Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к сушке растительных материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве преимущественно для материалов с низкой объемной массой.

Известен способ сушки вороха семян трав, заключающийся в том, что его загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают.

Известно устройство для его осуществления, содержащее площадку принудительного вентилирования, воздухораспределительную систему и теплогенератор (А.Е. Иванов, Механизация производства семян многолетних трав, А.Е. Иванов, Н.М. Митрофанов, Ф.Н. Эрк. - Л.: Колос, 1981, с.91-93).

Известные способ и устройство широко распространены, однако загрузку и разгрузку устройства трудно механизировать, кроме того, слой необходимо перелопачивать.

Известен способ сушки малосыпучих материалов, заключающийся в том, что материал загружают, перемещают противотоком агенту сушки, высушенный материал выгружают, а сверху загружают материал исходной влажности.

Известно устройство для реализации известного способа, включающее вращающуюся камеру, решетку, средства загрузки и разгрузки материала, теплогенератор и вентилятор. (Г.С. Окунь, Методические рекомендации по выбору и эффективному использованию зерносушильного оборудования, Г.С. Окунь, Л.Г. Чижиков, Е.Л. Ревякин, ФГНУ «Росинформагротех». - М.: 2006, с.46-48).

Эти способ и устройство наиболее близки по технической сущности к заявленному и выбраны за прототип.

Однако известный способ характеризуется малоинтенсивной сушкой и повышенной высотой слоя, что затрудняет обслуживание устройства.

Техническая задача изобретения - повышение интенсивности сушки и упрощение эксплуатации устройства.

Задача достигается тем, что в способе сушки растительных материалов, заключающемся в том, что материал загружают, перемещают противотоком агенту сушки, высушенную часть материала выгружают, а сверху загружают материал исходной влажности, согласно изобретению материал при загрузке уплотняют до устойчивого состояния.

Задача достигается также тем, что устройство для сушки растительных материалов, содержащее вращающуюся камеру, решетку, средства загрузки и разгрузки материала, теплогенератор и вентилятор, согласно изобретению снабжено средством уплотнения материала при загрузке.

Способ может быть реализован только в предложенном устройстве.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже изображена технологическая схема устройства.

Устройство включает загрузочный бункер 1, загрузочный транспортер 2, вращающуюся камеру 3, средство для разгрузки высушенного слоя (для несыпучего материала - фреза) 4, разгрузочный транспортер 5, передаточный транспортер 6, воздушный канал 7, разгрузочную воронку 8, решетку 9, вентилятор 10, теплогенератор 11, транспортер раздатчик 12, средство уплотнения материала 13, разгрузочную камеру 14.

Устройство функционирует следующим образом.

Влажный материал из бункера 1 подают на загрузочный транспортер 2, который перемещает его на транспортер раздатчик 12, средством уплотнения 13 материал уплотняют в камере 3 до устойчивого состояния. В качестве уплотняющего средства 13 может быть использован подпружиненный ролик. Фрезой 4 высушенный материал удаляют с решетки 9 в разгрузочную камеру 14, а из нее через воронку 8 на разгрузочный 5 и передаточный 6 транспортеры.

Агент сушки готовят в теплогенераторе 11, вентилятором 10 нагнетают в воздушный канал 7, затем через решетку 9 подают в слой материала, высушивают нижнюю и подсушивают вышерасположенную части. Нижнюю часть удаляют из устройства, а влажный материал загружают.

Уплотняющее средство 13 закреплено на воздушном канале 7 с возможностью перемещения и фиксации в вертикальной плоскости.

Положение средства 13 выбирают таким образом, чтобы высота уплотненного слоя за ним не изменилась.

Способ осуществляют следующим образом.

Материал загружают, перемещают противотоком агенту сушки, высушенную часть материала выгружают, а сверху загружают исходной влажности, который уплотняют до устойчивого состояния.

Уплотнение материала с низкой объемной массой способствует, кроме снижения его высоты и порозности слоя, уменьшению проскока агента сушки без отработки и, соответственно, возрастает теплообменная поверхность, что ведет к интенсификации процесса сушки. Работами исследователей (например, Алиев Б.М. Разработка энергосберегающего процесса сушки листостебельных материалов в установке противоточного типа, авт. диссерт. на соиск. учен. степ. канд. техн. Наук. - М.: 1986, с.10-13) установлено, что на измельченном материале скорость фронта сушки в 1,5-1,6 раза выше, чем на не измельченном, который имеет большую порозность слоя. Однако измельчение не всегда допустимо. Аналогичный эффект можно получить уплотнением материала.

В работе (М.Э. Аэров, Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем, М.Э. Аэров, О.М. Тодес, Л.: Химия, 1968, с.28) показано, что скорость агента сушки в слое в зависимости от его порозности ε имеет вид:

где V - скорость агента сушки над поверхностью слоя, м/с.

Из (1) следует, что с уменьшением величины ε возрастает V_э, соответственно числа Re, Nu (числа Рейнольса, Нуссельта) и коэффициент тепло(массо)отдачи, что ведет к интенсификации процесса сушки.

Уплотнение слоя позволит не только повысить интенсивность его высушивания, но и снизить затраты удельной теплоты на сушку в связи с уменьшением проскока агента сушки без обработки, кроме того, возможно использование серийных карусельных сушилок СКЗ-10 со стандартной высотой слоя 0,5 м без переделки.

Пример. В лабораторной установке в кассете диаметром 0,1 м и высотой 0,5 м высушивали цветки топинамбура, из которого приготавливают лечебный чай, влажностью 80%. Скорость агента сушки составила 0,7 м/с, температура 50°C. В первом случае слой не уплотняли, и его порозность составила ε=0,65; во втором - уплотнили с усилием P=130 кг/м², высота слоя снизилась на 100 мм и не восстановилась после снятия нагрузки, а порозность составила ε=0,55; в третьем случае - при усилии P=260 кг/м² высота снизилась еще на 30 мм, но восстановилась после снятия нагрузки почти до прежней величины.

Уплотнение слоя позволяет не только повысить интенсивность его высушивания на ~20%, но и снизить затраты удельной теплоты на сушку.