Сушильная установка
Сушильная установка используется в агропромышленном комплексе для сушки овощей и фруктов. Сущность изобретения: установка содержит размещенные в корпусе в несколько ярусов лотки для продукта, расположенные между верхними, средними и нижними инфракрасными излучателями. В осевом сечении установки между верхним и нижним лотками и над верхним лотком установлены проволочные коронирующие электроды, расположенные таким образом, чтобы обеспечить наиболее сильное поле коронного разряда, создающее электрический ветер. Важным достоинством предлагаемого устройства являются его высокая экологичность, так как отсутствует какое-либо загрязнение окружающей среды и нет вредного воздействия на человека, а так же за счет снижения общего времени сушки, повышается сохранность ценных веществ продукта, снижается энергоемкость сушильной установки.
Полезная модель относится к установкам для сушки сельскохозяйственной продукции, в частности овощей, фруктов, зелени и предназначено для применения в государственных, фермерских и личных хозяйствах и др.
Установка может применяться и в других отраслях, например, в фармацевтической для сушки лекарственных трав в пищевой для низкотемпературной сушки различных продуктов и в других областях.
Известно устройство для сушки высоковлажных материалов (грибов, ягод, овощей), используемое для реализации изобретения "Способ сушки высоковлажных материалов" (патент RU 
2043585, МПК F26В 3/30, опубл. 10.09.1995). Это устройство представляет собой вертикальную шахтную сушилку, разделенную по высоте на камеру сушки (нижняя часть) и камеру досушки (верхняя часть). В камерах размещены лотки для продукта, над которыми находятся лопасти мешалки. В верхней и нижней частях камеры сушки установлены светлые инфракрасные излучатели (далее ИК-излучатели), в качестве которых используются лампы накаливания напряжением 127 В, в камеру досушки подается сушильный агент (подогретый воздух), который удаляют в атмосферу через окно в потолочной части камеры досушки.
Существенным недостатком является то, что в устройстве применяется высокотемпературный нагрев, приводящий к разрушению витаминов и снижению качества продуктов. Кроме того, устройство требует применения специальных теплогенераторов для подготовки горячего воздуха, используемого в камере досушки.
В качестве прототипа использована сушильная установка (патент RU 2049295, МПК F26В 9/06, F26В 3/30, опубл. 27.11.1995).
Установка содержит корпус, внутри которого поярусно расположены ИК-излучатели. Между ними (по высоте) установлены два лотка для продуктов (овощей, фруктов, зелени и т.д.). В потолочной части в боковых стенках выполнены вентиляционные отверстия. Установка снабжена блоком автоматического управления режимом работы. ИК-излучатели представляют собой трубчатые ТЭНы, содержащие нагревательные элементы в керамическом корпусе, который, в свою очередь, имеет специальное покрытие на основе функциональной керамики.
Известная установка универсальна по области применения. Несколько установок, набранных в батарею могут быть использованы в промышленных линиях сушки. В единичном экземпляре установка применяется в индивидуальном хозяйстве.
Наряду с достоинствами устройства (универсальность по применению, сохранению органолептических свойств продукта, витаминов и т.д.) остается проблема повышения энергосбережения процесса, поскольку конвективно-лучевая сушка энергоемка.
Целью полезной модели является снижение энергоемкости сушки и повышение качества сушки.
Для реализации поставленной цели заявлена полезная модель, реализующая принцип конвективно-лучевой сушки, включающая сушильную установку, содержащую корпус, в полости которого поярусно расположены ИК-излучатели и боковые отражатели, между которыми размещены лотки для высушиваемого продукта, в отличие от прототипа сушильная установка снабжена дополнительно коронирующими проволочными электродами диаметром 0,2-0,7 мм, расположеными в осевом сечении установки на высоте 35-65 мм над уровнями верхнего и нижнего поддонов, создающими поле коронного разряда при напряжении 8-10,5 кВ и генерирующими электрический ветер.
Уменьшение диаметра проволки коронирующих электродов приводит к снижению механической прочности, повышение диаметра - к необходимости повышения напряжения зажигания поля коронного разряда.
Уменьшение высоты расположение коронирущих электродов приводит к возникновению пробивных явлений, увеличение высоты расположения - к значительному ослаблению действия поля коронного разряда.
В зависимости от диаметра проволочных коронирующих электродов и межэлектродного расстояния диапазон рабочих напряжений находится между 8 и 10,5 кВ. При меньшем напряжении поле коронного разряда не возникает, а при большем напряжении поле коронного разряда может пробить промежуток «проволочный электрод - отражатель». Необходимо пояснить, что отражатели должны находиться в непосредственной близости к керамическим ТЭНам, расположение которых обусловлено требованиями равномерности нагрева сушимого продукта.
Таким образом при подведении напряжения 8-10,5 кВ к коронирующим проволочным электродам при работе установки создается электрический ветер, направленный в центральной части установки в сторону заземленного электрода (поддона), а в боковых частях - от него, что улучшает смывание продукта сушильным агентом, за счет чего повышаются влагоотдача продукта и эффективность удаления влаги, сглаживается поле температуры в области сушки.
Сушка производится методом активного обезвоживания при температуре 40-70°С, свойственного всем устройствам, основанным на использовании ИК-излучения.
Меньшие температуры недопустимо затягивают процесс сушки, тогда как большие температуры вызывают порчу материала. Поддержание температуры обеспечивается самой конструкцией сушильной установки.
В результате проведения патентного поиска авторами не выявлены установки для сушки высоковлажных сельскохозяйственных продуктов, где было бы совместное использование ИК-излучателей и поля коронного разряда, что доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна».
Модель поясняется рисунком, на котором схематично изображена двухъярусная сушильная установка. В верхней секции сушильной установки пунктирными линиями эскизно показаны потоки сушильного агента, штрихпунктирной линией показан условный поток электрического ветра, образованного полем коронного разряда.
Сушильная установка (см.рисунок) содержит металлический корпус 1 прямоугольного сечения, имеющий внутреннюю полость. Внутри корпуса 1 поярусно расположены лотки 2, излучатели верхние 3, излучатели средние 4, излучатели нижние 5 и отражатели 6. В нижней части корпуса установлен поддон 7 с зазором в 15 мм относительно боковых стенок корпуса. Корпус 1 сверху ограничен крышкой 8, шарнирно скрепленной с его задней стенкой. В осевом сечении установки расположены коронирующие проволочные электроды 13. В крышке 8 и в верхней части боковых стенок имеются вентиляционные отверстия 9. Установка снабжена блоком управления излучателями 10, содержащими тумблер включения и предохранитель, связанный посредством электрического шнура с вилкой для подключения в электрическую сеть напряжением 220 В. Установка имеет опорные ролики и ручки для переноски (не показано).
Все излучатели 3, 4, 5 содержат нагревательный элемент, заключенный в керамический трубчатый корпус с внешним функциональным керамическим покрытием. В каждом ярусе установлено по два излучателя 3, 4, 5, соединенные последовательно, все излучатели ориентированы по глубине полости установки параллельно боковым стенкам и установлены между собой с шагом 70 мм. При этом излучатели удалены на расстоянии 40 мм от лотков 2, ярусы излучателей соединены между собой параллельно. Такая схема электрического соединения излучателей в блок позволяет создать мощность, не превышающую 900 Вт.
Лотки 2 содержат вертикальную каркасную рамку и сетчатое днище из некорродирующего материала и опираются на боковые направляющие полозья 11, выполненные из алюминиевого уголка и закрепленные на боковых стенках корпуса 1. Лотки 2 вводят через окна 12 в передней панели устройства.
В осевом сечении установки на 35-65 мм над верхним и над нижним лотками установлены проволочные коронирующие электроды 13 диаметром проволоки 0,2-0,7 мм для генерации электрического ветра полем коронного разряда при напряжении в диапазоне 8-10,5 кВ.
Установка работает следующим образом. На лотки 2 загружают высушиваемый продукт по 1,5-2,0 кг на один лоток. При необходимости крупные овощи (морковь, свеклу и др.) измельчают в стружку или кубики толщиной до 5-6 мм. Вводят лотки 2 в полость устройства через окна 12 прямоугольной формы и включают в работу все излучатели.
Разрушение мембран растительных клеток и оплавление восковой кожицы сырья облегчает влагоотдачу. Во время облучения ароматические, красящие и вкусовые вещества из оболочки и прилегающих слоев перемещаются внутрь продукта и не окисляются. Благодаря образованию электрического ветра в результате действия поля коронного разряда при напряжении 8-10,5 кВ происходит активное перемешивание слоев сушильного агента, что улучшает удаление влаги из продукта, делает сушку более равномерной и сокращает время сушки, тем самым приводя к снижению энергозатрат.
Предлагаемая установка может изготавливаться в заводских условиях и в условиях кустарных мастерских, имеет широкий рынок сбыта. Потребителями продукции, выпущенной на основе полезной модели, являются плодоовощные хозяйства, которые могут применять сушильные установки в линии сушки. Особенно большим спросом сушильные установки будут пользоваться у садоводов-любителей, фермеров. В условиях роста цен на энергоресурсы и электроэнергию потребность в установках с повышенной экономичностью использования энергии возрастет.
Важным достоинством предлагаемого устройства являются его высокая экологичность, так как отсутствует какое-либо загрязнение окружающей среды и нет вредного воздействия на человека, а так же за счет снижения общего времени сушки, повышается сохранность ценных веществ продукта и снижается энергоемкость сушки.
1. Сушильная установка, содержащая корпус, имеющий отверстия, с поддоном, внутри корпуса установлены поярусно инфракрасные излучатели, между которыми расположены лотки, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена проволочными коронирующими электродами, установленными в осевом сечении установки над верхним и нижним лотками, создающими поле коронного разряда при напряжении 8-10,5 кВ и температуре сушильного агента 40-70°С, генерирующими электрический ветер.
2. Сушильная установка по п.1, отличающаяся тем, что коронирующие электроды выполнены диаметром 0,2-0,7 мм и установлены на высоте 35-65 мм над лотками.
