Сушарка інфрачервона - патент Україна 2352880 - Волончук Сергій Костянтинович
Винахід відноситься до пристроїв для сушіння високовологих матеріалів, таких як овочі, фрукти, ягоди, городна та дикоросла зелень, гриби, м'ясо і т.д. Сушарка інфрачервона складається з корпусу з шістьма прямокутними отворами, в які вставляються сітчасті піддони, сушильної камери, розділеної проміжними піддонами збору просипів на три секції, кришки, ІЧ-випромінювачів, вентилятора, блоку управління регулюванням процесу сушіння, з яким з'єднані у сушильній камері. ІЧ-випромінювачі працюють у імпульсному режимі. Вентилятор подає зовнішнє повітря в секції сушильної камери через пази в бічній стінці та перфоровані отвори передньої стінки і разом з випареною вологою видаляється через щілини в задній стінці. Сушарка інфрачервона дозволяє без збільшення одночасно підводиться до ІЧ-випромінювачів потужності збільшити в три рази кількість оброблюваного матеріалу за рахунок заповнення ІЧ-випромінюванням часу пауз циклу включення ІЧ-випромінювачів, не збільшуючи при цьому одноразове навантаження на мережу електричного струму, а також за рахунок встановлення ІЧ -випромінювачів у бічних стінках виключити втрати енергії через попадання на зовнішню поверхню випромінювачів пилоподібних просипів матеріалу 2 іл.
Малюнки до патенту Україна 2352880
Сушарка призначена для зневоднення (сушіння) матеріалів, що містять вологу, таких як овочі, коренеплоди, фрукти, ягоди, зелень, гриби, м'ясо і т.д. Подрібнений матеріал розкладають на шести сітчастих піддонах, які вставляють у сушильну камеру. У сушильній камері, розділеній на три рівні секції двома проміжними і одним нижнім піддонами збору просипів, між сітчастими піддонами (по два в кожній секції) встановлені три датчики температури (по одному в кожнійсекції), з'єднаних з блоком автоматичного керування процесом сушіння, в якому є задатчик граничної температури та часу сушіння, шість інфрачервоних (ІЧ) випромінювачів, встановлених кожен у профілі бічних стінок, причому внутрішні поверхні стінок та піддони проміжні та нижній виконані з матеріалу, що має високу відбивну здатність.
Технічним результатом винаходу є можливість включення тільки двох ІЧ-випромінювачів однієї секції - послідовно секція за секцією, створення рівномірного поля ІЧ-випромінювання одночасно на двох сітчастих піддонах з матеріалом запобігання поверхні ІЧ-випромінювачів від пилоподібних просипів, що поглинають енергію випромінювання процесу, і автоматичного сушіння.
Винахід відноситься до пристроїв для сушіння високовологих матеріалів, таких як овочі, фрукти, ягоди, городна та дикоросла зелень, гриби, м'ясо і т.д.
ІЧ-випромінювачі здійснюють інтенсивне сушіння матеріалу на першій стадії і досушування зі зниженою на 50% інтенсивністю опромінення на другій стадії зі зміною інтенсивності опромінення сторін, після чого здійснюється досушування матеріалу.
Недоліками відомого пристрою є: осідання дрібних частинок матеріалу, що прокидаються з піддону, і крапель вологи на поверхню ІЧ-випромінювачів, що з часом призводить до погіршення інтенсивності опромінення, нерівномірність поля ІЧ-опромінення по поверхні матеріалу, т.к. на найкоротшій відстані по перпендикуляру від ІЧ-випромінювача до піддону вона вище, ніж на краях піддону, зниження інтенсивності опромінення на 50% по стадіях здійснюється за часом, але для різних матеріалів тривалість стадій різна і залежить від початкової вологості, нерівномірний обдув вентиляторами піддону різної швидкості сушінняматеріалу. Крім того, це призводить до збільшення тривалості процесу.
Відома радіаційна сушарка для рослинних харчових продуктів за патентом RU 2034489 С1, 6 А23В 7/02, F26B 3/30, 10.05.95, Бюл. № 13, що має корпус, усередині якого розміщені лотки для сировини, що висушується, радіаційні ІЧ-випромінювачі середньої області спектру, різного конструктивного виконання відбивачі, щілини для проходу повітря знизу вгору сушарки.
Недоліками відомої сушарки є: розташування ІЧ-випромінювачів під та над лотками, що з урахуванням певної відстані між самими ІЧ-випромінювачами та ІЧ-випромінювачами та лотками не забезпечує рівномірного розподілу енергії випромінювання площею лотка. Енергія ІЧ-випромінювання середньої області спектру поглинається в основному поверхнею матеріалу, що висушується і, щоб не допустити його розтріскування і деформації, що погіршують якість готового продукту, доводиться зменшувати кількість енергії, що підводиться, що знижує інтенсивність сушіння і погіршує економічні та часові показники процесу. Погіршує ці ж показники та безперервне підведення енергії ІЧ-випромінювання. Крім того, безперервне підведення енергії ІЧ-випромінювання створює в поверхневому і приповерхневому шарах матеріалу, що висушується, особливо навпроти ІЧ-випромінювачів, градієнт температур, спрямований всередину нарізаного шматочками продукту. Це перешкоджає тепломасопереносу, тобто погіршує умови переміщення вологи із внутрішніх шарів до зовнішніх. Важливим недоліком є те, що всі інфрачервоні випромінювачі включаються одночасно. Це спричиняє високу витрату електроенергії та підвищує навантаження на мережу електричного струму.
Недоліком відомої сушарки є співвідношення роботи та паузи ІЧ-випромінювача як 1:3. З цієї причини 2/3 часу роботи сушарки губиться напаузу, що зменшує кількість одночасно висушуваного матеріалу. Збільшити кількість одночасно висушуваного матеріалу втричі можна лише трьома сушарками, але це втричі збільшить одночасне навантаження на мережу електричного струму. При цьому не усувається співвідношення роботи та паузи ІЧ-випромінювача як 1:3.
Мета винаходу - збільшення кількості одночасно висушуваного матеріалу без збільшення одночасно підводиться до ІЧ-випромінювачів потужності при стабільності енергетичних характеристик ІЧ-випромінювання, виключення попадання пилоподібних частинок матеріалу і крапель вологи на поверхні ІЧ-випромінювачів, створення рівномірного опромінення по поверхні матеріалу, забезпечення безперервного обдуву висушування матеріалу на всіх піддонах; автоматичне регулювання процесу сушіння різних матеріалів.
Мета досягається тим, що в сушарці інфрачервоної для зневоднення високовологих матеріалів, що включає корпус з сушильною камерою, в яку вставляються шість сітчастих піддонів з матеріалом, що висушується, шість ІЧ-випромінювачів, два проміжні піддони і один нижній, вентилятор і блок автоматичного регулювання стінці корпусу передбачені вхідні отвори для подачі повітря і вихідні верхні отвори і нижня щілина для видалення його разом з випареною вологою, згідно винаходу, сушильна камера розділена проміжними піддонами на три секції, що містять по два сітчасті піддони вгорі і внизу секції, між якими встановлений датчик , з'єднаний з блоком автоматичного регулювання, що має задатчик установки граничної температури нагріву, по два ІЧ-випромінювачі, встановлених кожен у профілі бічних стінок на рівних відстанях від сітчастих піддонів, при цьому ІЧ-випромінювачі включаються послідовно по секціяхсушильної камери, дотримуючись циклу тривалості включення 1:3.
На фіг.1 представлений поперечний розріз сушарки А-А на фіг.2; на фіг.2 - поздовжній розріз сушарки.
Сушарка інфрачервона для зневоднення високовологих матеріалів складається з корпусу 1 з шістьма прямокутними отворами 2, що утворюють сушильну камеру бічних стінок 3, 4 зі спеціальним профілем 5, передніх стінок 6 і піддонів збору просипів 7, поділяють сушильну камеру на три секції, 9, ІЧ-випромінювачів 10, встановлених у профілі 5, задньої стінки 11, вентиляторів 12, блоку управління автоматичним регулюванням процесу сушіння 13. На передніх стінках 6 на рівній відстані від бічних стінок 3, 4 і двох сітчастих піддонів 9 в кожній секції встановлені датчики температури 14, з'єднані з блоком 13, якого підключений також задатчик 15 установки граничної температури нагріву, що обмежує температуру в сушильній камері, при якій ІЧ-випромінювачі працюють в імпульсному режимі.
Для подачі повітря в корпусі 1, навпроти вентиляторів 12, виконані вхідні круглі отвори 16, для проходу повітря в бічній стінці 4 зроблені три пази 17, передніх стінках 6 виконані у вигляді перфорації отвори 18, для виходу повітря в задній стінці 11, навпроти п'яти сітчастих піддонів зроблені вихідні отвори 19, а нижня кромка задньої стінки 11 з нижнім піддоном збору просипів 7 утворюють нижню щілину 20 навпроти нижнього сітчастого піддону для видалення повітря разом з випареною вологою.
Сушарка працює наступним чином. Сітчасті піддони 9 завантажуються подрібненим матеріалом, що висушується, і вставляються в сушильну камеру через прямокутні отвори 2 в корпусі 1 по напрямних бічних стінок 3, 4. Задатчиком 15 встановлюється гранична для даного видувисушуваного матеріалу температура. Включаються ІЧ-випромінювачі 10 у верхній секції сушильної камери та вентилятори 12. Матеріал, що знаходиться на сітчастих піддонах, опромінюється прямими і відбитими від профілю бічних стінок променями, поки температура в секції не досягне гранично встановленої. До кожного виду матеріалу ця температура визначається експериментально.
Після досягнення гранично встановленої температури сушіння ІЧ-випромінювачі сигналу датчика відключаються і переводяться в режим імпульсного включення. Тривалості імпульсного включення та паузи співвідносяться як 1:3 та залежать від виду матеріалу та встановленої задатчиком граничної температури в сушильній камері. Співвідношення 1:3 дозволяє спочатку включати два ІЧ-випромінювача у верхній секції, а два в середній секції і два в нижній секції не включати, потім включаються по команді датчика середньої секції два середніх ІЧ-випромінювача, одночасно вимикаються два верхніх, потім включаються по команді датчика нижньої секції два нижніх ІЧ-випромінювача, одночасно вимикаються два середні. Потім по команді верхнього датчика знову включаються два верхні ІЧ-випромінювачі, а два середніх і два нижніх ІЧ-випромінювачів вимкнені. Цей цикл повторюється до закінчення процесу сушіння. При цьому вентилятор увімкнений постійно. Випарена волога в суміші з повітрям, що продувається через подрібнений матеріал, видаляється назовні через пази 19 в задній стінці і щілину 20.
Після закінчення процесу сушіння блок автоматичного регулювання відключає ІЧ-випромінювачі і вентилятор, а сушарка інфрачервона завантажується новою партією матеріалу.
Запропонована сушарка дозволяє без збільшення одночасно підводиться до ІЧ-випромінювачів потужності збільшити в три рази кількість оброблюваного матеріалу за рахунок заповнення часу пауз ІЧ-випромінюванням, незбільшувати при цьому одноразове навантаження на мережу електричного струму, за рахунок установки ІЧ-випромінювачів у профілях бічних стінок виключити втрати енергії через попадання на зовнішню поверхню випромінювачів пилоподібних просипів матеріалу та крапель вологи, знизити енергоємність процесу за рахунок використання енергії відбитих променів, перенесеної на сітчасті піддони, покращити якість продукту за рахунок рівномірності розподілу опромінення, утвореної профілями бічних стінок, знизити енерговитрати за рахунок автоматичної підтримки співвідношення імпульсу та паузи для кожного виду продукту.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Сушарка інфрачервона для зневоднення високовологих матеріалів, що включає корпус з сушильною камерою, в яку вставляються шість сітчастих піддонів з матеріалом, що висушується, шість ІЧ-випромінювачів, два проміжні піддони і один нижній, вентилятор і блок автоматичного регулювання, а в задній стінці подачі повітря і вихідні верхні отвори і нижня щілина для видалення його разом з випареною вологою, що відрізняється тим, що сушильна камера розділена проміжними піддонами на три секції, що містять по два сітчасті піддони вгорі і внизу секції, між якими встановлено датчик температури, з'єднаний з блоком автоматичного регулювання, що має задатчик установки граничної температури нагріву, по два ІЧ-випромінювачі, встановлених кожен у профілі бічних стінок на рівних відстанях від сітчастих піддонів, при цьому ІЧ-випромінювачі включаються послідовно по секціях сушильної камери, дотримуючись циклу тривалості включення 1:3.