6.2.1. 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 проме-

81

Рис. 6.3. Устройство шкафной воздушно-циркуляционной сушилки. Объяснение в тексте.

3 '

_\

_с*

IX1XIXIXI

Рис. 6.4. Устройство ленточной многоярусной сушилки непрерыв­ного действия. Объяснение в тексте.

жуточным подогревом и рециркуляцией части воз-

^гре™йвоздух 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

83

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

84

Рис. 6.5. Устройство сушилки с кипящим (псевдоожиженным) слоем. Объяснение в тексте.

Рис. 6.6. Устройство распылительной сушилки непрерывного дей­ствия. Объяснение в тексте.

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).

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 механическими или пневматическими форсунками или быстровращающимися дисками (центробежные распылителе) 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.

Достоинство распылительных сушилок состоит в том, что сушка осуществляется быстро, при низкой температуре (не выше 40—60 °С за счет интенсивного процесса испарения и 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 вы-86

сушивании растительных вытяжек сухие экстракты, как правило, гигроскопичны, отсыревают, превраща­ются в спекшиеся массы, поэтому после сушки их не­медленно фасуют в небольшие плотно закрывающиеся банки.