16.2. Классификация оборудования

Сушильные установки, применяемые в пищевой промышленности, отличаются разнообразием конструкций и подразделяются:

– по способу организации процесса (периодического или непрерывного действия);

– по состоянию слоя (плотный, неподвижный, пересыщающийся, кипящий и др.);

– по виду используемого теплоносителя (воздух, газ, пар, топочные газы и др.);

– по способу передачи теплоты (конвективные, кондуктивные, радиационные, диэлектрические и др.);

– по давлению воздуха в сушильной камере (атмосферные, вакуумные, сублимационные и др.).

На рис. 16.1 представлена классификация сушильных установок.

Рис. 16.1. Классификация сушильных установок

В конвективных сушильных установках (сушильный агент выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя) градиент температуры направлен в сторону, противоположную градиенту влагосодержания, что замедляет удаление влаги из продукта.

Кондуктивный способ обезвоживания основан на передаче теплоты продукту при соприкосновении с горячей поверхностью, при этом воздух служит только для удаления водяного пара из сушилки, являясь влагопоглотителем.

Сушка токами сверхвысокой частоты основана на том, что диэлектрические свойства воды и сухих веществ пищевых продуктов различаются, при этом влажный материал нагревается значительно быстрее, чем сухой. Возникающие здесь градиенты влагосодержания и температуры совпадают, что интенсифицирует процесс сушки.

При сублимационной сушке отсутствует контакт продукта с кислородом воздуха, основное количество влаги удаляется при сублимации льда ниже 0 °С, и только удаление остаточной влаги происходит при нагреве продукта до 40…50 °С.

Конструкция сушилки должна, прежде всего, обеспечить равномерный нагрев и сушку продукта при надежном контроле его температуры и влажности. Сушилки должны иметь достаточно высокую производительность, но при этом должны быть экономичными по удельным расходам теплоты и электроэнергии, иметь возможно меньшую металлоемкость.

Наука как систематизированные знания возникает только из потребностей производства и развивается лишь в тесном и неразрывном взаимодействии с производством. Бах Алексей Николаевич (1857–1946), биохимик, академик АН СССР

16.3. Шахтные и рециркуляционные зерносушилки

В шахтных сушилках (прямоточных и рециркуляционных) процесс сушки основан на конвективном способе подвода тепла к продукту, а агент сушки выполняет функции тепловлагоносителя. Камеры для сушки и охлаждения представляют собой вертикальные шахты прямоугольного сечения с расположенными в них в шахтном порядке (шаг по вертикали и по горизонтали 200…300 мм) подводящими и отводящими коробами.

Короба (рис. 16.2) служат для подвода и отвода агента сушки в сушильных камерах и атмосферного воздуха в охладительных камерах.

В прямоточных шахтных сушилках (типа ДСП, С3Ш-16, 3СПЖ-8, К4-УСА) продукт проходит через сушильную камеру один раз, а в рециркуляционных (типа РД-225-70, У2-УЗБ-50, А1-ДСП-50, А1-УЗМ) – несколько раз и число рециркуляций зависит от начальной влажности продукта. В шахтных сушилках (прямоточных и рециркуляционных) продукт при охлаждении проходит через шахту один раз.

Общее число коробов в сушильной и охладительной шахтах выбирают в зависимости от количества подаваемого сушильного агента в сушильную шахту или от количества подаваемого атмосферного воздуха в охладительную шахту при скорости отработавшего агента сушки не более 6 м/с. В новых сушилках устанавливают пятигранные клиновые короба с жалюзи на боковых стенках, что позволяет обеспечивать максимальное влагонапряжение сушильных и охладительных шахт.

Рис. 16.2. Схемы расположения коробов, их форма и размеры:

а – ДСП; б – С3Ш-16; в – 3СПЖ-8; г – К4-УСА; д – РД-225-70; е – А1-УЗМ

Зерносушильный агрегат ДСП-32-ОТ открытого типа предназначен для сушки сырого зерна кукурузы, пшеницы, ржи, ячменя, овса, семян подсолнечника и других зерновых культур.

Зерносушильный агрегат такого типа (рис. 16.3) состоит из двух параллельно работающих шахт 3 высотой 11,57 м. Каждая из них состоит из семи секций и по высоте делится на три зоны: первая зона сушки высотой 4,95 м расположена на верхней части шахты; вторая зона сушки высотой 2,85 м находится в средней части шахты; третья зона является охладительной. Высота одной секции составляет 1,65 м, причем в каждой секции расположено 8 рядов коробов по 16 в каждом ряду. Шахта по высоте имеет 27 рядов подводящих и 29 рядов отводящих коробов. Агент сушки и воздух подаются вентиляторами 1, 6 и 8 в распределительные камеры для зон сушки и охлаждения. Сырое зерно самотеком поступает в надсушильный бункер 2 и далее равномерно распределяется по сушильным шахтам 3 и по охладительной шахте 10. Из шахт зерно выпускается механизмом 11 периодического действия. Агент сушки из топки 9 вентиляторами 6 и 8 через всасывающие воздуховоды 4 и 7 подают в напорно-распределительные камеры первой и второй зон сушки. Подача сушильного агента регулируется исполнительным механизмом 5.

Рис. 16.3 Зерносушильный агрегат ДСП-32-ОТ

Атмосферный воздух вентилятором 1 также подается в напорно-распредели-тельную камеру охладительной шахты 10. Надшахтный бункер 2 высотой 2,5 м и вместимостью около 20 м³ (15 т зерна) выполнен из листовой стали. Под каждой шахтой имеются выпускные механизмы 11 периодического действия и подсушильные бункеры 12. Зерно из них попадает на транспортер, а далее – в норию и на склад.

В зерносушилке ДСП-32-ОТ агент сушки выполняет роль как теплоносителя, так и влагоносителя (испаренная влага из зерна поглощается агентом сушки и выносится в атмосферу) и представляет собой смесь топочных газов с воздухом.