшиеся массы, поэтому после сушки их немедленно фасуют в небольшие плотно закрывающиеся банки.

Контактные

В контактных сушилках тепло передается через твердую непроницаемую перегородку (полые полки, барабаны-вальцы), внутри которых находится греющий пар. Из материала испаряется влага и пары диффундируют в окружающий воздух. Для ускорения сушки и проведения процесса при пониженной температуре в сушилках уменьшают давление, т. е. процесс проводят под вакуумом. Наиболее распространенными из этой группы являются сушильные шкафы и вальцовые сушилки.

Рис. 6.7. Устройство вакуум-сушильного шкафа.

Объяснение в тексте.

Вакуум-сушильный шкаф представляет собой горизонтальный цилиндрический чугунный корпус (1), в котором смонтированы греющие полые плиты (2) (рис. 6.7). Сверху в плиты вводится греющий глухой пар, снизу отводится конденсат. На предварительно прогретые плиты размещают противни с высушиваемым материалом слоем 20-60 мм или плоские чашки со сгущенной вытяжкой. Шкаф закрывают крышкой (4) и включают вакуумный насос. Образующиеся водяные пары удаляются через патрубок (3) в конденсатор. Длительность сушки около 4 ч при температуре 50-60°С. По окончании сушки прекращают подвод пара, дают остыть, выравнивают давление. Высушенный материал снимают с противней и измельчают. Вакуум-сушильные шкафы используют преимущественно в малотоннажных производствах.

Рис. 6.8. Устройство одновальцовой вакуум-сушилки.

Объяснение в тексте.

В вальцовой вакуум-сушилке в сушильной камере медленно вращается один или два полых металлических барабана (валки), изнутри обогреваемых паром. Поверхность барабана смачивается тонким слоем (от 0,1 до I мм) сгущенной вытяжки и высыхает за неполный оборот барабана.

Рис. 6.9. Двухвальцовая вакуум-сушилка (схема).

Объяснение в тексте.

На рис. 6.8 приведена схема одновальцовой вакуум-сушилки с частично погружным барабаном (2) в сгущенную вытяжку, находящуюся в корыте (3). Высушенный продукт снимается ножом (4) и ссыпается в сборник (5), корпуса сушилки (I). Влажный воздух отсасывается через патрубок (6) вакуумным насосом, перед которым устанавливают ловушку для пыли и конденсатор для водяных паров.

Рис. 6.10. Устройство радиационной сушилки.

Объяснение в тексте.

Двухвальцовая сушилка. Внутри сушильной камеры с паровой рубашкой (рис. 6.9) навстречу друг другу вращаются два непогружных барабана (1). В просвет между ними благодаря вакууму сверху по трубопроводу из емкости (2) поступает вытяжка. Корочка сухого экстракта снимается с каждого барабана отдельно скребком (3) и попадает в сборники готового продукта (4). Производительность сушилки 40- 50 кг/м² в час. Образующиеся при сушке водяные пары и воздух удаляются через вакуум-конденсационную систему: ресивер (5), конденсатор (6), вакуумный насос (7), мокро-воздушный насос (8).

Дата добавления: 2015-10-28