Достоинство вакуумных сушильных камер заключается в более высокой производительности, по сравнению с другим сушильным оборудованием. Это связано с тем, что сушка в них происходит в ускоренном режиме. Конические вакуумные установки обеспечивают бережное и равномерное высушивание продуктов при низкой температуре, не допускают разрушения материала, которое нередко возникает при высушивании на воздухе. Продукты, обработанные в вакуумной сушилке, практически не теряют естественных качеств первоначального сырья, не окисляются, не подвергаются механическому дав- лению. Эти системы идеальны для сушки порошкообразных и кристаллизованных продуктов, а также материалов, чувствительных к нагреву. Еще одно преимущество вертикальной конической сушилки – это широкий спектр исходного сырьевого материала, который можно смешивать для получения требуемого конечного продукта: от шламов, влажных осадков и пастообразных веществ, до гранул, таблеток и порошков. Вакуумные сушильные камеры – это полностью закрытые системы, которые не наносят вреда окружающей среде и потребляют незначительное количество электроэнергии. Область применения: · используются в фармацевтической, химической и пищевой промышленности для вакуумной сушки и смешивания порошков, а также гранулированного сырья. · подходит для сырья, которое обладает следующими характеристиками: чувствительно к нагреванию, легко окисляется, или относится к опасным веществам; обладает повышенными требованиями к форме кристалла, имеет особые требования к содержанию летучих остатков.
Рисунок 4. Вертикальная коническая сушилка
Рисунок 5. Схема сушильной вакуумной установки конического типа.
1.Редуктор, двигатель; 2. Корпус подшипника; 3. Подшипник; 4. Уплотнение вала; 5. Крышка; 6. Мешалка; 7. Корпус; 8. Рубашка; 9. Теплоизоляция; 10. Датчик температуры; 11. Опора; 12. Пневматический шаровой клапан; 13. Основание; 14. Вакуумный насос; 15. Электрический шкаф управления; 16. Датчик давления; 17. Фильтр; 18. Датчик давления; 19. Ёмкость для циркуляции воды; 20. Патрубок для вакуума; 21. Патрубок загрузки; 22. Подвод охлажденной воды/отвод пара; 23. Отвод охлажденной воды/подвод пара.
Сущность процесса сушки с использованием конического вакуумного оборудования: Посредством теплоносителя в рубашку ёмкости подается тепло. После создания требуемых значений вакуума и уровня нагрева, поддерживаемых в процессе сушки автоматически, шнек начинает медленно вращаться вокруг собственной оси, деликатно перемешивая материал, в результате чего происходит быстрое испарение влаги. Образующиеся в процессе сушки пары проходят через фильтр и попадают в конденсатор в виде жидкости, которую можно использовать повторно или утилизировать. В конце цикла сушки готовый продукт полностью выгружается через нижний клапан. Важной конструктивной особенностью всех вакуумных конусных сушильных аппаратов, поставляемых компанией АКИКО, является отсутствие нижних опорных подшипников. Это способствует полной выгрузке продукта, упрощает очистку и снижает риск загрязнения.
Сублимационные сушилки.
Сублимационная сушка широко применяется в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Сублимационную сушку (сушку вымораживанием) используют в производстве капрона, лавсана и полиэтилена, камфоры и др. Сублимационная сушка применима при получении антибиотиков, медицинских препаратов. Технология сублимационного обезвоживания позволяет сохранить ценные компоненты и полезные свойства термочувствительных продуктов.Процесс сублимационной сушки по своей природе представляет собой обезвоживание замороженного материала в результате перехода вещества (льда) из твердого в газообразное состояние, минуя жидкую фазу.
Достоинством сублимационной сушки является сохранение основных биологических качеств материала и незначительный удельный расход тепла. Сублимационная сушка применяется для сушки пищевых продуктов таких, как фрукты, яичные и молочные продукты, кофе, чай и другие, а также термолабильных химических продуктов, как, например, красящих веществ, тканевых и растительных экстрактов, полиэтиленов, белковых препаратов. Методом сублимационной сушки получают большинство лекарственных препаратов фармацевтической промышленности.
Для высушивания толстослойных материалов, когда необходимо регулировать температуру и влажность не только на поверхности, но и в глубине материала, в ряде случаев эффективно применение сушки в поле токов высокой и сверхвысокой частоты. Таким способом можно, в частности, сушить пластические массы и другие материалы, обладающие диэлектрическими свойствами.
Сушка материалов в замороженном состоянии, при которой находящая в них в виде льда влага переходит в пар, минуя жидкое состояние, называется сублимационной, или молекулярной. Сублимационная сушка проводится в глубоком вакууме (остаточное давление 1,0—0,1 мм рт. ст. или 133–13 Па) и соответственно – при низких температурах.
Принципиальная схема устройства сублимационной сушилки показана на рис. 3. В сушильной камере 1, называемой сублиматором, находятся пустотелые плиты 2, внутри которых циркулирует горячая вода. На плитах устанавливаются противни, 3 с высушиваемым материалом, имеющие снизу небольшие бортики. Поэтому противни не соприкасаются поверхностью днища с плитами 2 и тепло от последних передается материалу, преимущественно радиацией. Паровоздушная смесь из сублиматора 1 поступает в трубы конденсатора-вымораживателя 4, в межтрубном пространстве которого циркулирует хладагент, например аммиак. Конденсатор включается в один циркуляционный контур с испарителем аммиачной холодильной установки и соединяется с вакуум-насосом, для отсасывания неконденсирующихся газов и воздуха. В трубах конденсатора происходят конденсация и замораживание водяных паров. Для более удобного удаления льда обычно используют два конденсатора (на рис. 3 условно показан один), которые попеременно работают и размораживаются.
Процесс удаления влаги из материала протекает в три стадии. При снижении давления в сушильной камере происходит быстрое самозамораживание влаги и сублимация льда за счет тепла, отдаваемого самим материалом (при этом удаляется до 15% всей влаги). Затем происходит удаление основной части влаги сублимацией, что соответствует периоду постоянной скорости сушки. На третьей стадии происходит удаление остаточной влаги тепловой сушкой. Механизм переноса влаги (в виде пара) от поверхности испарения при сублимационной, или молекулярной, сушке специфичен: он происходит путем эффузии, т. е. свободного движения молекул пара без взаимных столкновений их друг с другом. Сушка проводится при осторожном и мягком обогреве замороженного материала водой, потому что количество передаваемого тепла не должно превышать его расхода на сублимацию льда без его плавления. Непосредственно на сушку сублимацией расходуется умеренное количество тепла низкого потенциала (при температуре 40—50 °С), но суммарный расход энергии и эксплуатационные расходы больше, чем при любом другом способе сушки, исключая сушку в поле токов высокой частоты.
Рисунок 6. Сублимационная сушилка.
Рисунок 7.
Литература.
Шкурин Юрий Михайлович – Сушка порошка полиэтилена от аргонического растворителя. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иваново 2017
https://prof-cg.ru/promyshlennoe-oborudovanie/sushka/grebkovye-vakuum-sushilki-305.html
https://www.akiko.ru/catalogs/img/pdf/Akiko_Sushilki.pdf