Продукт подается в сушилку ленточным транспортером. Выгрузка сухого продукта осуществляется на уровне решетки 6 через выгрузочную течку 8, перекрываемую регулируемым запорным устройством. Такой способ выгрузки позволяет выводить из слоя комки материала.
Высушивание продукта осуществляется отдачей влаги продуктом теплоносителю. В качестве теплоносителя выступает воздух. Воздух поступает через шлюзовой затвор и фильтр для очистки от взвешенных загрязнений и вентилятором подается в калорифер для подогрева. Нагретый теплоноситель поступает в сушилку, где насыщается влагой и запыляется. Далее запыленный воздух подается в одноступенчатый циклон ЦН-15 для очистки. Из циклона воздух вентилятором отводится в окружающую среду. Пыль из циклона через шлюзовой затвор подается на ленточный транспортер к готовому продукту.
Подогрев воздуха осуществляется горячим паром, который поступает по трубопроводу сквозь запорный и регулирующий вентили. При подогреве воздуха пар отдает свое тепло и конденсируется, конденсат по трубопроводу поступает в конденсатоотводчик, который обвязывается запорными вентилями до и после, а также ставится дополнительный вентиль, соединяющий трубопроводы до и после запорных вентилей для безопасности.
Расчетная часть
Исходные данные:
Производительность по готовому продукту, G2 100 кг/ч
Влажность продукта:
начальная, % 18 %
конечная, % 7 %
Картофель нарезается в виде кубиков 6х6х6 мм
Температура сушильного агента:
на входе в сушилку, ºС 115 ºС
на выходе из сушилки, ºС 65 ºС
Параметры воздуха, поступающего в калорифер взять по городу Киеву (лето)
температура, t0 19,3
относительная влажность, φ0 69
Система пыли очистки одноступенчатый циклон ЦН-15
Расчет сушилки
Материальный баланс
1. Производительность по испаренной влаге:
G2 – производительность по высушенному материалу; ω1, ω2 – начальная и конечная влажность высушиваемого продукта.
2. Производительность по влажному материалу:
3. По воздуху. Удельный расход воздуха:
х0, х2 – влагосодержание поступающего и выходящего воздуха; х2 = 0,024 (рассчитано далее).
Общий расход воздуха: 
Относительная влажность уходящего воздуха: 
где Рнас при t2= 65˚С равно 187,57 мм. рт. ст.
Общее количество газов, выходящих из сушилки (при t2=65˚С и φ2= 15%):
Тепловой баланс
4. Энтальпия воздуха, выходящего из калорифера:
кДж/кг сухого воздуха
Влагосодержание выходящего воздуха
Здесь Δ – удельные потери теплоты.
Тогда 
Удельный расход теплоты
кДж/кг влаги
Общий расход теплоты
кДж/ч
Тепловой к.п.д.:
%
Определение скорости газов и диаметра сушилки
Средняя температура tср воздуха в сушилке: 
˚С
Среднее влагосодержание хср воздуха в сушилке: 
Средняя плотность воздуха ρср и водяных паров ρв равна:
Средняя объемная производительность по воздуху:
м3/с
Рассчитываем фиктивную (на полное сечение аппарата) скорость начала псевдоожижения ωпс:
,
где Re – критерий Рейнольдса, 
Ar – критерий Архимеда, 
Скорость начала псевдоожижения:
м/с
Верхний предел допустимой скорости воздуха определяется скоростью свободного витания (уноса) наиболее мелких частиц.
м/с
Рабочая скорость сушильного агента выбирается в пределах от ωпс до ωсв. Эта скорость зависит от предельного числа псевдоожижения 
т.к. Кпр < 20, то значение Кω выбираем в интервале от 1,5 до 3. Примем Кω=2,3. тогда рабочая скорость сушильного агента равна: 
м/с.
Диаметр сушилки d определяем из уравнения расхода:
откуда 
м
Определение высоты кипящего слоя
Приравнивая уравнения материального баланса и массоотдачи, получим:
Разделяя переменные и интегрируя полученное выражение, находим:
Равновесное содержание влаги в сушильном агенте определяем по I-x диаграмме. При этом:
Порозность псевдоожиженного слоя ε:
Коэффициент массоотдачи равен:
м2/c
м/с
Определим высоту псевдоожиженного слоя высушиваемого материала.
Откуда h=0,108 м.
На основании опыта эксплуатации аппаратов с псевдоожиженным слоем установлено, что высота слоя должна быть приблизительно в 4 раза больше высоты гидродинамической стабилизации слоя Нст, т.е. Н 
4Нст. Высота Нст связана с диаметром отверстий распределительной решетки соотношением 
, следовательно 
.
Выберем диаметр отверстий распределительной решетки 5 мм. Тогда высота псевдоожиженного слоя:
м
Число отверстий в распределительной решетке вычисляется по формуле:
Поперечный шаг 
м
м
Высоту сепарационного пространства сушилки с псевдоожиженным слоем принимают в 4-6 раз больше высоты псевдоожиженного слоя: 
м.
Гидравлическое сопротивление сушилки
Гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя находят по уравнению:
Па
Гидравлическое сопротивление решетки:
Па
Па
Подбор калорифера
Для нагрева воздуха паром устанавливаем пластинчатые калориферы. Для того чтобы выбрать калориферную установку находим необходимую поверхность нагрева.
Q – количество теплоты, сообщаемое воздуху в калорифере, Q=5.2*105 кДж/ч; К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К).
Для пластинчатых калориферов:
где υк – скорость движения воздуха, м/с, υк=3,79 м/с
Вт/(м2К)
Δtср – средняя для всей поверхности разность температур теплоносителя и воздуха, рассчитываемая как среднелогарифмическая, ˚С.
Исходя из температур воздуха поступающего в калорифер и на выходе из него рассчитаем среднелогарифмическую разность температур:
˚С.
Свободное сечение для прохода в калорифере принимаем равным половине площади камеры в направлении движения потока воздуха. Найдем поверхность нагрева калорифера:
м2.
Поверхность нагрева одного калорифера равна 140 м2, тогда требуемое количество 
калорифер.
Расчет циклона
Для улавливания частиц материала выбираем циклон ЦН-15.
Принимая 
, диаметр циклона найдем по формуле:
,
предварительно определив условную скорость газа в цилиндрической части циклона ωц из уравнения, 
, где ζ0=160:
м/с.
Плотность воздуха равна 0,97 кг/м3. Следовательно,
м.
Принимаем диаметр циклона равным 0,4 м.
Конструктивные размеры рассчитываем из соотношений относительно диаметра:
внутренний диаметр выхлопной трубы: 
м;
диаметр пылевыпускного отверстия: 
м;
ширина входного патрубка: 
м;
высота входного патрубка: 
м;
высота выхлопной трубы: 
м;
высота цилиндрической части корпуса: 
м;
высота конической части корпуса: 
м;
Гидравлическое сопротивление циклона:
Па
Подбор вентиляторов
Для того, чтобы подобрать вентиляторы, найдем общее гидравлическое сопротивление сушильной установки:
Па
Находим полезную мощность вентилятора:
Вт
Принимаем к.п.д. передачи равным 1, и к.п.д. вентилятора равным 0,6.
Находим: 
Вт
По таблице находим, что лучше всего подходит вентилятор Ц-1-8500.
Заключение
На основе сбора информации о технологии сушки пищевых продуктов, в частности картофеля, об оборудовании, используемом для сушки, также о новых разработках сушилок кипящего слоя и произведенных расчетов данной сушилки можно сделать вывод, что данная сушилка кипящего слоя подходит для сушки картофеля, так как метод сушки в кипящем слое пригоден для высушивания материала, содержащего связанную влагу, также интенсивное перемешивание в кипящем слое обеславливает высокий теплообмен и массообмен, высокую скорость и качество сушки.
Литература
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., Химия, 1981. 560 с.
2. Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. М., Госэнергоиздат, 1963. 319 с.
3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.Химия, 1983. 272 с.