WO2011021966A1 - Способ и устройство сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов - Google Patents

Способ и устройство сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов Download PDF

Info

Publication number
WO2011021966A1
WO2011021966A1 PCT/RU2010/000448 RU2010000448W WO2011021966A1 WO 2011021966 A1 WO2011021966 A1 WO 2011021966A1 RU 2010000448 W RU2010000448 W RU 2010000448W WO 2011021966 A1 WO2011021966 A1 WO 2011021966A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vacuum
drying
heating
drying chamber
bulk materials
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2010/000448
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Яков Кузьмич АБРАМОВ
Владимир Михайлович ВЕСЕЛОВ
Виктор Михайлович ЗАЛЕВСКИЙ
Виталий Григорьевич ТАМУРКА
Владимир Дмитриевич ЕВДОКИМОВ
Вениамин Сергеевич ВОЛОДИН
Светлана Николаевна ХАПАЕВА
Анатолий Федорович ХАНИН
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTVO "TWIN TRADING COMPANY"
Twin Trading Co
Original Assignee
ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTVO "TWIN TRADING COMPANY"
Twin Trading Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTVO "TWIN TRADING COMPANY", Twin Trading Co filed Critical ZAKRYTOE AKCIONERNOE OBSCHESTVO "TWIN TRADING COMPANY"
Priority to KR1020127007203A priority Critical patent/KR101712227B1/ko
Priority to US13/390,694 priority patent/US8713815B2/en
Priority to EP10810250.0A priority patent/EP2469206A4/en
Priority to CN201080037335.0A priority patent/CN102625899B/zh
Priority to JP2012525508A priority patent/JP5529273B2/ja
Publication of WO2011021966A1 publication Critical patent/WO2011021966A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B7/00—Drying solid materials or objects by processes using a combination of processes not covered by a single one of groups F26B3/00 and F26B5/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
    • F26B9/063—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers for drying granular material in bulk, e.g. grain bins or silos with false floor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying goods
    • F26B2200/06—Grains, e.g. cereals, wheat, rice, corn

Definitions

  • the invention relates to vacuum drying of capillary-porous bulk materials, in particular grain, and can be used in various industries: agricultural, food, woodworking, chemical and others.
  • Known methods of drying capillary-porous bulk materials, including grain, using preheated air as a drying agent, interacting with the dried material under fluidization conditions to remove hygroscopic moisture RF application W 93028584, IPC KJI.F26B 17/10).
  • the disadvantage of this method is the low efficiency of the process due to the high consumption of the drying agent, the difficulty of organizing control over the heating temperature of the material and the residence time of individual particles of material in the reaction zone, which affects the drying time of the material and the quality of the dried material.
  • a plant implementing this method of vacuum drying of grain contains a vacuum chamber formed by two pipes coaxially arranged relative to each other, mounted vertically in the open air, which is connected to a vacuum pump, a refrigeration machine containing an evaporator and a condenser.
  • the main disadvantage of the method of drying grain and the device implementing it is that it is inefficient, because heating of the material depends on weather conditions, and this makes the whole process of vacuum drying dependent on it and limits the time of use of this method and device depending on the season of the year.
  • the closest in technical essence to the method and device selected as prototypes are the method of drying grain in vacuum by evaporation of moisture and a device for its implementation (RF patent N ° 2124294, MP Cl. A23B 9 / 00.9 / 08).
  • the grain is loaded into a vacuum drying chamber having heating elements, a vacuum is created, and additional heating of the dried material is performed by a heat agent using the condensation energy of the moisture released in the vacuum section of the drying chamber, released in another section of the chamber.
  • Grain cooling is performed by taking heat from the heat carrier grain leaving the drying chamber, which is used to preheat the grain before loading it into the drying chamber.
  • This method is implemented in a device for drying grain in a vacuum, including a vacuum drying chamber, divided into steam and grain sections by a louvre partition, a heater located in the grain section, inlet and outlet locks, a vacuum pump, a heat exchanger-cooler, combined by pipelines with a heat exchanger-heater pre-heating grain into a single closed system, a system of pipelines for the circulation of the coolant and the release of condensate.
  • the heater is equipped with a tube battery system with annular nozzles at the inlet and diffusers at the outlet of each tube, the tube battery being housed in a housing in communication with the steam section of the drying chamber, the tube inlets are connected to the heater outlet, and the exits to the inlets by a pump. Water with the addition of a surfactant is used as a heat carrier.
  • the disadvantage of this method is that the drying process is carried out in equilibrium, which at low pressure makes it difficult to supply thermal energy to the material and increases the drying time.
  • the device that implements the method is difficult to implement, which leads to high material costs for non-standard equipment, including and to the control system.
  • the task of the invention is to reduce the drying time of capillary-porous bulk materials, in particular grain, with the provision of high quality, due to the increase in the intensity of heating it at the stage of convective drying and intensive moisture removal in non-equilibrium mode at the stage of pulsed evacuation with the possibility of implementing this method on the inventive installation, simple in design, which reduces capital and energy costs.
  • the problem is solved in that in the method of drying capillary-porous bulk materials, in particular grain, by evaporation of moisture, during which the material is preheated, loaded into a vacuum drying chamber having heating elements, heating with a coolant, creating a vacuum in the drying chamber, cooling and discharging the material, heating the material with a coolant and creating a vacuum is carried out in cycles involving heating in a gushing layer with a coolant having a temperature of up to 300 ° C to a mother temperature ala, below its temperature of destruction, and the creation of a vacuum in the regime of high-speed vacuum-pulse exposure, with a stepwise one or multiple pressure reduction in the range from 0.1 MPa to 0.0001 MPa, followed by exposure to vacuum to stabilize the temperature of the material, and, the cycles are repeated until the desired moisture content of the material is reached, and subsequent cooling is carried out in the same drying chamber by alternating cooling in the flowing layer and vacuum-pulsed exposure.
  • the material is loaded into the drying chamber by vacuum transport in a dense layer using vacuum-pulse effects for its simultaneous drying.
  • a gaseous agent having up to 100% humidity is used as a heat carrier.
  • the process of heating capillary-porous bulk materials is carried out by a heat agent chemically inert with respect to the material.
  • n log [(Pn - Pr) / (Pk - Pr)] / log (k + 1), where
  • Pr is the generated pressure in the receiver, Pa; ⁇ is the final pressure in the vacuum chamber, Pa (pressure of the end of the process);
  • K is a coefficient equal to the ratio of the volumes of the vacuum drying chamber and 105 receivers
  • This method is implemented in a device for drying capillary-porous bulk materials, including a vacuum drying chamber, a heater located in the drying chamber, a material loading and unloading system, vacuum
  • a software pump, a heat exchanger-cooler, a piping system for circulating coolant and condensate discharge which is equipped with one or more receivers with vacuum pumps connected in parallel, connected through a vacuum piping system with quick valves to the inlet of the drying chamber, and additionally a second vacuum drying chamber,
  • each vacuum drying chamber has a conical shape in the base, connected to a heat carrier circulation system for heating or cooling the material in the flowing layer, and is equipped with a heated jacket, and the vacuum and heat carrier circulation lines are equipped with heated cyclone filters and heat exchangers-condensers
  • a vacuum transport system for supplying the material in a dense layer with the possibility of vacuum-pulse exposure is installed.
  • the device may additionally contain one or more pairs of drying chambers having a conical
  • receivers connected in parallel to the pumps in the installation makes it possible to reduce the drying time by supplying 130 vacuums in steps, first from the first receiver, then from the second receiver with a deeper vacuum.
  • the heating of grain in a flowing layer gives the advantage of uniform heating throughout the volume, excluding stagnant zones and, as a consequence, the heating process in time and volume can be controlled. 135
  • the heat transfer coefficient from the coolant to the material increases by a factor of 2–3 due to the cyclical movement of capillary-porous loose particles, which also reduces the time of the drying process as a whole, with the intensification of moisture removal in a nonequilibrium mode.
  • the invention is illustrated in the figure (see figure 1) which shows a diagram of an installation for drying capillary-porous bulk materials, in particular grain.
  • the device includes one or more pairs of vacuum chambers equipped with heated jackets 17 and heaters 18 inside the chambers, of which in FIG. one pair is indicated (two heated vacuum chambers 3.1 and 3.2) having
  • opening / closing drives 14 of the upper 15 and lower 16 covers, vacuum transport with a dense layer 1, a receiving hopper 2, used to distribute the dried material in the vacuum chambers, a device for heating gas heat agent 10, a fan 11, two heated cyclones 4.1 and 4.2 for cleaning the heat agent , heat exchangers - condensers 5.1, 5.2, 5.3, condensate collectors 6.1, 6.2, 6.3, for drying the coolant
  • a vacuum system consisting of two types of vacuum pumps 8 and 9, which create different pressures and one or more receivers 7.1 and 7.2, as well as a piping system: 19 for coolant circulation and 20 for a vacuum system that has quick valves 12.3, 13.1, 13.2, 13.3.
  • the proposed method of drying capillary-porous bulk materials and the installation starts with the alternate loading of the material in a vacuum drying chamber.
  • the preheated material in FIG. not shown, loaded into 170 distribution hopper 2.
  • Material from the receiving hopper 2 is dosed through the open top cover 15 into the vacuum chamber 3.1, after which the cover 15 is hermetically closed.
  • valves 12.1 the gas coolant heated to 300 ° C is supplied to the lower part of the chamber, and the coolant is removed from the upper part of the chamber by valve 12.2.
  • hot liquid coolant is supplied inside the chamber 18.
  • the gas coolant passing through the material forms a gushing layer, in which a zone of intense ablation of the material is formed in the center of the vacuum chamber, which then descends down the peripheral zone. In the central and peripheral zones there is intense heat transfer, in which the material is heated to the desired
  • Dissolved vapors from the gas coolant passing through the condenser 5.1 are condensed and collected in the condensate collector 6.1.
  • Drying cycles can be several, depending on the properties of the dried material, the required degree of drying.
  • the dried material is cooled by the gas agent in the flowing layer with the heating device 10 switched off and several vacuum-pulse effects are performed. In this mode, the material is cooled instantly and is ready for further processing.
  • connection to the operation of the installation of the second drying chamber, as well as the introduction of several pairs of drying chambers, allows a more rational use of the process time.
  • the installation device is fundamentally new and fully corresponds to the positions on the developed method of drying materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к вакуумной сушке сыпучих материалов. Способ включает нагрев материала, загрузку его в сушильные камеры, нагрев и создание вакуума циклами: нагрев в фонтанирующем слое теплоносителем, имеющим температуру до 300°C, до температуры материала, ниже его температуры деструкции, и создание вакуума в режиме скоростного вакуум-импульсного воздействия, со ступенчатым одно или многократным снижением давления в пределах от 0,1 МПа до 0,0001 МПа, с последующей выдержкой под вакуумом до стабилизации температуры материала. Устройство для реализации способа содержит две вакуумные камеры с размещенными нагревателями, систему загрузки и выгрузки, один или несколько ресиверов, с параллельно подсоединенными насосами, связанными через систему вакуумных трубопроводов с входом сушильной камеры. Вакуумные сушильные камеры имеют коническую форму в основании, соединенную с системой циркуляции теплоносителя для нагрева или охлаждения материала в фонтанирующем слое, и снабжены обогреваемыми рубашками. Линии вакуумирования и циркуляции теплоносителя снабжены обогреваемыми циклон-фильтрами и теплообменниками-конденсаторами со сборниками конденсата. Изобретение позволяет сократить время сушки и повысить качество высушенного продукта.

Description

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СУШКИ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ
СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к вакуумной сушке капиллярно-пористых сыпучих материалов, в частности зерна, и может быть использовано в различных отраслях промышленности: сельскохозяйственной, пищевой, деревообрабатывающей, химической и других. Известны способы сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, в т.ч. зерна, использующих в качестве сушильного агента предварительно нагретый воздух, взаимодействующий с сушимым материалом в условиях псевдоожижения для удаления гигроскопичной влаги (заявка РФ Ш 93028584, МПК KJI.F26B 17/10). Недостатком этого способа является низкая экономичность процесса из-за большого расхода сушильного агента, сложность организации контроля за температурой нагрева материала и временем нахождения отдельных частиц материала в реакционной зоне, что влияет на время сушки материала и на качество сушимого материала.
Известны способы вакуумной сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, в частности зерна, включающих перемещение массы материала в вакуумную камеру, понижая в ней давление до 10-30 мм рт.ст. с помощью вакуумного насоса. Подвод тепла к высушиваемому зерну осуществляется из атмосферного воздуха и солнечного излучения (патент РФ jN° 2163993, МПК Кл. F26B 5/00, 5/04, 7/00; АО 1 С 1/00;В02В 1/00).
Установка, реализующая этот способ вакуумной сушки зерна, содержит вакуумную камеру, образованную двумя коаксиально расположенными относительно друг друга трубами, установленными вертикально на открытом воздухе, которая соединена с вакуумным насосом, холодильной машиной, содержащей испаритель и конденсатор.
Основным недостатком способа сушки зерна и устройства его реализующего является то, что он малопроизводителен, т.к. нагрев материала зависит от метеоусловий, а это ставит в зависимость от него весь процесс вакуумной сушки и ограничивает время использования данного способа и устройства в зависимости от сезона года.
Наиболее близкими по технической сущности способом и устройством, выбранными в качестве прототипов являются способ сушки зерна в вакууме путем испарения влаги и устройство для его осуществления (патент РФ N° 2124294, МП Кл. А23В 9/00,9/08). Зерно загружают в вакуумную сушильную камеру, имеющую нагревательные элементы, создают вакуум, а дополнительный подогрев сушимого материала производят тепловым агентом, использующим энергию конденсации испаренной в вакуумной секции сушильной камеры влаги, выделяющейся в другой секции камеры. Охлаждение зерна производят путем отбора тепла от выходящего из сушильной камеры зерна теплоносителя, который используют для предварительного подогрева зерна перед его загрузкой в сушильную камеру.
Данный способ реализуется в устройстве сушки зерна в вакууме, включающем вакуумную сушильную камеру, разделенную на паровую и зерновую секции жалюзийной перегородкой, нагреватель, расположенный в зерновой секции, впускной и выпускной шлюзовые затворы, вакуумный насос, теплообменник-охладитель, объединенный трубопроводами с теплообменником-нагревателем предварительного подогрева зерна в единую замкнутую систему, систему трубопроводов для циркуляции теплоносителя и выпуска конденсата. Нагреватель снабжен системой батарей трубок с кольцевыми соплами на входе и диффузорами на выходе каждой трубки, причем батарея трубок размещена в корпусе, сообщенной с паровой секцией сушильной камеры, входы трубок соединены с выходом нагревателя, а выходы с входами посредством насоса. В качестве теплоносителя используется вода с добавкой поверхностно-активного вещества.
Недостатком этого способа является то, что процесс сушки ведется в равновесном состоянии, что при низком давлении затрудняет подвод тепловой энергии к материалу и увеличивает время сушки. Кроме того, устройство, реализующее способ, сложно по своему вьшолнению, что приводит к большим материальным затратам на нестандартное оборудование, в т.ч. и на систему управления.
Задачей заявляемого изобретения является снижение времени сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, в частности зерна, с обеспечением высокого качества, за счет увеличения интенсивности нагрева его на стадии конвективной сушки и интенсивного влагоудаления в неравновесном режиме на стадии импульсного вакуумирования с возможностью осуществления этого способа на заявляемой установке, простой по конструкции, обеспечивающей снижение капитальных и энергетических затрат. Поставленная задача решается тем, что в способе сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, в частности зерна, путем испарения влаги, при котором осуществляют предварительный подогрев материала, загрузку его в вакуумную сушильную камеру, имеющую нагревательные элементы, нагрев теплоносителем, создание вакуума в сушильной камере, охлаждение и выпуск материала, нагрев материала теплоносителем и создание вакуума проводят циклами, включающими нагрев в фонтанирующем слое теплоносителем, имеющим температуру до 300°С, до температуры материала, ниже его температуры деструкции, и создание вакуума в режиме скоростного вакуум-импульсного воздействия, со ступенчатым одно или многократным снижением давления в пределах от 0,1 МПа до 0,0001 МПа, с последующей выдержкой под вакуумом до стабилизации температуры материала, причем, циклы повторяют до достижения требуемой влажности материала, а последующее охлаждение производят в той же камере сушки чередованием охлаждения в фонтанирующем слое и вакуум-импульсным воздействием.
Загрузку материала в сушильную камеру осуществляют вакуум транспортом плотным слоем с помощью вакуум-импульсных воздействий для одновременной его подсушки.
В зависимости от свойств материалов, в качестве теплоносителя используют газообразный агент, имеющий до 100% влажности.
При необходимости процесс нагрева капиллярно-пористых сыпучих материалов производится теплоагентом, химически инертным по отношению к материалу.
Количество ступеней вакуум импульсных воздействий рассчитывается по математической формуле: n = lg [ (Рн - Рг ) / (Рк - Рг )] / lg (к + 1) , где
100
Рн - начальное давление в вакуумной камере, Па (начальное давление процесса);
Рг -создаваемое давление в ресивере, Па; Ρκ - конечное давление в вакуумной камере, Па (давление окончания процесса);
К - коэффициент, равный отношению объемов вакуумной сушильной камеры и 105 ресивера;
Данный способ реализуется в устройстве для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, включающем вакуумную сушильную камеру, нагреватель, размещенный в сушильной камере, систему загрузки и выгрузки материала, вакуумный
ПО насос, теплообменник-охладитель, систему трубопроводов для циркуляции теплоносителя и выпуска конденсата, которое снабжено одним или несколькими ресиверами с подсоединенными к ним параллельно вакуумными насосами, связанными через систему вакуумных трубопроводов с быстродействующими клапанами с входом сушильной камеры, и дополнительно второй вакуумной сушильной камерой,
115 установленной параллельно первой, каждая вакуумная сушильная камера имеет коническую форму в основании, соединенную с системой циркуляции теплоносителя для нагрева или охлаждения материала в фонтанирующем слое, и снабжена обогреваемой рубашкой, а линии вакуум ирования и циркуляции теплоносителя снабжены обогреваемыми циклон-фильтрами и теплообменниками-конденсаторами
120 (охладителями) со сборниками конденсата.
На входе в сушильные камеры установлена система вакуум-транспортной подачи материала плотным слоем с возможностью вакуум-импульсного воздействия.
При больших объемах сушимого материала устройство может содержать дополнительно одну или несколько пар сушильных камер, имеющих коническую
125 форму в основании для нагрева или охлаждения материала в фонтанирующем слое и снабженных обогреваемыми рубашками, установленных параллельно первой.
Использование в установке ресиверов, параллельно подключенных к насосам (вакуумная линия сушки), дает возможность сократить время сушки за счет подачи 130 вакуума ступенями, сначала от первого ресивера, потом от второго ресивера с более глубоким вакуумом.
Прогрев зерна в фонтанирующем слое (конвективная сушка), дает преимущество равномерного прогрева по всему объему, исключая застойные зоны и, как следствие этого, процесс прогрева по времени и по объему можно контролировать. 135 В фонтанирующем слое коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к материалу увеличивается в 2-3 раза за счет циклического движения капиллярно-пористых сыпучих частиц, что также сокращает время процесса сушки в целом, при интенсификации влагоудаления в неравновесном режиме.
Предлагаемый способ сушки для различных капиллярно-пористых сыпучих
140 материалов, в том числе и для зерна, при предварительном подогреве, в частности при подаче вакуум транспортом плотным слоем в сушилку, высокоинтенсивном нагреве в фонтанирующем слое до температуры, не вызывающей деструкцию (денатурацию) материала (37-48°С), а затем путем обеспечения интенсивного влагоудаления режимами пульсирующего вакуума в неравновесных термодинамических условиях,
145 охлаждения материала в условиях теплообмена в фонтанирующем слое с импульсным вакуумированием материала с использованием внутреннего тепла для испарения влаги и охлаждения продукта сокращает время сушки и повышает качество высушенного материала.
150 Изобретение поясняется рисунком (см. фиг.1) на котором показана схема установки для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, в частности зерна. Устройство включает одну или несколько пар вакуумных камер, снабженных обогреваемыми рубашками 17 и нагревателями 18 внутри камер, из которых на фиг. обозначена одна пара (две обогреваемые вакуумные камеры 3.1 и 3.2), имеющие
155 приводы открытия-закрытия 14 верхних 15 и нижних 16 крышек, вакуум транспорт плотным слоем 1, приемный бункер 2, служащий для распределения по вакуумным камерам сушимого материала, устройство нагрева газового теплоагента 10, вентилятор 11, два обогреваемых циклона 4.1 и 4.2 для очистки теплоагента, теплообменники- конденсаторы 5.1, 5.2, 5.3, сборники конденсата 6.1, 6.2, 6.3, для осушки теплоносителя
160 и сбора различных ценных компонентов, удаляемых из материала при проведении процесса сушки, систему создания вакуума, состоящую из двух типов вакуумных насосов 8 и 9, создающих разное давление и одного или нескольких ресиверов 7.1 и 7.2, а также системы трубопроводов: 19 для циркуляции теплоносителя и 20 для вакуумной системы, которая имеет быстродействующие клапаны 12.3, 13.1, 13.2, 13.3.
165
Предлагаемый способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов и работа установки начинается с поочередной загрузки материала в вакуумные сушильные камеры. Рассмотрим это на примере одной сушильной камеры. Предварительно нагретый материал, на фиг. не показано, загружается в 170 распределительный бункер 2. Материал из приемного бункера 2 дозировано поступает через открытую верхнюю крышку 15 в вакуумную камеру 3.1, после чего крышка 15 герметично закрывается. Через клапаны 12.1 в нижнюю часть камеры подается газовый теплоноситель, нагретый до 300°С, а клапаном 12.2 теплоноситель отводится из верхней части камеры. Одновременно в рубашку камеры сушки 17 и нагреватель
175 внутри камеры 18 подается горячий жидкий теплоноситель. Газовый теплоноситель, проходя через материал, образовывает фонтанирующий слой, при котором в центре вакуумной камеры образуется зона интенсивного уноса материала вверх, который затем по периферийной зоне опускается вниз. В центральной и в периферийной зонах идет интенсивный теплообмен, при котором материал нагревают до требуемой
180 температуры, не вызывающей деструкции материала, причем, в связи с одновременным перемешиванием и отсутствием застойных зон, материал контактирует с газовым теплоносителем строго определенное время.
Растворенные пары из газового теплоносителя, проходя через конденсатор 5.1, конденсируются и собираются в сборник конденсата 6.1. Для предотвращения
185 загрязнения системы газового теплоносителя он очищается от сорных включений в циклоне 4.1, причем для исключения преждевременной конденсации паров в циклоне, его конструкция предусматривает обогрев. После конденсатора 5.1 теплоноситель попадает в устройство нагрева 10, что позволяет осуществить замкнутый контур движения газового теплоносителя.
190 При достижении требуемой температуры нагрева материала подача теплоносителя в вакуумную камеру 3.1 прекращается, клапаны 12.1, 12.2 закрываются и открываются быстродействующие вакуумные клапаны 12.3, 13.1, соединяющие вакуумную камеру 3.1 через циклон 4.2, теплообменники-конденсаторы 5.2 и 5.3, систему вакуумных трубопроводов с ресиверами 7.1 и 7.2, в которых предварительно
195 создано требуемое разрежение (вакуум) с давлением Рг. Материал в вакуумной камере подвергается скоростному (импульсному) воздействию вакуума, в результате которого в неравновесном режиме происходит интенсивное влагоотделение и, связанное с ним, снижение температуры материала. Паро-газовая смесь, проходя через конденсаторы 5.2, 5.3, освобождается от паров, конденсат которых собирается в соответствующие
200 сборники конденсата 6.2 и 6.3. Применение двух и более теплообменников- конденсаторов на линии вакуумирования позволяет производить разделение паров по температуре кипения на разные фракции. Предложенная схема соединения ресиверов 7.1 и 7.2 и вакуумных насосов 8 и 9 позволяет применить ступенчатое вакуумирование и создание наиболее благоприятных условий сушки материалов, и сокращение времени сушки.
После прохождения вакуумного импульса и вьщержки вакуумной камеры 3.1 под вакуумом в течении 5-10 минут, клапаны 12.3, 13.1 закрываются - закончился первый цикл сушки. Циклов сушки может быть несколько, в зависимости от свойств сушимого материала, требуемой степени его осушки.
После окончания процесса сушки материала в камере сушки 3.1 проходит охлаждение высушенного материала газовым агентом в фонтанирующем слое при отключенном устройстве нагрева 10 и проведении нескольких вакуум-импульсных воздействий. При таком режиме охлаждение материала проходит мгновенно и он готов к дальнейшей переработке.
Подключение к работе установки второй сушильной камеры, как и введение нескольких пар сушильных камер, позволяет более рационально использовать время технологического процесса.
Устройство установки принципиально ново и полностью соответствует позициям на разработанный способ сушки материалов.

Claims

ФОРМУЛА
240 1. Способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, преимущественно зерна, путем испарения влаги, включающий предварительный нагрев материала, загрузку в имеющую нагревательные элементы вакуумную сушильную камеру, нагрев теплоносителем, создание вакуума в сушильной камере, охлаждение и выпуск материала, отличающийся тем, что нагрев материала теплоносителем и создание
245 вакуума проводят циклами, включающими нагрев в фонтанирующем слое теплоносителем, имеющим температуру до 300°С, до температуры материала, ниже его температуры деструкции, и создание вакуума в режиме скоростного вакуум- импульсного воздействия со ступенчатым одно или многократным снижением давления в пределах от 0,1 МПа до 0,0001 МПа с последующей вьщержкой под
250 вакуумом до стабилизации температуры материала, причем, циклы повторяют до достижения требуемой влажности материала, а последующее охлаждение производят в той же сушильной камере чередованием охлаждения в фонтанирующем слое и вакуум- импульсного воздействия.
2. Способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов по п.1 , отличающийся 255 тем, что загрузку материала в сушильную камеру осуществляют с одновременной его подсушкой путем транспортировки вакуум-транспортом плотным слоем с помощью вакуум-импульсных воздействий.
3. Способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют газообразный агент, влажностью до ста
260 процентов.
4. Способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов по п.1, отличающийся тем, что процесс нагрева материала производят теплоагентом, химически инертным по отношению к материалу.
5. Способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов по п.1, отличающийся 265 тем, что количество ступеней вакуум-импульсных воздействий рассчитывается по формуле: n = lg [ (Рн - Рг ) / (Рк - Рг )] / lg (к + 1) , где
270 Рн - начальное давление в вакуумной камере, Па (начальное давление процесса);
Q Рг -создаваемое давление в ресивере, Па;
Рк - конечное давление в вакуумной камере, Па (давление окончания процесса); К - коэффициент, равный отношению объемов вакуумной сушильной камеры и ресивера;
275
6. Устройство для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов, преимущественно зерна, включающее вакуумную сушильную камеру, нагреватель, размещенный в сушильной камере, систему загрузки и выгрузки зерна, вакуумный насос, теплообменник-охладитель, систему трубопроводов для циркуляции
280 теплоносителя и выпуска конденсата, отличающееся тем, что оно снабжено одним или несколькими ресиверами, с подсоединенными к ним параллельно насосами, связанными через систему вакуумных трубопроводов с быстродействующими клапанами с входом сушильной камеры, и дополнительно второй вакуумной сушильной камерой, установленной параллельно первой, причем, каждая вакуумная
285 сушильная камера имеет коническую форму в основании, соединенную с системой циркуляции теплоносителя для нагрева или охлаждения материала в фонтанирующем слое, и снабжена обогреваемой рубашкой, а линии вакуумирования и циркуляции теплоносителя снабжены обогреваемыми циклон-фильтрами и теплообменниками- конденсаторами со сборниками конденсата
290 7. Устройство для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов по п.6, отличающееся тем, что на входе в сушильные камеры установлена система вакуум- транспортной подачи материала плотным слоем с возможностью вакуум-импульсного воздействия.
8. Устройство для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов по п.6, 295 отличающееся тем, что оно содержит дополнительно одну или несколько пар вакуумных сушильных камер имеющих коническую форму в основании и снабженных обогреваемыми рубашками, установленных параллельно первой.
PCT/RU2010/000448 2009-08-21 2010-08-13 Способ и устройство сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов Ceased WO2011021966A1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020127007203A KR101712227B1 (ko) 2009-08-21 2010-08-13 벌크 모세-다공성 재료를 건조하기 위한 장치 및 방법
US13/390,694 US8713815B2 (en) 2009-08-21 2010-08-13 Method and device for drying bulk capillary-porous materials
EP10810250.0A EP2469206A4 (en) 2009-08-21 2010-08-13 METHOD AND DEVICE FOR DRYING CAPILLARY POROUS MASS GOODS
CN201080037335.0A CN102625899B (zh) 2009-08-21 2010-08-13 干燥多毛细孔大量材料的方法和工艺
JP2012525508A JP5529273B2 (ja) 2009-08-21 2010-08-13 バルク毛管多孔性材料を乾燥させる方法及び装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131585/06A RU2406951C1 (ru) 2009-08-21 2009-08-21 Способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов и устройство для его осуществления
RU2009131585 2009-08-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011021966A1 true WO2011021966A1 (ru) 2011-02-24

Family

ID=43607215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000448 Ceased WO2011021966A1 (ru) 2009-08-21 2010-08-13 Способ и устройство сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8713815B2 (ru)
EP (1) EP2469206A4 (ru)
JP (1) JP5529273B2 (ru)
KR (1) KR101712227B1 (ru)
CN (1) CN102625899B (ru)
RU (1) RU2406951C1 (ru)
WO (1) WO2011021966A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111504007A (zh) * 2020-04-29 2020-08-07 山东德曦环境科技有限公司 一种蒸汽闭路脉动移动组合干燥系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201004535D0 (en) * 2010-03-18 2010-05-05 William Curle Developments Ltd Solids heat exchanger for drill cuttings
DE102010034715A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Etimex Technical Components Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von feuchter Luft
CN103673510B (zh) * 2013-05-14 2016-06-22 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 褐煤干燥方法和褐煤干燥系统
CN105043018A (zh) * 2015-06-11 2015-11-11 张家港市新盛新材料有限公司 聚苯硫醚生产中副产物氯化钠的干燥包装装置
SMT202100384T1 (it) * 2015-10-15 2021-09-14 Jimmyash Llc Apparecchio per il trasporto controllato di un pezzo in lavorazione attraverso un essiccatore a letto fluido
JP2017535690A (ja) * 2015-12-11 2017-11-30 オブスチェストヴォ ス オグラニチェンノイ オトヴェツトヴェンノスチュ “ツイン テクノロジー カンパニー”Ｏｂｓｈｅｓｔｖｏ Ｓ Ｏｇｒａｎｉｃｈｅｎｎｏｙ Ｏｔｖｅｔｓｔｖｅｎｎｏｓｔｙｕ ‘Ｔｗｉｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙ’ セルロース生産方法
RU173021U1 (ru) * 2016-07-26 2017-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Вакуумная порционная энергосберегающая зерносушилка
US12135167B2 (en) * 2017-07-20 2024-11-05 DryAir LLC Grain drying auger and drum with air holes
CN111076499A (zh) * 2019-12-11 2020-04-28 陕西航天机电环境工程设计院有限责任公司 一种应用于高盐废水资源化结晶盐的干燥系统
WO2025000017A1 (en) * 2023-06-30 2025-01-02 Grainstone Pty Ltd System and method for producing nutritious food-grade powder

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124294C1 (ru) * 1997-11-05 1999-01-10 Кузин Эдуард Николаевич Способ сушки зерна в вакууме и устройство для его осуществления
RU2232955C1 (ru) * 2002-10-31 2004-07-20 Голицын Владимир Петрович Установка для сушки растительных материалов
EP2034263A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-11 BOC Edwards Pharmaceutical Systems Freeze drying chamber with external antenna
RU2351860C2 (ru) * 2007-04-03 2009-04-10 Владимир Петрович Голицын Способ сушки и пропитки древесины

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU954742A1 (ru) * 1980-07-08 1982-08-30 Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова Способ сушки дисперсных материалов
ATE19918T1 (de) * 1981-07-03 1986-06-15 Nat Dairy Ass Verfahren und vorrichtung zum kuehlen eines nassen, koernerfoermigen nahrungsmittels, im besonderem eines kaeseartigen nahrungsmittels.
JPS60153993U (ja) * 1984-03-23 1985-10-14 株式会社　品川工業所 食品の冷却・解凍・乾燥装置
JPS61205776A (ja) * 1985-03-07 1986-09-11 金子農機株式会社 穀物乾燥機における乾燥穀物の冷却排出方法およびその装置
EP0258258B1 (de) * 1985-06-21 1989-03-29 Gergely, Gerhard, Dr. Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut, sowie mit hilfe des verfahrens und/oder der vorrichtung hergestelltes reaktivprodukt
JP2764607B2 (ja) * 1989-04-28 1998-06-11 三菱化工機株式会社 粉粒体の乾燥方法およびその装置
DE3916479C1 (en) * 1989-05-20 1990-08-30 Otto Dr.Rer.Nat. Moebus Drying biological and pharmaceutical prods. etc. - includes drying prods. on a porous floor in an evacuable tank using overhead microwave heater
RU2015470C1 (ru) * 1991-01-28 1994-06-30 Антипов Сергей Тихонович Вакуумная сушилка для сыпучих материалов
KR950004481Y1 (ko) * 1992-12-07 1995-06-05 김병철 저온고속 건조기
JPH0714820A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Sumitomo Precision Prod Co Ltd 乾燥機
RU2121638C1 (ru) * 1997-06-26 1998-11-10 Научно-производственная фирма "Шабетник и компания" Способ вакуумной сушки материалов и устройство для вакуумной сушки материалов
RU2163993C2 (ru) * 1999-03-03 2001-03-10 Опытное конструкторское бюро "Факел" Способ вакуумной сушки зерна
JP4132469B2 (ja) * 1999-09-17 2008-08-13 株式会社カワタ 減圧乾燥装置
WO2001088449A1 (en) * 2000-05-19 2001-11-22 Sun Tae Choi Method of drying wood and a system therefor
JP2005291598A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Terada Seisakusho Co Ltd 減圧過熱蒸気を用いた流動層乾燥殺菌装置
FI20075749L (fi) * 2007-10-24 2009-04-25 Maricap Oy Menetelmä ja laitteisto materiaalin alipainesiirtojärjestelmässä
CN100587375C (zh) * 2008-04-15 2010-02-03 中国农业大学 滚筒式真空脉动变温度干燥方法和设备
CN101408371B (zh) * 2008-09-05 2010-11-10 查晓峰 热板式连续真空干燥系统
RU2395766C1 (ru) * 2009-05-25 2010-07-27 Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" Способ сушки материалов растительного, животного происхождения, рыбы и морепродуктов и устройство для его осуществления

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124294C1 (ru) * 1997-11-05 1999-01-10 Кузин Эдуард Николаевич Способ сушки зерна в вакууме и устройство для его осуществления
RU2232955C1 (ru) * 2002-10-31 2004-07-20 Голицын Владимир Петрович Установка для сушки растительных материалов
RU2351860C2 (ru) * 2007-04-03 2009-04-10 Владимир Петрович Голицын Способ сушки и пропитки древесины
EP2034263A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-11 BOC Edwards Pharmaceutical Systems Freeze drying chamber with external antenna

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111504007A (zh) * 2020-04-29 2020-08-07 山东德曦环境科技有限公司 一种蒸汽闭路脉动移动组合干燥系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP2469206A4 (en) 2013-08-14
EP2469206A1 (en) 2012-06-27
KR20120053047A (ko) 2012-05-24
KR101712227B1 (ko) 2017-03-03
US8713815B2 (en) 2014-05-06
CN102625899A (zh) 2012-08-01
US20120144690A1 (en) 2012-06-14
RU2406951C1 (ru) 2010-12-20
JP2013502554A (ja) 2013-01-24
CN102625899B (zh) 2015-04-22
JP5529273B2 (ja) 2014-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2406951C1 (ru) Способ сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов и устройство для его осуществления
US4523388A (en) Method for drying by vapor recompression
CN101379167B (zh) 处理生物质的方法和装置
CA1046270A (en) Dryer for particulate material
RU2422053C1 (ru) Способ сушки высоковлажных дисперсных материалов и установка для его осуществления
RU2192136C1 (ru) Способ сушки свекловичного жома
RU2718630C1 (ru) Ленточная сушилка
RU2624088C1 (ru) Способ сушки материала растительного происхождения и установка для его осуществления
KR20030088106A (ko) 히트펌프 시스템을 이용한 건조장치
RU2302740C1 (ru) Установка для сушки растительных материалов
RU2295681C2 (ru) Способ и устройство энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме
JP2004044874A (ja) 乾燥装置
RU2601082C2 (ru) Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки
RU2300893C1 (ru) Способ сушки растительных материалов
CN1111711C (zh) 一种冷冻低温干燥处理方法
RU2131102C1 (ru) Многосекционная вакуум-сублимационная сушилка со ступенчатым понижением давления
EP2309218A1 (en) Recovery of heat from recurring charges of vapour
CN110818222A (zh) 污泥低温除湿干燥机
RU2674610C1 (ru) Способ сушки высоковлажных дисперсных материалов и установка для его осуществления
RU2784632C1 (ru) Сушильная установка
ES2489216T3 (es) Planta de producción de artículos fabricados de material polimérico, plástico o similar y procedimiento relacionado
RU2304265C1 (ru) Сушилка распылительная
CA2681282A1 (en) System and method for drying and torrefaction
SU1171091A2 (ru) Установка дл пропаривани зерна круп ных культур
RU2157957C2 (ru) Способ сушки материалов

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080037335.0

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10810250

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13390694

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012525508

Country of ref document: JP

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010810250

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010810250

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127007203

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A