136 Вышеназванным условиям в полной мере удовлетворяет комбинированный процесс сушки с закрученным потоком теплоносителя и СВЧ энергоподводом. Для этого рассмотрим схематическое представление сушильной системы семян расторопши (рис. 4.1). Воздух, являющийся теплоносителем, закачивается из окружающей среды вентилятором 1 и нагревается теплообменником 2. Дисперсный пищевой материал (в данном случае семена расторопши) транспортируется из бункера через регулировочный питатель 4 с в смеситель 5, в который подается также подготовленный воздух (теплоноситель). Суммируемый дисперсный поток (газовзвесь) поступает по каналу 6 в неподвижную вертикальную вихревую камеру 7 с выходным патрубком 8 и СВЧ излучателем 9. Внутри вихревой камеры 7 расположены локальные ускорители потока и направляющие вставки, которые образуют внутреннюю обечайку, которая позволяет исключить истирание продукта о внутреннюю поверхность камеры, нарушение стабильности вращающегося кольцевого слоя при сушке дисперсных материалов из-за образования «завала» в зоне подъема высушиваемых частиц, значительные затраты электроэнергии на поддержание необходимой скорости теплоносителя для сохранения постоянства величины центробежной силы, удерживающей в камере слой дисперсного материала. Вращение частиц влажного материала в течение основного времени сушки происходит в пристенной зоне вихревой сушильной камеры 7. В процессе сушки снижается влагосодержание частиц, уменьшается их масса, вследствие чего ослабевает действие на них центробежной силы. В результате более легкие подсушенные частицы смещаются по радиусу к центру и с помощью направляющих вставок отделяются от вращающегося кольцевого слоя и направляются в центральную зону вихревой сушильной камеры 7, где продолжают вращение до полного высушивания и уноса через отводной патрубок 7. Расстояние установки локальных ускорителей потока теплоносителя и направляющих вставок от центра камеры определяется видом и размером ча |
179 5.2.2. Вихревая сушильная камера для сушки дисперсного материала в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ энергоиодводом Многолетний опыт эксплуатации предприятиями пищевой и химической промышленности сушильных установок, в основу которых положен принцип закрученного потока теплоносителя, в частности установок вихревого типа, показал, что при всех своих преимуществах они обладают рядом недостатков, таких как ухудшение качества высушиваемого материала вследствие истирания его о внутреннюю поверхность камеры, нарушение стабильности вращающегося кольцевого слоя при сушке дисперсных материалов изза образования «завала» в зоне подъема высушиваемых частиц, значительные затраты электроэнергии на поддержание необходимой скорости теплоносителя для сохранения постоянства величины центробежной силы, удерживающей в камере слой дисперсного материала. Применение СВЧ энергоподвода в сушильных установках сложной конструкции, активный гидродинамический режим в которых обеспечивается созданием кипящего слоя материала, режимов фонтанирования и т. п., сопряжено с рядом трудностей, связанных с разработкой специальных волноводов сложной конфигурации для равномерного распределения потока СВЧ энергии по объему камеры, что усложняет конструкцию и повышает затраты на её изготовление. Для устранения указанных недостатков нами была разработана вихревая сушильная камера для сушки дисперсного материала в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ энергоподводом (рис. 5.3, 5.4). прохождении частицей дисперсного материала этой зоны её замедление будет максимальным. В интервале а = 90°... I80° влияние силы тяжести и силы нормального давления способствует уменьшению трения частицы о внутреннюю поверхhoctf» вихревой сушильной камеры. Анализируя зависимость (5.1), видим, что в интервале а =90°... 180° cosacO. Это говорит о возможности ускорения частицы материала на этом участке камеры. Однако частица не получает необходимого ускорения на данном участке вихревой сушильной камеры вследствие уменьшения скорости теплоносителя. Так как расход подведенного и отработанного теплоносителя одинаков, его скорость зависит от площади поперечного сечения газохода. Площадь поперечного сечения сушильной камеры резко увеличивается сразу за патрубком 2 для ввода газовзвеси. Вследствие этого происходит значительное рассеяние кинетической энергии газовой струи в рабочее пространство вихревой сушильной камеры и уменьшение скорости потока теплоносителя. Повышение скорост и потока теплоносителя без увеличения его расхода и, как следствие, увеличения потерь напора на участке нагнетания (а значит без увеличения энергозатрат) обеспечивается с помощью локальных ускорителей потока теплоносителя 4, расположенных в зоне подъема частиц высушиваемого материала, определённой интервалом а — 0°... 180°, и закрепленных на боковой поверхности внутри корпуса 1 вихревой сушильной камеры таким образом, чтобы сформировать устойчивый вращающийся кольцевой слой высушиваемых частиц материала и исключить возможность их накопления в зоне максимального сопротивления движению частиц. Вращение частиц влажного материала в течение основного времени сушки происходит в пристенной зоне вихревой сушильной камеры 1. В процессе сушки снижается влагосодсржание частиц, уменьшается их масса, вследствие чего ослабевает действие на них центробежной силы Гц. В результате более легкие подсушенные частицы смещаются по радиусу к центру и с помощью направляющих вставок 5 отделяются от вращающегося кольце185 186 вого слоя и направляются в центральную зону вихревой сушильной камеры 1, где продолжают вращение до полного высушивания и уноса через отводной патрубок 7. Расстояние установки локальных ускорителей потока теплоносителя 4 и направляющих вставок 5 от центра камеры определяется видом и размером частиц высушиваемого материала. Для интенсификации процесса тепломассообмена и обеспечения наилучших условий поглощения частицами материала подводимой энергии СВЧ излучатель 6 установлен на наружной цилиндрической поверхности вихревой сушильной камеры 1 в зоне расположения направляющих вставок 5, где обеспечивается снижение скорости газовзвеси и максимальное воздействие электромагнитного излучения на частицы материала, и тангенциально направлен в рабочее пространство камеры, чтобы испускаемые им электромагнитные волны, отражаясь от внутренней цилиндрической поверхности вихревой сушильной камеры 1, равномерно распределялись в области вращающегося кольцевого слоя, где наблюдается наивысшая концентрация высушиваемого материала. Таким образом, предлагаемая вихревая сушильная камера для сушки дисперсного материала в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ — энергоподводом имеет следующие преимущества: предлагаемая вихревая сушильная камера является универсальной, то есть она может использоваться во всех отраслях промышленности, где необходима сушка дисперсных материалов; выполнение внутренней поверхности вихревой сушильной камеры с фторопластовым покрытием позволяет уменьшить истирание частиц, вследствие чего значительно повышается качество высушиваемого материала; обеспечение закономерного движения частиц высушиваемого материала, то есть обеспечивается стабильность гидродинамической обстановки в рабочем пространстве вихревой сушильной камеры, интенсифицируется тепломассообмен и снижаются энергозатраты на процесс сушки; |