Електропідривної сушка
2006-10-27 17:51:48
Електропідривної технології, засновані на використанні методів електрогідрогазодінамікі потужнострумових розрядів в різних середовищах, відносяться до числа багатофункціональних наукомістких технологій. З їх допомогою вдається вирішувати безліч завдань в процесі створення енергоресурсозберігаючих технологій для агропромислового комплексу, в тому числі створювати принципово нові види сушильних агрегатів. Базовим елементом нетрадиційних сушарок служить електропідривної модуль, який являє собою малогабаритну камеру спеціальної форми, в газоповітряної середовищі якої за допомогою імпульсного генератора струму формується плазмовий шнур, що створює динамічні ефекти. Конструктивно-технологічні особливості камери, вибір режиму формування електророзрядної плазмового шнура дозволяють отримувати імпульсний гідродинамічний потік сухого повітря у формі плоскої струменя з високим динамічним тиском, яка взаємодіє з висушувані матеріалом. Вид оброблюваного матеріалу визначає конструкцію сушильного агрегату, число і місця розташування електропідривної модулів по ходу руху висушується маси матеріалу в жолобі сушарки. Найбільш простий варіант малооб'ємної сушарки – агрегат, в якому сипкий матеріал переміщається під дією гравітаційних сил зверху вниз по вертикальному або похилому жолобу, пересипаючи дозованими порціями по перепускним перегородкам в жолобі, яким надається оптимальна форма. Модульні електропідривної елементи розміщуються навпроти потоку сипкого матеріалу в тих місцях, де матеріал пересипається з перегородки на перегородку. В результаті впливу зустрічного динамічного потоку повітряного струменя на матеріал, розташований на верхній площині похилої перегородки, він інтенсивно перемішується, частки його випробовують обертання, шар матеріалу стає гомогенним. Такий режим взаємодії потоку повітряного струменя і маси матеріалу близький до режиму псевдозрідження. Характерна особливість нетрадиційного методу формування плоскої повітряного струменя полягає в тому, що створює динамічний тиск плазмовий шнур в камері електровибухового модуля формується в режимі тліючого розряду в середовищі повітря високого тиску, який подається в камеру від ресивера компресора. В цьому випадку з плазмового шнура стікають електрони високої енергії, які трансформують кисень повітря в аніонні радикали кисневого ряду. Серед них присутні аніони озону. У зв'язку з цим динамічна струмінь насичується тими хімічними елементами-радикалами, які не тільки знезаражують матеріал, але й інтенсифікують процес видалення вологи з висушуваного матеріалу за рахунок зміни фізико-хімічних властивостей води. Ефект знезаражування посилюється також за рахунок того, що матеріал піддається з боку плазмового шнура впливу ультрафіолетового випромінювання суцільного спектра, максимум енергії якого припадає на діапазон довжин хвиль від 180 до 350 нм. Фізико-хімічні фактори тліючого розряду сприяють розкладанню молекул вологи повітря в камері на активні радикали. В результаті різко зменшується вологість повітря, а додаткові радикали беруть участь в процесі знезараження висушуваного матеріалу. В залежності від тиску повітря, що подається від компресора в камеру електровибухового модуля, від величини струму імпульсного розряду в межах від 100 до 400 мА, крутизни переднього фронту імпульсу електророзряду мікросекундної тривалості можна формувати плоскі повітряні динамічні струменя, швидкість потоку повітря в яких може досягати від 50 до 150 м / с при ширині струменя в межах від 50 до 100 мм. Динамічне тиск струменя, залежне від швидкості потоку повітря, визначає продуктивність сушильного агрегату. Маса порції висушуваного матеріалу на одній перегородці, для якої можна забезпечити режим псевдозрідження при досяжних швидкостях потоку повітря в струмені, становить від 50 до 200 г залежно від питомої маси частинок матеріалу. Якщо динамічний вплив на висушуваного матеріалу здійснювати з тимчасовими паузами, за які майже весь матеріал пересиплется з одного перегородки на іншу, то продуктивність сушильного агрегату від 50 до 500 кг / ч. Продуктивність можна збільшити при зменшенні різниці між початковою і кінцевою величинами відносної вологості висушуваного матеріалу, при паралельному з'єднанні електропідривної модулів. В даний час гранична продуктивність сушильних агрегатів такого типу обмежується 1-2 т / ч. Нагрівання повітря динамічних струменів здійснюється при використанні локальних нагрівачів, розташованих у вихідного кінця сопел камер електропідривної модулів. Їх температуру можна регулювати за допомогою мережевого електротрансформаторів таким чином, щоб середня температура повітря в жолобі сушарки була в межах від 40 до 70 ° С в залежності від виду висушуваного матеріалу. При цьому температура струменево-імпульсного динамічного потоку повітря від 130 до 180 ° С. Для скорочення витрати стисненого повітря, що подається в електропідривної модулі, на виході камери модуля передбачено розміщення клапана, який відкривається в момент електровибуху. Енергоспоживання електропідривної модулями незначне. При встановленої потужності одного модуля від 20 до 100 Вт при числі модулів близько 10 витрати електроенергії порівнянні з енерговитратами компресора, а також нагрівальних елементів. В залежності від продуктивності і призначення сушильного агрегату його загальна встановлена потужність коливається від 1 до 5 кВт, що дозволяє вважати новий техпроцес сушки енергозберігаючим і конкурентоспроможним по відношенню до відомих методів сушіння сипучих термолабільних матеріалів. У поперечному перерізі ширина жолоба або його висота в похилому варіанті визначається шириною плоскою струменя динамічного потоку повітря. Проекційна довжина перегородок знаходиться в межах від 200 до 500 мм. Загальна довжина жолоба, наприклад при 10 електропідривної модулях, не більше 2 м. Бічні стінки жолоба можна виконати з сітки для видалення пилу в додатковий короб. В окремих випадках потік теплого повітря можна пропускати через дозатор бункера з вихідним матеріалом для попереднього підігріву висушуваного матеріалу. При використанні стисненого повітря від компресора в режимі ежекції відходить пилової потік можна направити в циклон осадження пилу. Перевага даної технології сушіння сипучих матеріалів в щадному температурному режимі обумовлено тим, що тліючий розряд у щільній повітряному середовищі дозволяє формувати струменеві динамічні потоки повітря з ударною хвилею, з великою миттєвою швидкістю потоку, великим градієнтом швидкості за часом. При цьому зростає відносна швидкість обдування часток висушуваного матеріалу, так як рух частинок в силу інерційності відстає від миттєвих змін швидкості ударних хвиль повітряного потоку. В результаті деформуються і руйнуються дифузні і гідродинамічні прикордонні шари вологи. Ударні хвилі надають широкосмугове частотне вплив на висушуваного матеріалу, порушуючи резонансні коливання в частинках матеріалу, інтенсифікуючи винос вологи зсередини частинок матеріалу назовні. Цьому ж сприяє перепад тиску, створюваний між капілярними каналами і зовнішньою поверхнею частинок при високій швидкості їх обдування. Поглинання енергії ударних хвиль викликає додатковий нагрів усередині частинок матеріалу, що також інтенсифікує винесення вологи з матеріалу. Динамічний режим обробки в режимі псевдозрідження підвищує рівномірність процесу сушіння. Фізико-хімічні фактори тліючого розряду забезпечують синергетичний режим знезараження матеріалу при одночасному впливі на нього ультрафіолету і радикалів. Виключається застосування озонатора, ультрафіолетових ламп, осушувача повітря. До недоліків нових сушарок можна віднести те, що виникають технологічні труднощі при сушінні високоадгезивні матеріалів, наприклад, при їх високої вологості, наявності на поверхні частинок клейких речовин. Це призводить до необхідності використання полірованих поверхонь в жолобі і періодичного очищення стиснутим повітрям жолоби від прилиплих до поверхонь частинок. Є також обмеження на сушку матеріалів з високим ступенем агломерації частинок підвищеної вологості, що приводить до утворення грудок з частинок висушеного матеріалу. Компактність сушильних агрегатів, порівняльна простота їх влаштування, малі питомі енерговитрати зумовлюють можливість їх широкого застосування для малооб'ємної сушіння різних сипучих термолабільних матеріалів. Вони зручні для підсушування і знезараження як харчової продукції, так і сільськогосподарської сировини. Ці сушильні агрегати модульної конструкції можна в подальшому уніфікувати при оптимізації конструктивно-технологічних параметрів сушарок для різних видів матеріалів з початковою вологістю від 85 до 25% і кінцевою вологістю від 15 до б% і менше. Електропідривної сушка забезпечує можливість збільшення продуктивності сушіння матеріалів при спільному застосуванні простих, відносно дешевих та екологічно чистих паралельно працюючих модульних сушильних агрегатів на невеликих виробничих площах. Електропідривної модулі, що формують плоскі динамічні струменя, можна використовувати в інших типах сушарок, де потрібно поєднувати продувку матеріалу і його ворушіння, переміщати матеріал струменями різного тиску, впливати на матеріал струменями з різною температурою. Нова технологія може стати однією з найбільш оптимальних для малооб'ємної сушіння сипучих матеріалів в щадному температурному режимі для збереження в них поживних речовин та забезпечення екологічної чистоти матеріалів.
ДЖЕРЕЛО: Харчова промисловість