Установка для вакуумной сушки

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам, используемым для сушки и обеззараживания жидких продуктов растительного и животного происхождения с целью увеличения их срока хранения. Преимущественная область применения установки - сушка донорской и убойной крови пантовых оленей.

Известно сушильное устройство [патент RU №2035014], которое содержит вакуумированный корпус, снабженный системами подачи и отвода теплоносителя и реверсивным приводным барабаном, патрубки, снабженные системами подачи исходного и выгрузки готового продукта и отвода пара. На барабан намотаны рукава. Количество рукавов равно количеству патрубков. Свободные концы рукавов вывернуты наизнанку и закреплены в соответствующих патрубках.

Устройство работает следующим образом. В патрубки подают порции исходного продукта с одновременной подачей теплоносителя в корпус устройства. Под давлением теплоносителя рукава разматываются с реверсивного барабана и перемещаются поступательно в патрубки, нагревая поверхности патрубков и влажный продукт. По достижении рукавами торцов соответствующих патрубков реверсивный барабан вращают в противоположном направлении и рукава, наматываясь на него и выходя из патрубков, создают в них разрежение. Одновременно рукава вытесняют теплоноситель в систему для подогрева. В условиях разрежения происходит интенсивное испарение влаги из высушиваемого продукта. Пары заполняют объем патрубков. После полного наматывания рукавов на реверсивный барабан теплоноситель вновь подают в корпус установки, под давлением которого рукава входят соответственно в патрубки, вытесняя одновременно пары влаги наружу. После окончания процесса сушки готовый продукт посредством перемещения рукавов вытесняют в приемник готовой продукта. Затем цикл повторяется.

Эта установка предназначена для сушки сыпучих продуктов, и ее нельзя применить для сушки и обеззараживания жидких продуктов растительного и животного происхождения.

Также известна вакуумная сушилка барабанного типа [патент RU №2120589], принятая за прототип, которая содержит с возможностью вращения вакуумную сушильную камеру, снабженную нагревателем, вакуумный насос, соединенный через вакуумную емкость с камерой. Эта емкость снабжена приводом колебательного движения. В центральной части котла установлено сито, а между ситом и стенками камеры укреплены полки, образующие секции, частично заполненные мелющими телами. По осевой линии котла установлен неподвижный сборник готового продукта. Камера снабжена штуцером для подачи и вакуумного забора жидкого продукта, требующего сушки и измельчения.

Работа вакуумной сушилки осуществляется следующим образом: вакуумная камера снабжена нагревателем, который частично заполняется жидким материалом. С помощью механического привода камера приводится в колебательное вращение. При вращении жидкость омывает нагретые внутреннюю поверхность камеры и мелющие тела, получая от них тепло. Образующиеся при кипении жидкости пары воды направляются в охлаждаемую вакуумную емкость, где конденсируются. Когда влажность сухого остатка снижается до 3-5%, начинается процесс эффективного перемалывания его мелющими телами. Образующаяся мука собирается в сборник готового продукта.

Недостатком этой установки являются: большие площади, требуемые под установку, из-за наличия второй емкости, равной по объему сушильной камере, ограничение производительности камеры объемом второй емкости, большой расход электроэнергии, большой износ механического привода из-за колебательных движений сушильной камеры. Техническим результатом изобретения является устранение недостатков аналогов и оптимальный температурный режим сушки, равный температуре тела оленя.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что установка для вакуумной сушки содержит: установленную с возможностью вращения вакуумную сушильную камеру, снабженную тепловой рубашкой, вакуумный насос, соединенный с камерой, продольные полки, закрепленные на внутренней цилиндрической поверхности камеры и частично заполненные мелющими телами, цилиндрическое сито, установленное между свободными концами полок, сборник готового продукта, подвешенный свободно внутри сита на его оси, патрубок для вакуумного забора жидкого продукта. Кроме того, установка содержит станину, на которой установлен привод вращения камеры, кольцевые направляющие, закрепленные на внешней цилиндрической поверхности тепловой рубашки, которые опираются на ролики привода вращения камеры, ТЭН и термопара, установленные в полости тепловой рубашки, патрубок и вентиль для забора воздуха в камеру, патрубок и вентиль для подачи теплоносителя в тепловую рубашку, патрубок и вентиль для отвода наружу пара из тепловой рубашки.

Полки могут быть выполнены полыми, полости которых сообщаются с полостью тепловой рубашки.

Описание графического материала.

Установка по изобретению и его работа поясняются графическими материалами.

На фиг.1 приведен вид сбоку установки для вакуумной сушки.

На фиг.2 приведен вид на установку с левого торца без патрубков (левая половина) и поперечный разрез камеры.

На фигурах введены обозначения:

Описание установки

Станина 1 установки для вакуумной сушки (фиг.1 и 2) представляет собой жесткую конструкцию, на основании которой закреплены силовой двигатель 2 и четыре боковины 3, в верхней части которых вмонтированы четыре подшипника 4 для двух валов 5 роликов 6 опоры сушильной камеры 7.

Сушильная камера 7 (фиг.1 и 2) выполнена в форме цилиндра из металла, герметичной и реверсивной с наружными кольцевыми направляющими 8 для опоры камеры, рубашкой 9 с теплоизоляцией 10 рубашки, с торцевой застекленной дверцей 11 для выгрузки готового продукта.

Вакуумная линия содержит (на фигурах не показана): вакуумный насос, фреоновый компрессор, пластинчатый теплообменник, расширительный бак.

Реверсивный привод установки (фиг.1 и 2) содержит: силовой двигатель 2, четыре блока 13 привода валов 5, два приводных ремня 14, четыре ролика 6 опоры камеры, два вала 5 роликов 6 опоры камеры 7. Реверсивный привод установлен и закреплен на станине 1 установки.

На одном торце камеры 7 закреплены: патрубок и воздушный фильтр 15, сообщающийся с верхней частью полости камеры через шаровой вентиль 17, загрузочная воронка 16, сообщающаяся с нижней частью полости камеры через шаровой вентиль 18. На другом торце камеры закреплен циркуляционный насос 23, входная и выходная трубы 24 которого сообщаются с нижней и верхней частями полости рубашки 9 камеры 7. На этом же торце камеры 7 в верхней ее части закреплен патрубок и шаровой вентиль 19 для отвода пара из тепловой рубашки 9 камеры. В верхней части полости камеры 7 также закреплен патрубок с шаровым вентилем 20, соединяющий с полостью камеры 7 вакуумметр 22 и вакуумный насос вакуумной линии. В нижней части полости рубашки 9 камеры 7 закреплен патрубок и вентиль 21, соединенные последовательно, для подвода в рубашку теплоносителя. Сушильная камера 7 кольцевыми направляющими 8 установлена на ролики опоры 6 с возможностью вращения в обе стороны вокруг продольной оси камеры. ТЭН и платиновая термопара, установленные в полости тепловой рубашки (на фигурах не показаны). Между свободных концов полок 25 соосно оси камеры установлено сито 26 цилиндрической формы, внутри сита на его оси свободно подвешен сборник 27 готового продукта. Полки 25, частично заполненные мелющими телами 12.

Для увеличения контактной поверхности продукта с нагревателем полки 25 могут быть выполнены полыми, полости которых сообщаются с полостью тепловой рубашки 9.

Общими признаками прототипа и изобретения являются: установленная с возможностью вращения вакуумная сушильная камера, снабженная тепловой рубашкой, вакуумный насос, соединенный с камерой, полки, частично заполненные мелющими телами, цилиндрическое сито, установленное между свободных концов полок, сборник готового продукта, свободно подвешенный на оси сита, патрубок для вакуумного забора жидкого продукта.

Работа установки для вакуумной сушки

Установка предназначена для сушки крови пантовых оленей, при температуре от +4 до +42°С. Процесс сушки длится несколько часов.

Установка работает следующим образом. В исходном положении все вентили камеры и тепловой рубашки закрыты. Открывают дверцу 11 сушильной камеры 7 и загружают в камеру несколько десятков кг мелющих тел - твердых шаров 12 - для измельчения сухого остатка крови. Герметично закрывают дверцу 11. К тепловой рубашке и сушильной камере подсоединяют все коммуникации: электрическую, теплоносителя и вакуумную линию. Открывают вакуумный вентиль 20, включают вакуумный насос и создают в камере требуемое разрежение, отслеживая его по показаниям вакуумметра 22. Открывают вентиль 21 теплоносителя и частично заполняют теплоносителем тепловую рубашку (на 4/5 ее объема), после чего закрывают вентиль 21. Включают циркуляционный насос 23. Теплоноситель засасывается из нижней внутренней части полости рубашки 9 и разбрызгивается в верхней части полости рубашки. После включения насоса 23 включают ТЭН, который установлен в нижней части полости рубашки 9, для подогрева теплоносителя до требуемой температуры. Температура теплоносителя контролируется с помощью платиновой термопары, закрепленной в нижней части полости рубашки 9 камеры 7. Разогревают камеру до требуемой температуры.

В загрузочную воронку 16 заливают исходное сырье - кровь и открывают вентиль 18. Под действием вакуума кровь засасывается в разогретую камеру. Оператор через стекло дверцы 11 камеры 7 следит за наполнением камеры кровью до заданного уровня. После чего закрывают вентиль 18. По показаниям вакуумметра 22 следят за разрежением в камере 7, пока закипит кровь. Начинается процесс сушки. Оператор через окно дверцы 11 наблюдает за процессом кипения крови при температуре от 4 до 42°С. Через час сушки от камеры 7 и тепловой рубашки 9 отключают все коммуникации. Закрывают вентили 19, 20 и 21 и включают силовой двигатель 2. Камера начинает вращаться со скоростью 5-10 об/мин в одном направлении, перемешивая шарами 12 кровь. Через 5-10 мин двигатель выключают. К камере и тепловой рубашке снова подключают все коммуникации и продолжают процесс сушки. Такой цикл сушки повторяют несколько раз до исчезновения пузырьков на поверхности крови, что соответствует 3-5% влажности сухого остатка. После исчезновения пузырьков процесс сушки прекращают. Отключают все коммуникации. Закрывают вентили 19, 20 и 21 и включают силовой двигатель 2. Камера начинает вращаться со скоростью 5-10 об/мин. Начинается размол шарами сухого остатка крови до получения муки. При необходимости камеру останавливают и включают реверс. Оператор через стекло дверцы 11 наблюдает за процессом перемалывания сухого остатка крови и прекращает процесс при получении требуемого качества готового продукта. Для сброса вакуума кратковременно открывают вентиль 17. После чего открывают дверцу 11 камеры 7, вставляют в нее сито со сборником готового продукта. Включают силовой двигатель 2, и при вращении камеры начинается процесс разгрузки продукта в сборник. После разгрузки продукта отключают двигатель 2, открывают дверцу 11, вынимают сито со сборником и готовым продуктом.

Установка изготавливается по эскизам, приведенным на фиг.1 и 2. Части установки могут быть изготовлены из приведенных ниже материалов и комплектующих изделий. Станину 1 установки, ее боковины 3, валы 5, ролики 6 опоры, кольцевые направляющие 8 роликов 6 опоры камеры 7 и тепловую рубашку изготавливают из стали (Ст.3). Теплоизоляцию 10 рубашки 9 изготавливают из материала Armaflex толщиной 100 мм. Вакуумную сушильную камеру 7, сито 26, полки 25 и сборник 27 изготавливают из нержавеющей стали. Твердые шары 12 диаметром 10 мм изготавливают из нержавеющей стали в количестве 80-100 кг.

Подшипники 4 валов 5 шариковые. Вентили 17-21 шаровые.

В качестве силового двигателя применяют трехфазный электродвигатель 2 мощностью 2 кВт. Циркуляционный насос 25 марки Grundfos UPS 25-20.

Технический результат изобретения достигается, так как уменьшена в два раза требуемая рабочая площадь под установку, уменьшены трудозатраты на ее изготовление, снято ограничение производительности установки второй емкостью, снижен расход электроэнергии заменой колебательного движения камеры на ее вращательное движение и тем самым уменьшен большой износ частей механического привода и обеспечено высокое качество готового продукта за счет оптимального температурного режима сушки крови при температуре тела животного.

1. Установка для вакуумной сушки, содержащая установленную с возможностью вращения вакуумную сушильную камеру, снабженную тепловой рубашкой, вакуумный насос, соединенный с камерой, полки, частично заполненные мелющими телами, цилиндрическое сито, установленное между свободными концами полок, и сборник готового продукта подвешен свободно на оси сита, патрубок для вакуумного забора жидкого продукта, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены станина, на которой установлен привод вращения камеры, кольцевые направляющие, закрепленные на внешней цилиндрической поверхности тепловой рубашки, которые опираются на ролики привода вращения камеры, ТЭН и термопара, установленные в полости тепловой рубашки, патрубок и вентиль для забора воздуха в камеру, патрубок и вентиль для подачи теплоносителя в тепловую рубашку, патрубок и вентиль для отвода наружу пара из тепловой рубашки.

2. Установка для вакуумной сушки по п.1, отличающаяся тем, что полки выполнены полыми, полости которых сообщаются с полостью тепловой рубашки.