Процеси і апарати харчових виробництв

Електронний підручник

Головна

Теоретичні відомості

Лабораторні та практичні роботи

Тести

Додатки

Список використаних джерел

Лабораторне заняття №6

Тема роботи: Вивчення будови сушильної установки

Мета заняття: Вивчити будову та принцип роботи сушильної установки.

Матеріали та обладнання

1. Інструктивна картка виконання лабораторного заняття №6.

2. Моделі, макети або схеми сушильних установок.

Література

Гулий У.С. та інші. Обладнання підприємств переробної і харчової промисловості. – Вінниця.:Нова книга, 2001. – с.

Малежик І.Ф., Циганков П.С. Процеси і апарати харчових виробництв. – К.: НУХТ, 2003. – с.

Поперечний А. М., Черевко О.І., Гаркуша В.Б., Кирпеченко Н.В., Ласкіна Н.А. Процеси і апарати харчових виробництв. – К.: Центр учбової літератури, 2007. – с.

Шалугін В.С., Шмандій В.М. Процеси та апарати промислових технологій. Навчальний посібник. – К.: Центр учбової літератури, 2008. – с.

Знати: призначення, класифікацію, будову та принцип роботи сушильних установок.

Вміти: складати тепловий і матеріальний баланси багатокорпусних сушильних установок.

Короткі відомості з теоретичної частини роботи

Апарати, застосовувані для сушіння харчових продуктів (сушарки), відрізняються великою різноманітністю конструкцій і можуть бути класифіковані за такими ознаками: за способом підведення теплоти до висушуваного матеріалу конвективні, контактні та спеціальні; за типом теплоносія - повітряні, газові та парові; за величиною тиску в сушильній камері - атмосферні та вакуумні; за способом дії – періодичної та безперервної дії; за наплавленням пуху матеоіалу і сушильного агента (в конвективних сушарках) - прямоточні, протитечійні, перехресного і змішаного потоку; за станом шару матеріалу в апараті - з нерухомим, рухомим, киплячим і фонтануючим шаром; за конструкцією сушильної камери - барабанні, шахтні, камерні, стрічкові, трубчасті, коридорні, вальцеві, розпилювальні та ін.

Розглянемо принципові схеми найбільш широко застосовуваних для сушіння харчових продуктів контактних і конвективних апаратів. Контактні (кондуктивні) сушарки застосовуються для сушіння як твердих, так і рідких і пастоподібних продуктів.

Для сушіння рідких і пастоподібних продуктів (молока, агару, желатину, картопляного та овочевого пюре) під вакуумом і з атмосферним тиском застосовують вальцьові сушарки безперервної дії: одно вальцьові і двовальцьові.

Рис. 1. Схема двовальцьової сушарки

Двовальцьова сушарка (рис.1) має два порожні вальці (барабани) З і 5, що приводяться в обертання від електродвигуна через редуктор і поволі обертаються назустріч один одному. У проміжок між вальцями через патрубок 4 подається висушуваний матеріал. Всередину порожнистих вальців через порожнисту цапфу подається гріюча пара, конденсат відводиться через спеціальну трубку. На поверхні вальців утворюється тонка суха плівка продукту, яка зчищається з поверхні ножами 2 і б, і падає в бункери 1 і 7. Продуктивність вальцьових сушарок пропорційна довжині та діаметру вальців, а також швидкості їхнього обертання, яка залежить від часу, що вимагається па висушування матеріалу.

Конвективні сушарки - апарати, в яких випаровування вологи з висушуваного матеріалу відбувається за рахунок теплоти газоподібного сушильного агента під час контакту матеріалу і теплоносія. До цієї групи сушарок належать камерні, тунельні, стрічкові, барабанні, розпилювальні, пневматичні, сушарки з псевдозрідженим і віброкиплячим шаром.

Багатострічкові сушарки безперервної дії (рис.2) застосовуються для сушіння овочів, плодів, сухарів, крохмалю, макарон та інших виробів.

Рис. 2. Схема стрічкової сушарки

Усередині сушильної камери 2 розміщені один над одним декілька стрічкових транспортерів 3, стрічки яких (тканеві, сітчасті або металеві) рухаються в протилежних напрямках. Матеріал із завантажувального бункера 1 надходить на стрічку верхнього транспортера, переміщується вздовж сушильної камери 2 і після цього пересипається на розташований нижче транспортер. Повітря подається вентилятором 4 через калорифери 5 у сушильну камеру 2, де пронизує шар матеріалу на кожній перфорованій стрічці. Стрічкові сушарки бувають прямоточними, протитечійними і з перехресним потоком, вони також можуть вироблятися з рециркуляцією і проміжним підігріванням повітря. Рівномірність сушіння досягається завдяки багаторазовому перемішуванню продукту під час пересипання зі стрічки одного транспортера на інший.

Сушарки з «киплячим» (псевдозрідженим) шаром в останні 20-30 років отримали широке розповсюдження для сушіння багатьох сипких матеріалів (зерна, цукру-піску, хлібопекарських дріжджів, овочів, плодів, комбікормів тощо), а також паст і розчинів. Застосовуються апарати круглого і прямокутного перерізу, одно - і багатокамерні, безперервної дії, періодичні та напівбезперервні.

На рис.3 зображено схему конвективної установки для сушіння в "киплячому" шарі. Вологий матеріал розміщують на пористій перегородці (решітці) 1. Сушильний агент (повітря) відповідних параметрів подається під решітку 1, проникає крізь решітку в верхню частину сушильної камери 4, прогріває шар продукту 2 і перетворює його на псевдозріджений стан.

Рис. 3. Схема сушарки з «киплячим» шаром

При цьому відбувається рівномірне нетривале сушіння, і готовий продукт отримує високу якість. Повітря разом з водяною парою відводиться з сушарки через патрубок 3. При сушінні рідких та в'язких продуктів у "киплячому" шарі останні розпорошуються, осідають на псевдозрідженому шарі інертного матеріалу (наприклад, гранулах фто-ропласту) і швидко висушуються. Після цього здійснюється відділення висушеного продукту від інерту.

Матеріали з великою початковою вологістю (молоко, соки, яйця, желатин, ферментні препарати та ін.) сушать в розпилювальних сушарках безперервної дії (рис.4). Ці апарати складаються із сушильної камери 7, всередині якої знаходиться спеціальний, розпилювальний пристрій 2, і пилоуловлювального апарата - фільтра 4 для повітря.

Рис. 4. Схема розпилювальної сушарки

Висушуваний матеріал через патрубок З безперервно надходить у камеру 1 і за допомогою відцентрових пристроїв 2 (або форсунок) розпилюється (диспергується в повітряне середовище). У внутрішній простір камери 1 назустріч продукту подається нагріте до температури 120-150°С профільтроване повітря. Для висушування потрібні частки секунди, температура продукту завдяки високій швидкості сушіння під час процесу залишається близькою до температури мокрого термометра. Повітря, що виходить із сушарки, пропускають через повітряний фільтр 4 (рукавний або патронний), де воно звільняється від частинок порошку, винесених ним із сушильної камери. Висушений матеріал у вигляді порошку збирається на дні сушарки, звідки шнеком 5 виводиться з камери через патрубок б.

Перевагою розпилювальних сушарок є можливість використання теплоносіїв з високою температурою навіть для сушіння термолабільних матеріалів (молока, яєць). Рідкі продукти, які піддаються сушінню, доцільно попередньо згущувати на вакуум-випарних установках, що дозволить істотно знизити питому витрату теплоти. Застосовують і двоступінчасту сушильну установку, перший ступінь якої - розпилювальна сушарка, а другий - сушарка із псевдозрідженим шаром.

Порядок виконання

Завдання 1. Підпишіть назви випарних апаратів та основні їх складові частини згідно із номерами, вказаними на рисунках 5,6,7,8.

Рис.5. Рис.6.

Рис.7. Рис.8.

Завдання 2. Заповнити таблицю.

Таблиця 1.

Характеристика сушарок

№ п/п	Назва сушарки	Галузь використання	Спосіб сушіння	Основні робочі органи	Формула для обчислення продуктивності
1.	Барабанна
2.	Камерна
3.	Стрічкова
4.	Вальцева
5.	Сушарка з віброкиплячим шаром
6.	Розпилювальна

Завдання 3. Описати будову стрічкової сушарки, вказати позиції і технологічний процес роботи.

Завдання 4. Підпишіть основні складові сушиль-охолоджувальної установки з киплячим шаром і перемішуючим пристроєм.

Рис.9. Конструктивна схема сушиль-охолоджувальної установки з киплячим шаром і перемішуючим пристроєм:

1 – корпус; 2 – сушильна посудина; 3 – газорозпридільна решітка; 4 – перемішуючий пристрій; 5 – охолоджувальна камера; 6 – підтримуюча решітка; 7 – живильник; 8 – розвантажувальний лоток; 9 – вібросито; 10 – вентилятор; 11 – фільтр; 12 – калорифер; 13 – повітровід; 14 – циклон.

Контрольні питання

1. Що таке сушіня?

2. Де використовують сушарка у м’ясній прмисловості?

3. Як класифікують сушильні апарати?

4. Чим відрізняється камерна сушарка від вальцевої?

5. Поясніть будову і принцип дії барабанної сушарки.

6. Поясніть будову і принцип дії стрічкової сушарки.

7. Які конструкції сушильних апаратів найпоширеніші у промисловості?

8. Перерахуйте переваги розпилювальних сушарок.