Барабанная сушилка для обезвоживания дисперсных продуктов

При сушке некоторых дисперсных продуктов в барабанных сушилках [1-3] в результате обезвоживания происходит изменение их физико-механических свойств.

Так, например, объёмная усушка жома и изменение в следствие этого угла его естественного откоса, меняющегося в пределах от 60 до 40˚, создаёт затруднение при сушке жома в барабанных сушилках с разряжением [4, 5], снижая эффективность процесса.

Для повышения эффективности процесса сушки в предлагаемой барабанной установке предусмотрен механизм создания различных зон по мере прохождения продукта по барабану, обеспечивающих необходимый температурный и гидродинамический режим процесса сушки, меняющийся при изменении соотношения различных форм связи влаги в процессе. Кроме того, на последней стадии непрерывного технологического потока сушки предусмотрена зона разряжения для интенсификации процесса.

Шахов С.В., Матеев Э.З., 2014

П одача жома

Рисунок 1. Сушилка для дисперсных продуктов

Барабанная сушилка для дисперсных продуктов (рисунок 1) состоит из цилиндрической топки с двойной инжекцией воздуха 1, барабана 2 с приводом 3, венцовой шестерней 4, опорными бандажами 5 и роликами 6, кольцом с прорезями 7, разгрузочного бункера 8, подающего шнека-смесителя 9 с приводом 10 и разгрузочного шнека для сухого жома 11. При этом барабан 2 (рисунок 2) сушилки снабжен рассекателем 12, лопастными насадками 13, сепаратором 14, подпружиненными лопастными насадками 15, защитным покрытием 16, кольцом 17.

Рисунок 2. Барабан сушилки

На участке расположения подпружиненных лопастных насадок 15 барабан (рисунок 3) выполнен перфорированным и снабжен опорой 18, пружиной 19, дугообразной штангой 20 с верхней 21 и нижней 22 упорными гайка- ми, а также лопастями 23 и металлическими пластинами 24, установленными с возможностью вращения относительно места крепления на барабане и снабжены ребрами жесткости, соответственно 25 и 26.

А (125

Рисунок 3. Перфорированный барабан сушилки

Сепаратор 14 (рисунок 4) имеет корпус 27, эллиптический диск 28 и полосу креплении 29. Эллиптический диск 28 имеет разрезы по прямой от края до центра, с образованием треугольной щели для прохождения подсушенного жома и теплоносителя.

Топка (рисунок 5) 1 включает в себя опору 30, футеровку 31, газовую горелку 32, нагнетающий воздуховод 33, насос 34, камеру сгорания 35, кольцевую щель для подачи воздуха 36.

Конструкция барабана 2 сушилки обеспечивает образование следующих зон: разделения теплоносителя с помощью рассекателя, быстрой или интенсивной сушки, разделения отработанного теплоносителя от жома и зоны досушки.

Рисунок 5. Топка

Описанная выше сушилка для дисперсных продуктов работает следующим образом (на примере жома сахарной свеклы).

Жом (рисунок 1) через подающий шнек-смеситель 9 попадает в сушильный барабан 2 в зону быстрой или интенсивной сушки, где с помощью лопастной насадки 13 из жома образуется жомовая шторка.

Лопастная насадка 13 (рисунок 2), размещенная в шахматном порядке с разделительным кольцом (например, диаметром 2295 мм) обеспечивает удержание жома на лопасти насадки 13 и не позволяет напору воздуха сдувать его с лопастей, создавая одновременно по всей длине данной зоны равномерную шторку жома, которая вызывает большое сопротивление проходящему теплоносителю. При этом теплоноситель с высокой температурой соприкасается с наиболее влажным жомом и быстро охлаждается. Благодаря непрерывному испарению влаги из жома его температура в барабане не поднимается выше точки кипения воды при данном давлении, а температура жома остается ниже температуры кипения воды.

В зоне разделения отработанного теплоносителя от жома установлен сепаратор 14 (рисунок 3), в котором располагается эллиптический диск 28, имеющий разрезы по прямой от края до центра. Разрезы образуют треугольную щель для прохождения подсушенного жома и теплоносителя. За счёт создавшегося изменения направления теплоносителя происходит отделение отработанного теплоносителя от жома и уноса жома не происходит.

За счёт большого сопротивления в первых трех зонах и обеспечения герметичности в зоне досушки, в последней создаётся кипящий слой, обеспечивающий унос более лёгких частиц и удаление их отработанным теплоносителем. В свою очередь установка подпружиненной лопастной насадки 15 исключает пересушку жома, поскольку насадка 15 обеспечивает подачу теплоносителя непосредственно к высушиваемому жому: за счёт силы тяжести жом давит на насадку 15, тем самым сжимая пружину 19, открывает доступ теплоносителя к высушиваемому продукту. Когда на подпружиненную лопасть 23 перестаёт действовать сила тяжести жома, пружина 19 разжимается и перекрывается отверстие на перфорированном барабане, что обеспечивает герметизацию. За счёт создаваемой герметизации жом находится в псевдоожиженном слое.

Жом удаляется из барабана с помощью разгрузочного бункера 8 и разгрузочного шнека для сухого жома 11 (рисунок 1).

Очистка воздуха от жомовой пыли осуществляется в циклонах (не показаны), откуда жомовая пыль подаётся в шнек 11, а отработанный теплоноситель, имеющий температуру 120-140 ˚С, контактирует с водой, создавая пар, который направляется на первый корпус выпарки или на другие технологические нужды.

Уменьшение теплопотерь обеспечивается за счёт защитного покрытия 16, имеющего теплоизоляцию, а также ложного потолка (рисунок 2). В образовавшееся воздушное про- странство ложного потолка всасывается атмосферный воздух, который далее подаётся на цилиндрическую топку.

Рисунок 6. Кинетика процесса сушки свекловичного жома

1,3 – в предлагаемой барабанной сушилке; 2,4 – в традиционной барабанной сушилке

Экспериментальные исследования процесса сушки свекловичного жома в рассматриваемой барабанной сушилке (рисунок 6) показывают, что при температуре теплоносителя 100 °С время сушки до равновесного влагосо-держания 12-13 % снижается на 50 %, а скорость сушки в период постоянной скорости сушки увеличивается до 50 %/с. Увеличение эффективности процесса удаления влаги происходит за счет гидродинамического увеличения разности парциальных давлений, создаваемых сушильным агентом.