Шкафные, барабанные и вальцовые сушилки

Шкафная сушилка. Это сушилка (рис. 163)—периодического дейст­вия. Она предназначена для сушки различных продуктов при помощи возду­ха, нагретого в пластинчатом калорифере, обогреваемом паром.

Такие сушилки применяют на мясокомбинатах и птицекомбинатах для сушки рого-копытного сырья, ушного и хвостового волоса, пуха и пера, кос­тей, сухожилий и других продуктов.

Вместимость сушилки 250 кг опиленной цевки, 125 кг рога, 150 кг копыт, 60 кг сухожилий, 25 кг ушного волоса, 35 кг хвостового колоса или щетины. Сушилка представляет собой шкаф 1 размером 2,3 х 1,3 х 1,5 м из каркаса, сделанного из угловой стали, со стенками из дерева, оштукатуренных снару­жи, изолированных войлоком внутри и обитых тонким листовым железом.

Внутри шкафа имеются полки, на которые устанавливают противни с сетчатым дном для раскладывания на них высушиваемого продукта. Шкаф имеет дверцы для загрузки и выгрузки продукта, снабженные герметическим затвором, обеспечивающим плотное закрывание.

тз

:л^{т с}з

Рис. 163 Шкафная сушилка-

1 — шкаф сушилки; 2 — патрубок; 3 — дроссельный клапан; 4 — ка­нал для воздуха; 5 — смесительная камера; 6 — воздуховод, 7 — вентиля­торі— электродвигатель 9 — станина; 10, 12 —диффузоры, 11 — ка­лорифер, 13 — регулирующий клапан

Отработанный воздух из шкафа удаляется через патрубок 2, имеющий внутри металлический дроссельный клапан (шибер) 3. при помощи которого регулируют количество удаляемого воздуха.

Воздух для сушки засасывается из окружающей атмосферы через пат­рубок 5. Кроме свежего воздуха, в сушилку можно подавать рециркуляцион­ный воздух (частично отработанный) по каналу 4, соединенному с патрубком

2. Воздух свежий и отработанный поступает в смесительную камеру 5. При этом количество поступающего свежего воздуха регулируют дроссельным клапаном Подачу воздуха осуществляют при помощи центробежного венти- лятора «Сирокко» 7 низкого давления производительностью 2400 м /ч, кото­рый приводится в движение от соединенного с ним непосредственно элек­тродвигателя 8 мощностью 0,55 кВт и числом оборотов 960 в минуту.

Электродвигатель установлен на станине 9. Из вентилятора 7 воздух поступает в диффузор 10, а оттуда в пластинчатый калорифер 11 типа М-1, где нагревается при помощи пара до требуемой температуры. Из калорифера

11. нагретый воздух поступает в диффузор 12 и распределительный канал сушилки, причем количество поступающего воздуха регулируется клапаном 13. Нагретый ВОЗДУХ движется между противнями с продуктом, высушивает продукт и отводится с противоположной стороны сушилки через патрубок 2 Сушку продолжают до тех пор, пока влажность продукта не достигнет задан­ных параметров, после чего выгружают продукт и загружают новую партию.

Пример. Рассчитать сушилку для рого-копытного сырья и костей, если единовременная загрузка составляет 1 т сырья, продолжительность процесса сушки 2 ч, начальная влажность продукта 45%, конечная 25%, температура воздуха, поступающего в калорифер сушилки, 10°С, относительная влаж­ность 80%, температура воздуха, выходящего из калорифера (поступающего в сушилку), 90° С, температура воздуха, уходящего из сушилки, 35°С, темпе­ратура помещения 20° С. Коэффициент теплопередачи через стенки сушилки (с учетом изоляции) к = 1,2 ккал/(м -ч-град), поверхность теплопередачи су- тттилки 150 м .

Составляем сначала материальный баланс сушки. Так как количество абсолютно сухого вещества в продукте до и после сушки не изменяется, то

с₁^т-а) = с₂^т-ь),

откуда следует

с₂ = а кг/ч, (ІП-35)

2. ¹ 100-й ^{4 7}

где: Оі — масса продукта до сушки, кг/ч;

Ог—масса продукта после сушки, кг/ч; а — начальная влажность продукта (до сушки), %;

Ь — конечная влажность продукта (после сушки), %.

Тогда

О = 500¹⁰°~⁴⁵ = 366 кг/ч 100-25

Количество испаренной влаги в сушилке будет равно

УУ = 500-366 = 134 кг/ч.

Далее составляем баланс влаги в сушилке. Изменение влагосодержания воздуха происходит в результате испарения кг влаги из продукта в сушил­ке. тогда количество воздуха, потребного для сушки,

Ь = 1000———кг/ч, (111-36)

2 )

где: с1о —влагосодержание воздуха, поступающего в калорифер при температуре с1о ⁼ 10° С и относительной влажности ф₀ = 80% (по таблицам с!₀ = 6,21 г /кг сух. возд);

d2 — влагосодержание воздуха, выходящего из сушилки при = 33° С и относительной влажности ф₂ = 80% (по таблицам = 29,54 г/кг сух. возд).

Следовательно,

134

Ь = 1000 = 5750 кг/ч.

29,54-6,21

Потребное количество сухого воздуха для испарения 1 кг влаги из про­дукта находим из отношения

, ^{1 5750} /

/ = — = = 43 кг/кг.

Ж 134

Переходим к составлению теплового баланса сушилки, который можно выразить следующим уравнением:

а+а+а = а+а+а •

Левая часть уравнения характеризует количество тепла, вносимого в сушилку, а правая — количество тепла, отводимого из сушилки. Определяем составные статьи этого баланса:

а) тепло, вводимое в сушилку с воздухом:

<2_Х =Ы₀ =5750-6,13 = 35200

где: 1₀ — теплосодержание воздуха, поступающего в калорифер (при Ъ) = 10°С и ф = 80% 1₀ = 6,13 ккал/кг);

б) тепло, вносимое в сушилку с испаренной влагой и высу­шенным продуктом:

62 = >,(№ + С₂с_п) ккал/ч, (Ш-З 7)

где: — количество влаги, испаряемой из продукта, кг/ч,

1_А — температура продукта (20° С);

с_п — теплоемкость продукта (принимаем с_п = 0,4 ккал/кг); б₂ =20(134+ 366-0,4) = 5600 ккал/ч

в) расход тепла с воздухом, уходящим из сушилки

:где: І2 — теплосодержание воздуха, уходящего из сушилки (при 1₂ ⁼ 35° С и фо = 80%) І₂ = її = 26 ккал/кг,

г) расход тепла с продуктом, уходящим из сушилки:

бз = ^2 ^Сп¹п = 366 • 0,4 • 35 = 5130 ккал/ч,

где: С2 — масса высушенного продукта, кг (366);

с_п — теплоемкость продукта (с_п = 0,4 ккал/кг);

1:_п — температура продукта, равная температуре воздуха, уходя­щего из сушилки, ^ = 35° С;

д) потери тепла через стенки сушилки в окружающую атмосферу:

по формуле (ІІІ-8)

0 = к1-'т(/, -/,)

или

б₆ =1,2-150(90-20) = 12600 ккал/ч.

Теперь определим тепло, полученное воздухом в калорифере:

бз = (б₄ + 65 + бе )“ (бі + 62 ) =

= (149500+5130 + 12600)-(35200+5600) = 167230-40800 = 126430 ккал/ч Находим потребную поверхность калорифера по формуле (III — 12)

а 2 ³ м

к к ^ ср

где: СЬ—количество тепла, потребное для нагревания воздуха в кало­рифере, ккал/ч;

к_к — всеобщий коэффициент теплопередачи, к_к = 15-22 ккал/(м -ч-град);

Аї — разность температур между теплоносителем и средой, воспри­нимающей тепло, °С;

В качестве греющего средства используют пар давлением р = 2 атм, те­плосодержанием г = 646,9 ккал/кг и температурой 120° С

Так как возіух в калорифере нагревается от 10 до 90° С, то по формуле (III — 13) имеем:

Тогда

^ 126430 126430 _ 2

Р = = = 82 м

22-70 1540

Так как теплосодержание воздуха в калорифере повышается с 6,13 до

25. ккал/кг, а количество поступающего в калорифер воздуха равно Ь = 5750 кг/ч, то количество тепла, получаемого воздухом в калорифере, будет равно

О = 5750 (26 — 6,13) = 115750 ккал/ч.

При давлении пара в калорифере р = 2 атм теплосодержание отходяще­го конденсата (по таблицам) 1_к = 119,9 ккал/кг

Тогда по формуле (III — 15) расход греющего пара в калорифере будет

равен:

^ 10 115750 ,

£> = —— = = 220 кг/ч

1-1_к 646,9-119,9

Определяем необходимую производительность вентилятора Находим по таблицам, что при 1 =10°С и ср = 80% объем влажного воздуха Уо == = 0,826 м³/кг.

Следовательно, V = ЬУ₀ = 5750 • 0,826 = 4750 м³/ч.

По каталогу подбираем вентилятор соответствующей производитель­ности.

В связи с тем, что параметры воздуха в летних и зимних условиях раз­личны, сушилки рассчитывают для оптимальных условий. Например, произ­водительность вентилятора определяют по летним условиям, гак как летом воздух более влажный.

В приведенном примере расчета рециркуляция воздуха (частичное ис­пользование отработанного воздуха), а также потери тепла на нагревание та­ры, транспортных средств не учтены. При рециркуляции воздуха потребное количество свежего воздуха и тепла соответственно снижается.

Сушилка для пера и пуха. Эта сушилка (рис. 164) барабанного ти­па, периодического действия и предназначена для сушки пера и пуха, снятых с тушек птицы при боенской обработке. Она обеспечивает снижение влажно­сти с 50 до 10%; высушивание производится при температуре 80° С.

Сушильная камера 2 цилиндрической формы, внутренним диаметром 900 мм и геометрическим объемом 1,6 м , имеет внутри лопастную мешалку

служащую для перемешивания пера и пуха, что ускоряет процесс высуши­вания. Для нагревания воздуха служат два спаренных пластинчатых калори­фера 1, обогреваемых паром давлением 2 атм

.

¹ \

ІЗ

Рис. 164. Сушилка для пера и пуха

1 — калорифер; 2 — сушильная камера; 3 — мешалка; 4 — мешок для продукции; 5 — ловушка; 6 — электродвигатель; 7 — клиноременная передача; 8 — вентилятор; 9 — привод; 10, 11 — воздуховоды; 12 — тер­мометр; 13 — сетка; 14 — смотровое окно; 15 — загрузочная дверца; 16 — крючки.

Воздух, нагретый до 80° С, поступает снизу в сушильную камеру. Сы­рье загружают через дверцу 15. За процессом сушки наблюдают через смот­ровое окно 14, а за температурой в сушильной камере при помощи термомет­ров 12. Температуру регулируют при помощи вентиля на паропроводе, веду­щем к калориферу.

Отработанный воздух отсасывается из камеры при помощи центробеж- ного вентилятора низкого давления 8 производительностью 2500 м /ч и на­пором 64 мм вод. ст., приводимого в движение от электродвигателя 6 мощно­стью 2,1 кет и числом оборотов 725 в минуту через контрпривод 9 и клино­ременную передачу 7. От контрпривода 9 приводится в действие также ме­шалка 3, делающая 124 об/мин.

Нагретый воздух, уносящий с собой влагу, удаляется по воздуховоду

10. ведущему в ловушку 5. Чтобы воздух не уносил высушенные перо и пух, установлена сетка 13.

По окончании процесса сушки (окончание процесса определяется по степени прилипания пера к смотровому стеклу). Воздуховод 10 закрывают шиберной задвижкой и отсасывают высушенную перо-пуховую массу по воздуховоду 11 диаметром 200 мм в мешок 4, подвешиваемый на крючках 16 в ловушке 5. Воздух просасывается через мешок вентилятором 8 и удаляется из помещения, перо-пуховое сырье остается в мешке.

Производительность сушилки (по мокрому перу) состав-лист 25 кг/ч, расход пара на 1 кг сухого пера 2 кг, электроэнергии 0,1 кВт-ч, воздуха 60 м . Сушилку рассчитывают по приведенным выше формулам.

Двухвальцовая барабанная сушилка. Эта сушилка (рис. 165) непре­рывного действия, с непрямым контактом греющего средства с высушивае­мым продуктом, которым является кровь, молоко, бульон и другие жидкие продукты. В ней греющее средство подается внутрь пустотелых вальцов, а высушиваемый продукт наносится тонким слоем на наружную поверхность вальцов и, вращаясь вместе с ними, быстро высушивается.

Сушилка имеет две чугунные стойки 1, на которых монтируют под­шипники для валов двух сушильных вальцов 2. Сушильные вальцы диамет­ром 800 мм и длиной 1000 мм приводятся в движение от электродвигателя 3 мощностью 7,1 кВт через бесступенчатый редуктор 4, цилиндрический ре­дуктор 5 и шестерни 6.

В зависимости от вида высушиваемого продукта, его количества и тем­пературы греющего пара, число оборотов вальцов регулируют в пределах от

10. до 43,5 об/мин.

Пар давлением 2,5—3 атм подается внутрь вальцов через сальниковое устройство 7 в подшипниках вала. Пар конденсируется, отдает свое тепло и в виде конденсата отводится из вальцов по трубопроводу 8. Сбоку обоих валь­цов установлены ванночки 9, в которые наливают продукт, подлежащий вы­сушиванию. В ванночках имеются вращающиеся диски, при помощи кото­рых продукт распыляется и наносится тонким слоем на вращающиеся вальцы и быстро высыхает, образующиеся пары удаляют через зонт 12. Для снятия слоя высушенного продукта с поверхности вальцов служат ножи 10, плотно прижимаемые под углом 60° к вальцам.

Продукт захватывается правым и левым шнеками 11 и подается для на­сыпки в бумажную или деревянную тару. Вентиляторы 13 и 14 подают воз­дух к распиливающему устройству в ванночках 9 и для охлаждения скребко­вых ножей 10.

Сушилка работает следующим образом. Включают подачу пара и про­гревают вальцы при их вращении до температуры 110° С, после чего пускают вентилятор и начинают подавать воздух к распиливающему устройству. За­тем открывают кран и начинают подавать кровь (или другой жидкий про­дукт) по трубопроводу к ванночкам. При этом необходимо следить за равно­мерным поступлением продукта в ванночки, нормальной работой распили­вающего механизма, температурой пара и высушиванием продукта. Если температура пара недостаточна, то число оборотов вальцов несколько сни­жают. Все трущиеся части машины должны быть хорошо смазаны

,

Рис. 165. Двухвальцовая барабанная сушилка:

1 - стойки; 2 - сушильные вальцы; 3 - электродвигатель; 4, 5 - редукторы; 6 - шестерни; 7 - сальник вала; 8 - тру­бопровод; 9 - ванночки; 10 - ножи; 11 - шнек; 12 - вытяжной зонт; 13, 14 - вентиляторы.

388

поверхность вальцов должна быть чистой, скребковый нож плотно прижат по всей поверхности барабана.

Производительность сушилки при нормальных условиях работы со­ставляет 120 кг испаренной влаги в час. При небольших количествах высу­шиваемого раствора включают только одни вальцы. Расход пара на 1 кг ис­паренной влаги составляет 1,25 кг, или всего 150 кг/ч, расход воздуха

3. 2

120 м /ч. Рабочая поверхность вальцов 4,4 м .