вать процесс сушки (в 2–3 раза) становится возможным при вводе в поток теп-

лоносителя твёрдых частиц – носителей (отрубей, торфа и др.). Кроме того,

этот приём позволяет совместить процессы сушки и смешения.

2.3. КОНТАКТНЫЕ СУШИЛКИ

Для сушки продуктов биологического синтеза контактные сушилки ис-

пользуются в основном двух типов:

1)вакуумные гребковые;

2)вальцовые.

При этом гребковые используются для сушки сыпучих и пастообразных материалов, а вальцовые – для сушки жидких и пастообразных. Контактные сушилки характеризуются небольшой удельной производительностью на еди-

ницу объёма (особенно гребковые), в связи с чем они используются в малотон-

нажных производствах как непрерывных (вальцовые сушилки), так и периоди-

ческих (вальцовые, гребковые сушилки).

Вальцовые сушилки применяются для сушки растворов суспензий и паст

(водорослей, дрожжей, антибиотиков, витаминов и др.) при атмосферном дав-

лении и под вакуумом.

Для выполнения условия стерильности процесса большое значение имеет герметичность рабочего объёма. Особые сложности возникают при герметиза-

ции вакуумированного рабочего объёма при непрерывном режиме работы аппарата. Сушилки бывают одновальцовые и двухвальцовые.

Одновальцовая атмосферная сушилка (рис. 2.9) имеет полый вращаю-

щийся барабан, погружённый частично в корыто, в который непрерывно пода-

ется исходный материал. Барабан имеет две цапфы, закреплённые в опорах с подшипниками. Одна из цапф соединена с приводом, а другая выполнена полой и служит для крепления устройства типа «труба в трубе» для ввода в барабан греющего пара и вывода конденсата.

Вдоль барабана в корыте размещена мешалка. Корыто снабжено рубаш-

кой для обогрева. Барабан имеет шлифованную цилиндрическую поверхность.

36

Достоинством вальцовых сушилок является непрерывный режим, относи-

тельно большая удельная производительность с единицы поверхности.

Недостатками сушилок являются высокая температура на участке среза высушенного продукта, которая приводит к перегреву продукта. Аппараты не удобны для герметизации, в связи с чем в них запрещается сушка взрывоопас-

ных и токсичных материалов. Продукт после сушки имеет повышенную влаж-

ность и часто требует досушки в других аппаратах.

Вакуумные гребковые сушилки применяются для сушки термолабильных сыпучих и пастообразных материалов в периодическом режиме.

Сушилка типа СВЦР (рис. 2.10) имеет герметичный горизонтальный ци-

линдрический корпус с загрузочным люком в верхней части и с разгрузочным в нижней, а также рубашку для обогрева. Внутри корпуса установлена мешалка,

имеющая горизонтальный вал с закреплёнными на нем лопастными гребками.

На одной половине аппарата гребки наклонены к одному торцу корпуса,

а на другой половине – в противоположную сторону. Вал мешалки имеет ре-

версивный привод, благодаря чему при перемешивании продукт периодически перемещают в аппарате либо от центра к торцам, либо в противоположном на-

правлении. Такое перемещение обеспечивает хорошее перемешивание мате-

риала при сушке и полную выгрузку по завершении процесса. Скорость враще-

ния вала 1…10 мин–1 . Гребки закреплены под прямым углом друг к другу.

Рис. 2.10. Сушилка вакуумная гребковая:

1 – корпус; 2 – гребки; 3 – вал; 4 – люк загрузочный; 5 – штуцер для откачки паров;

6 – привод; 7 – скалка; 8 – люк выгрузочный

38

При сушке пастообразных материалов между гребками закладывают скалки – металлические стержни (трубки), которые измельчают продукт при его подсы-

хании и препятствуют его налипанию на лопасти.

Загрузка сушилки до 40% её объёма. Остаточное давление в камере до

0,4 кПа. Исходный материал загружают в сушилку, после чего она герметизи-

руется, соединяется с вакуумной системой, содержащей ловушки продукта, ба-

рометрический конденсатор и вакуумный насос, после чего включается мешал-

ка. Теплота на испарение влаги подводится через стенку корпуса с паром или пароводяной смесью, подаваемым в рубашку.

К достоинствам вакуумных гребковых сушилок относится возможность глубокой сушки трудновысушиваемых термолабильных пастообразных мате-

риалов и получение продукта в измельчённом виде, простота обслуживания.

Недостатками сушилки является низкая интенсивность по испаряемой влаге (3…5 кг/(м2·ч)), что является следствием неполного использования грею-

щей поверхности по сегменту засыпки и образования на ней теплоизолирую-

щей прослойки из подсушенного материала, а также недостаточно высокая на-

дёжность конструкции.

2.4. СУБЛИМАЦИОННЫЕ СУШИЛКИ

Сублимационная сушка заключается в удалении влаги из материалов по-

сле их замораживания путём сублимации льда. Сублимация протекает при под-

воде тепла к материалу под вакуумом. Поскольку лёд переходит в пар, минуя жидкое состояние, влага перемещается в материале в виде пара и не захватыва-

ет с собой экстрактивные вещества и микроорганизмы. Сублимационные су-

шилки используются в микробиологических производствах высокотермола-

бильных продуктов (микроорганизмов, дрожжей, витаминов, антибиотиков,

ферментов и др.).

Процесс сублимационной сушки протекает при давлении и температуре,

ниже тройной точки фазового равновесия. Для биологических продуктов трой-

ная точка может изменяться в зависимости от их состава и влажности. Обычно

39

при сушке остаточное давление равно 130…13 Па и температуре –20…–30 °C.

Такие условия максимально затормаживают окислительные процессы. Однако при замораживании необходимо соблюдать режим охлаждения, поскольку при быстром охлаждении возникает губительное напряжение внутри живых клеток.

Сублимационные сушилки бывают периодического и полунепрерывного действия. Сушилки полунепрерывного действия представляют собой агрегат,

состоящий из двух и более периодически действующих аппаратов, в которых последовательно чередуются основные и вспомогательные операции процесса.

Сублимационная сушилка периодического действия состоит (рис. 2.11) из цилиндрической герметичной сушильной камера – сублиматора, в которой рас-

положена этажерка с полыми полками.

Полость полок имеет штуцеры для ввода и вывода хладагента, а также ввода и вывода теплоносителя. Сушильная камера имеет штуцер для отвода па-

ров, который соединён с узлом вакуумирования, включающим в себя теплооб-

Рис. 2.11. Схема сублимационной сушильной установки:

1 – сушильная камера – сублиматор; 2 – этажерка; 3 – теплообменник-десублиматор;

4 – вакуум-насос; I – хладагент; II – теплоноситель; III – горячая вода

40