Сублимационные сушилки схема

Сушилки в форме шкафа с полыми полками, обогреваемыми водой или паром, широко распространены; их применяют для жидких, пастообразных твердых, так называемых кусковых, продуктов. В каждом сушильном шкафу можно высушить приблизительно 1 т влажного кускового материала или л жидкого продукта в течение одного раб очего цикла. Heсколько стандартных шкафов могут включаться в работу в разное время, что I позволяет наиболее эффективно использовать установленное оборудование холодильные машины и вакуумные насосы.

Первоначально в таких установках для испарения влаги использовалось только тепло окружающего воздуха. Но при этом сушка происходила чрезвычайно медленно.

После того как материал заморожен, к нему подводится тепло от внешнего источника. Этого допускать ни в коем случае нельзя, Выделяющийся из продукта водяной пар откачивается десублимационным конденсатором благодаря разности парциальных давлений пара в сублиматоре и у поверхности конденсатора.

Диаметр цилиндрического корпуса шкафа —2,3 м, длина —6,7 м. Шкаф разделен на две секции. Рабочая секция шкафа снабжена выдвижной рамой-тележкой, перемещающейся по рельсам.

В таких установках продукт загружается и выгружается периодически, что сопровождается нарушением вакуума в сушильной камере. Обычно установка имеет сушильную камеру, конденсатор, устройства для нагревания материала и охлаждения конденсатора и вакуумный насос. В камере находится материал, который заморожен или предварительно или в этой же камере в результате испарения из него влаги без дополнительного подвода тепла при создании вакуума так называемое самозамораживание.

Для предварительного замораживания материала в ампуле применяют различные способы. В некоторых установках замораживание производят при атмосферном давлении, при этом ампулы вращаются в вертикальном или в горизонтальном положении. При вращении ампулы под действием центробежной силы на ее пенках образуется равномерный слой материала. Если такую вращающуюся установку поместить в вакууме, процесс замораживания значительно интенсифицируется. Если не удается применить вращение, то целесообразно при замораживании расположить ампулы наклонно, чтобы увеличить поверхность испарения.

На противни устанавливают флаконы с сушимым материалом. Для доступа в камеру дверь из небьющегося стекла перемещается в вертикальном направлении. Через смотровое окно на противоположном конце цилиндра наблюдают за ходом образования льда в сублимационном конденсаторе.

Установка этой фирмы для получения порошка кофе производительностью кг сухого порошка в неделю показана на рис. Установка состоит из горизонтальной цилиндрической вакуумной камеры, изготовленной из хромоникелевой стали, со встроенным конденсатором. Конденсатор охлаждается непосредственным испарением фреона или фреона Принципиальная схема сублимационной сушильной установки фирмы Секфруа Швейцария: Сушильные установки для пищевых продуктов фирмы FMC США отличаются тем, что змеевики конденсатора помещены внутри камеры.

Продукт замораживается до загрузки в вакуумную камеру. Полезная загрузка камеры кг, полезная площадь 46,5 м2. Теплоноситель — раствор гликоля. Четырехкамерная установка имеет два поворотных стола для загрузки и выгрузки материала рис. В сушильных установках фирмы Атлас Дания применяют специальное устройство для лучшей передачи тепла к сушимому материалу. Время сушки значительно сокращается, если в процессе сушки создается переменное давление на материал.

Вакуумный насос должен создать в камере после вагрузки давление 0,5 мм рт. Принцип действия аппарата для сушки в ампулах состоит в том, что материал предварительно расфасовывают в ампулы или флаконы, в которых он сушится и хранится.

Испарившаяся влага поступает в десублимационный конденсатор, где расположен испаритель холодильного агрегата. Выделяемое при конденсации пара тепло идет на испарение хладагента. Такую схему можно применять нe только для сублимационной сушки, но и для выпаривания и сублимации. Дополнением служит оригинальная схема предварительного замораживания сушимого материала рис. Таким образом, одновременно протекают два процесса: Выделяемое при таянии льда тепло возвращается обратно в цикл.

В более крупных установках флаконы устанавливают на противни. Стремление к созданию экономичных сушильных аппаратов привело к появлению установок, в которых достигается более высокий к.

Ocновным недостатком сушки в ампулах являются узкие горлышки сосудов. Более производителен такой метод сушки, когда материал намораживается непосредственно на стенках сушильной камеры или на плоских лотках. При этом увеличивается поверхность испарения, а сопротивление проходу пара от поверхности материала к конденсатору уменьшается; все это повышает скорость сушки. Трудность здесь состоит в том, что расфасовка сухого продукта и упаковка его для последующего хранения часто должны производиться в стерильных условиях.

Различные способы расположения ампул при замораживании показаны на рис. Для сушки в ампулах обычно применяют сушилки коллекторного и камерного типов. Для быстрой сушки в коллекторных сушилках необходимо каким-то образом подводить тепло к материалу.

Их гораздо легче герметизировать. Ампулы с замороженным продуктом в открытом виде загружают в кассеты. Кассеты устанавливают в камере, после чего в ней создается вакуум и начинается процесс сушки.

Это важно в тех случаях, когда нет источника холода. Кроме того, в ряде установок вообще не применяют раздельной откачки пара и неконденсирующегося газа, а непосредственна откачивают насосами парогазовую смесь из сублиматора. Для этой цели наиболее пригодны пароэжекторные насосы.

В настоящее время коллекторные сушилки используют главным образом в лабораториях. Если нужно обработать большое число сосудов одинакового размера с одним и тем же веществом, более пригодны камерные сушилки.

Если это условие не выполнено, то скорость сублимации уменьшается, так как воздух служит препятствием на пути пара к поверхности конденсации. В некоторых случаях целесообразно применять не конденсатор,а какое-либо поглощающее влагу вещество.

Аппарат представляет собой горизонтальный цилиндр из коррозионностойкой стали, снабженный с двух сторон съемными крышками. С одной стороны цилиндра находятся противни, к которым снизу приварены трубы для подвода хладагента, другая часть этого же цилиндра является конденсатором.

Рама состоит из нагревательных плит, между которыми можно установить противни с продуктом. Противни изготовляют из коррозионно стойкой стали, а для кусковых продуктов — также из алюминия и малоуглеродистой стали, покрытой нейлоном. Во второй секции цилиндра размещен конденсатор с прямыми трубами. Продукт предварительно замораживается непосредственно в сушильном шкафу до начала сушки.

Например, в аппарате Субливак Франция холодильный агрегат подсоединен таким образом, что в сублимационной установке используется тепло, выделяемое при конденсации хладагента. Обычно это тепло отводится воздухом или охлаждающей водой в конденсаторе холодильного агрегата. В рассматриваемой схеме хладагент после компрессора поступает непосредственно в сушильную камеру — сублиматор, где выделяемое при конденсации хладагента тепло используется для испарения влаги из сушимого материала рис.

Конденсация хладагента происходит в результате таяния льда, т. После освобождения от льда производится кратковременное охлаждение камер А и В для подготовки к следующему циклу. После разгрузки установки желательно сейчас же снова загрузить ее, так как в этом случае можно совместить one- I рации Оттаиван ия-льда и замораживания материала, как показано выше.

Электромагнитный вентиль контролирует поступление нагревающего газа; вентилем управляет термистор, показания которого зависят от степени достигнутого вакуума. При внезапной остановке насосов электромагнитный вентиль отсоединяет вакуумную камеру от насосов и продукт остается в вакууме. Шкафные сушилки выпускает также фирма Бона-пак Италия. В них на полки устанавливают ампулы или флаконы с высушиваемым материалом. Особенностью установки является непрерывная конденсация.

Сублимационные сушильные установки периодического действия получили широкое распространение. К ним относятся аппараты для сушки материала непосредственно во флаконах или ампулах коллекторные или камерные и аппараты для сушки нерасфасованного материала шкафные, центробежные- и распылительно-скребковые.

В качестве примера камерной сушилки можно привести установку GT02 фирмы Лейбольд ФРГ с вертикальным расположением ампул. Два или три ряда ампул сверху накрывают стеклянным колпаком. Принципиальная схема такой установки показана на рис. Устройстово пробки для закупоривания флакона приведено на рис. В этой установке производится и замораживание материала в ампулах рис.

Конденсатор снабжен специальным пульверизатором для более быстрого оттаивания льда. Производительность установки определяется количеством льда, который может разместиться в конденсаторе. Для оттаивания льда можно применять горячий хладагент, а также электроподогрев. Установка снабжена системой автоматического регулирования.

Для передачи тепла теплопроводностью стеклянный сосуд помещают на металлической пластинке с электрическим нагревом или заключают его внутрь другого металлического сосуда, который является термостатом. Однако при такой передаче тепла возникает опасность подтаивания материала из-за местного перегрева.

Более дешев и чаще применяется безводный сульфат кальция. Из высушивающих веществ второй группы следует упомянуть ангидрон и силикагель. Целесообразно применять охлаждаемый силикагель, так как при поглощении им воды температура значительно повышается. Сушилки с применением поглощающего вещества дешевы в эксплуатации, Однако для высокопроизводительных аппаратов их первоначальная установка обходится дорого. Что касается выбора вакуумного насоса, то необходимо учитывать, что при загрузке в аппарат предварительно замороженного материала может произойти его размораживание, если откачка не будет произведена достаточно быстро.

При применении поглотителей следует различать две группы высушивающих веществ: Из веществ первой группы наиболее активна пятиокись фосфора, однако ее применение связано с техническими трудностями. Обычно ее применяют в тех случаях, когда удаляют большие количества водяного пара в течение длительного времени.

Эта разность создается потому, что температура поверхно сти конденсатора поддерживается более низкой, чем температура материала в сублиматоре. Натекающий в систему неконденсирующийся газ непрерывно откачивается вакуумным насосом таким образом, чтобы давление газа во всей системе во] всяком случае не превышало парциального давления пара у поверхности конденсатора.