автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Научные основы техники сушки пищевых продуктов в виброкипящем слое и промышленное внедрение сушильных установок

0

09 9®

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ!! ИНСТИТУТ ШЕЦЕВОЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

РЫСИН АНАТОЛИИ ПЕТРОВИЧ

УДК 66.047.31:664.002.5 НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНИКИ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ И ПРОМЫШЛЕННОЕ. ВНЕДРЕНИЕ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Специальность 07.lfl.I2 - Процессы, мавини и агрегаты

пищевой лромияленности

! Т

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук в Форме научного.доклада

ГСосква, 1990 г.

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательской и акспериыенталыю-конструкторскои институте машиностроения НПО "МИР" (г.Ыосква).

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор лауреат Государственной прении СССР, доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор Ведущая организация: Институт технической теплофизики

АН УССР.

Леончик Б.И.

Членов В.А. Резчиков В.А.

Задата состоится " " 1990г. на заседании спе-

циализированного Совета Д.063.51.05 яри Носковском ордена Трудового Красного Знаиэни технологическом институте пищевой проыынленно-сти по адресу: 125080, Москва А-80, Зояоколакское шоссе, д.II.

С диссертацией ыожно ознакомиться в библиотеке института.

. Диссертация разослана "

1990г.

Ученый.секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук, доцент

И.Г. Благовещенский

..-. -,ММ1 ОВЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

^ тдол I ссортгщи:"; '

—-^Актуальность проблемы. Сушка является одним из важнейших технологических процессов в перерабатывающих отраслях агропромышленного комплекса.

Проведенный анализ серийно выпускаемого сушильного оборудования для продовольственных отраслей показывает, что большинство установок морально устарело и имеет низкие технико-экономические показатели (43).

Повышение эффективности сушильного оборудования и перевооружение перерабатывающих отраслей является важной народнохозяйственной задачей, которая может быть решена лишь на основе использования новейших достижений в области теории, техники и технологии сушки.

Одним из перспективных направлений в совершенствовании сушильного оборудования в СССР и за рубежом является создание аппаратов с активными гидродинамическими режимами, в которых достигается значительная интенсификация процессов тепло- и массообмена.

К наиболее эффективным аппаратам о активным гидродинамическим режимом относятоя аппараты псевдоожиженного слоя различных модификаций и, в частности, сушилки с виброкипящим слоем, имеющие ряд существенных преимуществ. Вместе с тем недостаточные знания в области теории и техники сушки в виброкипящем слое препятствовали внедрению этого прогрессивного оборудования.

Именно в этом направлении были сосредоточены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, проводимые под руководством непосредственном участии автора, начиная о 1962 года.

В последние годы основные работы проводились во исполнение постановлений ЦК КПСС и СМ СССР (№ 40 от В.01.83 и № 3333 от 26.12.85).

Исследования проводились в ШО "МИР" в тесном сотрудничестве с учеными и специалистами кафедр "Процессы и аппараты" и "Физика" МТИПП, а такке научно-исследовательских институтов, участвующих в реализации указанных выше постановлений. Автор приносит им благодарность, также как сотрудникам отдела сушильного оборудования ШО "МИР", участвовавшим в выполнении работ под его научным руководством. Глубокую благодарность автор приносит заслуженному деятелю науки и техники PCiCP, лауреату премии Совета Министров СССР, доктору технических наук, профессору МТИПП A.C. Гинзбургу.

Нель и задачи работы. Целью работы является создание и внедрение в перерабатывающие отрасли АПК высокоэффективных оушильных установок о виброкипящим олоем, обеспечивающих улучшение качества готового продукта, снижение расхода металла и энергии, уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат.

В соответствии с этой целью решались следующие основные задачи:

- разработка теоретических основ определения области рациональных параметров вибраций при псеццоожижении дисперсных материалов;

- изучение гидродинамики псевдоожиженного слоя при различных параметрах вибраций;

- исследование тепломассообмена при сушке дисперсных материалов в виброкипадем слое, а также жидких продуктов в виброкипящем слое инертного материала;

- исследование механизма введения продукта и покрытия гранул при сушке на инерте;

- исследование динамики и кинематики вибрационных сушилок;

- разработка методики расчета сушилок с виброкипящим слоем.

Научная новизна. Разработана классификация вибрационных сушилок и показаны преимущества вибрационных сушилок с конвективным

подводом теплоты для ряда термолабильных дисперсных и жидких продуктов.

Теоретически и экспериментально доказана эффективность воздействия низкочастотных вертикальных колебаний газораспределительной решетки при псевдоожижении дисперсных материалов.

Научно обоснованы рациональные параметры колебаний решетки, обеспечивающие улучшение однородности слоя и позволяющие регулировать скорость воздуха в широких пределах, что дает возможность выбирать оптимальный тепловой и гидродинамический режим сушки.

Доказано, что использование вертикальных колебаний в пределах выявленных рациональных параметров позволяет регулировать в широком диапазоне время пребывания дисперсных продуктов в аппарате непрерывного действия и,таким образом,управлять процессом сушки в производственных условиях.

Установлено, что влияние вибраций на изменение продолжительности сушки крупнодисперсных продуктов незначительно.

Предложен способ сушки жидких пищевых продуктов в виброкипя-щем слое инертного материала, разработана методика исследований свойств продуктов, как объектов сушки на инерте.

Вскрыт механизм и предложены математические модели сушки жидких пищевых продуктов в виброкипящем слое инертного материала.

Установлено, что применение вибраций в аппарате с инертом позволяет существенно увеличить предельную производительность по сравнению с аппаратом кипящего слоя.

Практическая значимость работы.

На основании результатов исследований разработаны методики расчета и создан ряд вибрационных сушилок различных типоразмеров, серийно освоенных машиностроительными заводами.

Особо широкое распространение получили сушилки с виброкипящим слоем инертного материала, за разработку и внедрение которых кол-

лектив специалистов под руководством автора удостоен звания лауреатов премии Совета Министров СССР 1988 года.

Фактический экономический эффект только от внедренных в птицеперерабатывающей отрасли установок для сушки меланжа марки А1 -ШУ за период с 1983 по 1988 год составил 104,4 млнруб.

Личное участие .автора.

Авторш лично разработана классификация вибросушилок, теоретически и экспериментально доказана эффективность применения низкочастотных вертикальных колебаний, он является основным автором предложенного способа сушки в виброкипящем слое инертного материала. Им разработаны экспериментальные стенда, целый ряд технических заданий, принципиально новые технологические и конструктивные схемы созданных вибрационных сушилок, он принимал непосредственное участие в наладке и испытаниях сушилок, организации их серийного производства.

Под руководством автора выполнены исследования и защищены кандидатские диссертации по сушке казеина (Г.Р. Цыдендоряиева), по сушке яичного белка, крови и ее фракций (М.А. Бейлин и Ю.Н. Добро-миров) , по сушке желатина о исследованием механизма нанесения продукта и теплообмена (М.Б. Сергеев). В работе использованы также отдельные материалы исследований, проведенных совместно с сотрудниками лаборатории сушильного оборудования Э.И. Хорошей, А.П. Ковалевским, В.М. Зайцевым, Я.М. Генькиным, работавшими под руководством автора.

На защиту выносятся результаты, перечисленные выше в рубриках "Научная новизна" и "Практическая значимость работы".

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались!:' на Всесоюзном семинаре по применению кипящего слоя в народном хозяйстве (ВДНХ, Москва, 1965), на научно-технической конференции по вибрационной тех-

нике (Москва, 1966), на Всесоюзных научно-технических совещаниях по новой технике и технологии сушки (Калинин, 1977; Чернигов, 1981; Полтава, 1984), на Всесоюзной научной конференции по технологии и технике пищевой и микробиологической промышленности (Москва, 1980), на Всесоюзных научно-технических совещаниях по аппаратам с активными гидродинамическими режимами для текстильной промышленности (Москва, 1981,1985,1989), на Всесоюзных конференциях по рациональному использованию молочных продуктов и эффективности безотходной технологии в молочной промышленности (Ставрополь, 1981, 1983), на Всесоюзной конференции по производству полноценных пищевых продуктов (Москва, ВДНХ, 1982), на УП Всесоюзной конференции по тепломассообмену (Минск, 1984), на Всесоюзной конференции по совершенствованию процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания (Москва, 1984), на семинаре по вибрационной технике (Москва, 1985), на Всесоюзной конференции по технике псевдоожижения (Ленинград-Поддубская, 1988), на Республиканской конференции по интенсификации технологии и оборудованию перерабатывающих отраслей АПК (Киев, 1989).

Публикации.В области вибрационной сушки автором опубликовано III работ, включающих 14 авторских свидетельств на изобретения. Основные научные положения диссертации содержатся в' 64 работах, в том числе одной брошюре, 51 статье., защищены 12 авторскими свидетельствами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЮШ

I. Применение сушилок с кипящим слоем в пищевых отраслях промышленности и использование вибраций в технологических процессах

Один из прогрессивных методов обработки дисперсных материалов -сушка в псевдоожиженном слое - позволяет резко интенсифицировать гидродинамику и процессы тепломассообмена.

-ö-

Прогресс в области сушки пищевых продуктов базируется на современной теории сушки, значительный вклад в развитие которой внесли советские ученые: A.B. Лыков, A.A. Гухман, Г.К. Филоненко, Ю.Л. Кавказов, П.Л. Лебедев, В.В. Красников, A.C. Гинзбург, Б.М. Смольский, Д.М. Левин, А.Л. Долинский, В.И. Муштаев, B.C. Сажин, Б.И. Леончик, П.С. Куц, С.Г. Ильясов и др.

В области гидродинамики и тепломассообмена в псевдоожижекном слое широко известны работы ,Н.М. Федорова, Н.И. Сыромятникова, П.Г. Романкова, Н.Б. Рашковской, Н.И. Гельперина, С.С. Забродско-го, О.М. Тодеса, H.A. Шаховой, И.Г. Мартюишна, В.А. Резчикова, В.Е. Еабенко, В.Е. Куцаковой, Э.Г. Тутовой, A.A. Ойгенблика, С.П. Рудобашты, М.А. Гришина, Т.А. Соловьевой и др.

Особый интерес к.аппаратам с псевдоожиженным, и, в частности, с кипящим слоем проявился в 60-е года. Однако, в то время, как в химических отраслях промышленности и металлургии этот метод уже начал получать широкое распространение, в продовольственных отраслях внедрение шло весьма медленными темпами (I).

Анализ литературных данных и изучение работы отечественных и зарубежных промышленных аппаратов кипящего слоя показывает, что создание устойчивого кипящего слоя при условии получения качественно высушенного продукта сопряжено в ряде случаев со значительными трудностями, особенно при сушке высоковлажных или склонных к слипанию продуктов.

К недостаткам кипящего слоя, как отмечал С.С. Забродский, относятся:

- неоднородность псевдоожиженного слоя и затруднение с псевдоожижением при малых скоростях фильтрации и незначительной толщине слоя;

- неодинаковое время пребывания отдельных частиц материала в псевдоожиженном слое сушилок непрерывного действия;

- унос мелких фракций из слоя полидисперсного материала;

- значительное гидравлическое сопротивление высоких слоев и решетки.

При создании сушилок о кипящим слоем стали применять различные приемы, устраняющие или уменьшающие отмеченные выше недостатки: применялись специальные газораспределительные решетки, слой тормозился различными насадками, подвергался механическому перемешиванию, применялись вращающиеся газораспределительные решетки, пульсирующая подача газа, слой секционировали, принудительно перемещали. Все большее распространение стали получать аппараты фонта-нирувдего слоя и щелевые аппараты вихревого слоя.

К наиболее эффективным работам по сушке в кипящем слое пищевых продуктов, получивших промышленное внедрение, относятся работы по предварительному нагреву зерна, проведенные в НПО "Зерно-продукт" под руководством A.C. Гинзбурга и В.А. Резчикова; по сушке с пульсирующей подачей газа, выполненные в И1М0 АН БССР под руководством П.С. Куца; по сушке в вихревом слое, выполненные в Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности под руководством В.Е. Куцаковой; по сушке в псевдоожиженном слое с использованием локальных вихревых потоков, выполненные в Киевском политехническом институте под руководством Б.Н. Марчевокого; по сушке молочного сахара, выполненные в Киевском технологическом институте под руководством Л.А. Орлова и др.

Анализ указанных выше работ свидетельствует, что в них все же не устранены в полной мере недостатки, присущие аэродинамическому псевдоожижению.

Известно, что вибрационные процессы завоевали одно из важнейших мест в технике и являются одними из наиболее универсальных по применению.

С помощью вибраций разрыхляют и уплотняют дисперсные материа-

лы, понижают эффективную вязкость жидкости, режут металл, интенсифицируют многие химические и физические процессы.

Существенный вклад в развитие вибротехники внесли советские ученые: Д.Д. Баркан, И.И. Елехман, И.И. Вковский, В.В. Гортинский, И.Ф. Гончаревич, Г.Ю. Джанелидзе, В.А. Повидайло, Н.Б. Урьев, В.А. Членов и другие.

Впервые работы по применению вибраций в процессах сушки были обобщены в монографиях В.А. Членова и Н.В. Михайлова, вышедших в 1967 и 1972 г.г. Последние годы интерес к использованию вибраций при сушке резко возрос.

Особо следует выделить работы, проведенные О.П. Калиновской, A.C. Зелепугой, В.П. Савченко, В.И. Зелениным, В.И. Базиковым, Г.В. Вудриком, которые привели к созданию промышленных образцов. Вместе с тем следует отметить, что если за рубежом вибрационные сушилки уже наши широкое распространение в промышленности, то в нашей стране их внедрение идет недостаточными темпами.

Разработанная классификация вибрационных сушилок (рис.1) свидетельствует об их многообразии и определяет системный подход к исследованиям и проектированию установок в зависимости от поставленной цели, показывает возможные направления дальнейших работ в области виброоушки. В настоящей работе развито одно из эффективных направлений сушки в виброкипящем слое дисперсных и жидких продуктов, которое привело к созданию и внедрению в промышленноеть ряда аппаратов, решивших важную народнохозяйственную задачу.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЛАСТИ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИЙ ПРИ ПСЕВДООЖИЖЕНИИ ДЖПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В рассматриваемом процессе псевдоожкжение достигается комбинированным воздействием вибрирующей решетки и подающегося под нее потока воздуха.

Анализ проведенных исследований до сушке в виброкипящем слое показал, что в большинстве случаев параметры вибраций выбраны произвольно или экспериментальным путем.

При выборе параметров вибрации следует руководствоваться следующими основными соображениями (4,5,24):

- необходимо стремиться к обеспечению режима, при котором достигается максимальное время пребывания частицы во взвешенном состоянии;

- вибрационное воздействие должно обеспечивать возможность существования псевдоожиженного слоя при скоростях воздуха, ниже критической;

- вибрации должны обеспечивать устойчивое разрыхление и перемешивание слоя достаточной толщины, при котором достигается наиболее эффективное протекание процесса тепломасоообмена;

- параметры вибраций должны обеспечивать широкую регулировку времени пребывания частиц в аппарате непрерывного действия при обеспечении режима идеального вытеснения.

При определении параметров вибраций решетки приходится решать в основном следующие задачи:

~ выбор режима движения частиц;

- выборуровня ускорения вибраций;

- выбор значений частоты и амплитуды вибраций;

- выбор направления вибраций.

В вибрационной конвективной сушилке целесообразно осуществить такой режим, при котором частицы не лежат на решетке, а в основном находятся в состоянии полета, соприкасаясь с решеткой через определенные промежутки времени. И.И. Елехманом и Г.Ю. Джанелидзе такой режим назван режимом с непрерывным подбрасыванием.

При отсутствии влияния воздушной среды необходимое условие осуществления режима с непрерывным подбрасыванием имеет известный

вид: . ,. ■ ,

(2Л)

_ Дм* Sin.fi

где VSq ~ g СО Soi - параметр режима вибраций, й - амплитуда вибраций, U) - угловая частота вибраций, j>> - угол между направлением вибраций и плоскостью (решеткой), оС - угол наклона плоскости (решетки) к горизонту, /1ойг - ускорение вибраций, р - 1,2,3... /г - периода перемещения плоскости.

Если в (2.1) подставлять р=1, р=2, р=3, ..., toW; примут соответствующие значения - 3,296; 6,362; 9,479... .

Таким образом, в принципе достаточно иметь ускорение, равное 3,296g , чтобы обеспечить режим с непрерывным подбрасыванием. Вместе с тем, следует отметить, что и это ускорение является высоким в отношении обеспечения надежности виброустановки.

В уравнениях движения одиночной частицы в подвижной системе координат х-у при гармонических колебаниях перфорированной пластины нами учтено воздействие перпендикулярно направленного воздушного потока (рис.2):

—z = т. -J] coz-cosj2-sùn со'с- rng + F, % (2-2)

^ = rn./j^-sinfî-sùntv'c-mf cosçc -*Ы+Ру, cUC*

где F - сила трения, N - сила нормального давления,

Ру - проекция силы давления воздушного потока на частицу.

При определенных допущениях сила давления на частицу воздушного потока может быть определена из уравнения:

' (2.3)

и Вит

где: ТГп - скорость воздушного потока,

щ

- скорость витания частицы. от

В случае выполнения условия ИГо?/ в некоторый момент времени нормальная реакция и сила трения обращаются в нуль и частица отрывается от решетки. Уравнения полета частицы будут иметь вид:

~=-Р = Ды■соз&^епш'С-о-вСпсЛ

<Р* г ' Г V* 1 \ (2'4

СГУ = /¡шг 5спе> •эСпш'С-а-сово!.!/- ,)

НС? ^ ' * 1 Щит Сож/

После соответствующих преобразований получено уравнение, обуславливающее существование режима с непрерывным подбрасыванием при

наличии потока восходящего воздуха:

wßum

При отсутствии воздушного потока это выражение превращается в (2.1).

Анализ уравнения (2.5) свидетельствует о том, что в результате воздействия воздушного потока для достижения режима с непрерывным подбрасыванием ускорение может быть ниже значения 3,296^ м/с^.

Приведенные выше выражения для одиночной частицы лишь косвенно можно отнести к слою, при этом могут быть использованы лишь общие тенденции. Задача одвижении слоя зернистого материала в вибрирующих сосудах исключительно сложна, поэтому часто используют обоснованно построенную феноменологическую модель.

В.Кролль моделирует слой зернистого материала, находящийся в сосуде со сплошным дном, вибрирующим в вертикальной плоскости, в виде поршня с центральным отверстием. Можно представить себе аналогичную модель, отличающуюся наличием восходящего потока воздуха, проходящего через решетку. Для данной модели необходимое условие достижения установившегося режима с непрерывным подбрасыванием имеет вид: , /. V"n \ -,/—, , ■

1 ^ ' V ' ' (2,6) где Укр- критическая скорость воздуха при псевдоожижении на неподвижной решетке, 1Г - скорость воздуха, отнесенная к сечению сосуда, Г*/?* 2.

Следовательно, и для слоя можно сделать вывод о возможности снижения ускорения вибрации при наличии восходящего воздушного потока.

Для получения разрыхленного слоя с достаточным перемешиванием, а также для уменьшения гидравлического сопротивления и повышения равномерности обработки сушильным агентом каждой отдельной части, колебания решетки должны обеспечивать максимальное подбрасывание частиц в вертикальной плоскооти. ^

Анализ известной формулы /г0 * » выведен-

ной для одиночной частицы, показывает, что с целью увеличения высоты подбрасывания А, , косвенно связанной со степенью разрыхления слоя, целесообразно работать с большими амплитудами и меньшими частотами при одном и том же ускорении колебаний.

На неподвижной горизонтальной решетке псевдоожиженный слой движется вдоль нее от места загрузки к выгрузке только за счет подачи и время пребывания регулируется самой подачей. Поэтому вертикальные колебания, интенсифицирующие перемешивание, являются наиболее нейтральными в отношении влияния на транспортировку продукта. В этом случае регулировка продолжительности сушки в аппарате непрерывного действия с идеальным . вытеснением определяется одним фактором - темпом подачи продукта, что позволяет работать в широком диапазоне скоростей продвижения материала.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И ПРОЦЕССА СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

3.1. Экспериментальные установки и результаты предварительных исследований

Для проведения исследований были созданы специальные лабораторные установки и полупроизводственные стенды.

Лабораторный стенд АЫЖС (6) является универсальным и позво-

ляет проводить исследования гидродинамики и сушки дисперсных материалов при периодическом режиме, а в случае сушки на гранулах инертного материала - при непрерывном режиме. Кроме этого, были созданы два полупроизводственных стенда ВК (2) и А1-ШСЛ (I), на которых проводились исследования сушки дисперсных материалов как в лабораторных, так и производственных условиях. Кроме конвективного подвода теплоты стенды позволяли использовать энергию ИК-из-лучения (21) за счет встроенных над слоем излучателей.

Благодаря сменным сушильным камерам стенда А1-1ДКС обеспечивалась возможность создания различных гидродинамических режимов: виброкипящий слой, кипящий слой, фонтанирующий слой, вихревой слой различных модификаций.

Амплитуда вибраций могла регулироваться от 0,5 до 10 мм, частота от 6 до 50 Гц, скорость воздуха (в полном сечении аппарата) -от 0,4 до 6 м/с, температура - от 20°С до 230°С.

Проведению углубленных экспериментальных исследований предшествовали поисковые исследования гидродинамики и сушки различных дисперсных пищевых продуктов и биоматериалов: кунжута, различных культур плесневых грибков, нарезанных картофеля, овощей, яблок и др. (2,3,21,22,23,26).

Доказано значительное улучшение при вертикальных вибрациях однородности псевдоожижения, особенно при обработке высоковлажных и склонных к слипанию материалов, а также возможность работы при скоростях воздуха ниже критических при обеспечении устойчивой транспортировки продукта. Показана перспективность использования дополнительного терморадиационного энергоподвода при сушке и обжарке кунжута и какао-бобов.

Результаты проведенных опытов позволили разработать рекомендации по режимам сушки, а также получить данные для расчетов и проектирования вибрационных сушилок. Вместе с тем была показана

-нецелесообразность более глубокого изучения влияния вибраций на процессы псевдоожижения и сушки.

3.2. Гидродинамика псевдоожиженного слоя на вибрирующей решетке

Исследована гидродинамика целого ряда пищевых дисперсных материалов.

Анализ кривых псевдоожижения различных зернистых материалов (2,25) свидетельствует о сглаживании пиков сопротивления слоя при скорости воздуха , соответствующей критической на неподвижной решетке. Особенно это проявляется при сушке влажного продукта. Анализ этих кривых свидетельствует также о том, что при одном и том же ускорении вибраций высокочастотные вибрации с малыми амплитудами при скорости воздуха ниже уплотняют слой, предварительно полученный путем свободной засыпки, а низкочастотные колебания с большими амплитудами разрыхляют его.

При скоростях V?- Цц> сопротивление слоя уменьшается с увеличением амплитуды.

Отмечено, что при вертикальных колебаниях перемешивание наблюдается уже при скоростях \Г<\Г. Как отмечает в своей монографии

яр

С.С. Забродский, перемешивание частиц находит свое проявление в эффективной вязкости псевдоожиженного слоя. Аналогичное понятие для виброслоя было выдвинуто также Д. Д. Барканом. При помощи специального индикатора типа роторного вискозиметра были измерены в условных единицах величины, косвенно характеризующие эффективную вязкость (25).

Было установлено, что одно и то же значение эффективной вязкости, соответствующее состоянию слоя при критической скорости на неподвижной решетке, достигается в условиях наложения вибраций при значительно меньших значениях скорости воздуха, причем с увеличением амплитуды необходимая скорость воздуха снижается. Опытами дока-

зано, что повшпение ускорения вибраций с 1,8 до 2,3 за счет увеличения частоты практически не влияет на сопротивление и эффективную вязкость слоя. Увеличение же амплитуды при одном и том же ускорении значительно повышает однородность псевдоожиженного слоя, особенно при обработке влажных, склонных к слипанию продуктов. Целесообразность работы с большими амплитудами и малыми частотами подтверждается также резким снижением уровня шума при работе установки.

Для различных видов круп (гречневая, рис, овсяная, горох) получено обобщенное уравнение для определения сопротивления слоя при скоростях воздуха от 0 до

АР*то+о,жи-б1р-п,яъ-я+9б,ь--1гг-г, т-и-Ре +б7,дщ,1]Ъ'х)

а

Сопротивление слоя при ТГ^У^ определяется по ф-ле:

4Ркр Па (3.2)

Здесь в 3.1 и 3.2: 115 £ Ре * 260 (критерий Федорова); 54,2 * О//7 < 108,4 кг/и2; 0*А«Л)'ым, О =1,8 д м/с2, качественный фактор: при А=0 ^=0, при АД) Ыв~1, отноше-

ние сопротивления слоя к величине удельной нагрузки на неподвижной решетке при .

Результаты экспериментов обрабатывались методами математической статистики с использованием ЭШ, при этом определялись средне-квадратическая ошибка, коэффициент множественной корелляции и т.п., которые для экономии места здесь и далее по тексту не приводятся.

Как отмечалось выше, в аппаратах кипящего слоя наблюдается значительный унос мелкой фракции из слоя полидисперсного материала. При сушке гранулированного казеина в кипящем слое унос достигал 10-12$ при влажности 30-32$. Благодаря возможности снижения скорости в аппарате виброкипящего слоя удалось снизить унос до 4,0$, при этом влажность его составила 184-20$.

Аналогичные данные получены при исследовании гидродинамики других пищевых продуктов.

3.3. Процесс сушки дисперсных продуктов в виброкипящем слое

Экспериментальные исследования проведены при сушке многих дисперсных пищевых продуктов: крупы, не требующие варки, казеин, картофельная крупка, хлебная крошка, желатин, пекарские дрожжи, протеиновые концентраты из зеленых растений, чай и др., причем, предварительно исследовались свойства этих продуктов как объектов сушки (1,3,6,8,11,21,22,23,26,38,40). Установлен ряд преимуществ метода сушки' в виброкипящем слое с вертикальными низкочастотными колебаниями газораспределительной решетки:

- независимость времени пребывания продукта в аппарате непрерывного действия от параметров вибрации,

- регулирование времени пребывания лишь изменением подачи продукта,

- возможность регулирования в широком диапазоне скорости воздуха при обеспечении устойчивого перемешивания продукта.

При одних и тех же параметрах сушильного агента низкочастотные вибрации незначительно влияют на продолжительность сушки (6).

Так, при- сушке быстроразваривающихся круп со скоростями воздуха 0 ^ 1ГкСр , применение вибраций несколько увеличивает продолжительность сушки. Однако, равномерность сушки при вибрациях значительно выше.

Аналогичное влияние вибраций отмечено в работах Ю.1. Фрегера при сушке зерна. При скоростях воздуха У>1Г/^} продолжительность сушки одна и таже. Некоторое увеличение продолжительности сушки при наличии вибраций (при 0 ^ 1Г5 тГ°р ) по-видимому можно объяснить уменьшением скорости фильтрации за счет расширения слоя, а увеличение активной поверхности для таких крупнодисперсных материалов как крупы не существенно. При сушке же тонкодисперсных мате-

риалов последний фактор является определяющим, что приводит по данным М.Хоца к некоторому сокращению продолжительности сушки в виброкилящем слое. Поиск рациональных параметров сушки круп показал, что наименьшие удельные расходы теплоты и электроэнергии достигаются при работе со скоростями ниже Икр.

Скорость сушки определялась по методу опорного режима и имеет, в частности, для гречневой крупы, вид:

/К - 0,18]' и/^ОЮ-ЦОЗЗ ■С/Р){Ц05Ъ~ЬгЗ,т), %/тк, (3'3)

где 0,66^^1,3 кг/с;м2; 40 82 кг/м2, 147 ^

Для определения скорости сушки аналогично обрабатывались данные по казеину и другим пищевым продуктам. Проведена оптимизация процесса сушки казеина, где в качестве критерия принято отношение энергозатрат к удельному напряжению по испаренной влаге с единицы площади газораспределительной решетки (37).

При описании сушки гранулированного желатина использовался входящий в ур-ние коэффициент сушки К, завися-

щий от параметров режима процесса (40).

Методика расчета установок для сушки дисперсных продуктов весьма проста. Определив из опыта или расчетным путем продолжительность сушки, несложно рассчитать установку по удельным показателям. Так, зная удельный влагосъем 0 1м2 площади решетки, с учетом параметров ступенчатого режима рассчитывается необходимая поверхность решет, определяется расход воздуха, сопротивление слоя'И решетки, т.е. получаются все необходимые данные для создания промышленных установок.

4. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПДОМАССООШЕНА В ПРОЦЕССЕ СУШКИ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ВИЕРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ ИНЕРТЮГО МАТЕРИАЛА

Предложенный М.Ф. Масловским и Н.Н. Варыгиным способ сушки

суспензий я растворов в кипящем слое гранул инертного материала, несмотря на ряд преимуществ, не сразу нашел промышленное применение. Одна из причин - недостаточная изученность этого весьма сложного по механизму процесса. Опыт химической промышленности и, в частности, работы П.Г. Романкова, Н.Б. Рашковской, В.Е. Бабенко, Т.А. Соловьевой, A.A. Ойгенблика и др. показали, что этот метод для ряда материалов является весьма перспективным.

Начало наших исследований по сушке пищевых продуктов на инер-те относится к 1967 году, когда было предложено подвергать слой инерта интенсивным вибрациям (54). Вт выполнен комплекс работ, в которых обоснована эффективность применения вибрационных сушилок с инертным материалом, включающих:

- изучение свойств продуктов, как объектов сушки на инерте;

- теоретический анализ процесса, включая изучение механизма покрытия гранул и теплообмена;

- экспериментальные исследования гидродинамики и процесса сушки;

- определение оптимальных условий ведения процесса;

- экспериментальные исследования физико-механических и технологических свойств высушенных продуктов;

- сравнительные исследования аппаратов с различными гидродинамическими режимами;

- разработка технологических режимов сушки различных продуктов и методики расчета установок.

Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке А1-ШКС, на полупроизводственной установке AI-КСЧ непосредственно на предприятии и на созданных экспериментальных и опытных промышленных образцах (27,47,9).

Предварительные исследования были связаны с определением групп пищевых продуктов, как целесообразных объектов сушки на гранулах

инертного материала и выбора этого материала. В качестве основного требования к материалу гранул следует отнести неизменность его свойств в определенном диапазоне температур и химическую стойкость при контакте с пищевыми продуктами, а также моющими средствами.

Материал должен обладать хорошими антиадгезионными свойствами и минимальной истираемостью. Из исследованного ряда материалов (гранулы полиэтилена, полистирола, шарики из углеродистой стали, стекла, фарфора, цилиндрики из титана и нержавеющей стали, гранулы различной формы из фторопласта) был выбран фторопласт-4 (7,10, 29,30).

Предварительно были проведены поисковые опыты по сушке яичного белка, яичной массы (меланжа), рыбного гидролизата, экстрактов кофе и чая, сгущенного молока и некоторых других продуктов. Установлено, что наибольшую перспективу сушки на инерте имеют в первую очередь продукты, обладающие минимальной адгезией к фторопласту, а также наименьшей когезией.

4.1. Сушка яичного белка и меланжа

Результаты исследований опубликованы в работах (7,12,18,27,28, 29,33,35,44). Данные по гидродинамике гранул фторопласта на вибрирующей решетке показали, что здесь сохраняются все закономерности, установленные при изучении псевдоожиженного слоя дисперсных пищевых продуктов.

Исследование сушки пленок яйцепродуктов на подложках из различных инертных материалов показало, что в процессе сушки пленок возникают внутренние напряжения, приводящие к растрескиванию, иногда и к самоотслаиванию пленки.

Установлено, что продолжительность сушки пленки одинаковой толщины с уменьшением площади поверхности пленки сокращается. Качественная оценка адгезионной связи пленок с материалом подложки (стойкость к ударам гранул) показала, что с уменьшением толщины

пленки адгезия возрастает, причем за счет большей адгезии меланжа, продолжительность его пребывания на гранулах в реальном аппарате также возрастет.

При моделировании псевдоожиженного слоя изучался процесс сушки яичного белка на пучке фторопластовых гранул. Было установлено, что сушка протекает в основном в первый период, поэтому процесс тепломассообмена можно описать системой соответствующих дифференциальных уравнений (внешняя задача), из которых используя методику Н.Б. Рашковской, получается критериальная зависимость вида (28):

А/и *0,т-Яес-™ва°'т- (с/^/й(4л>

"где /} - амплитуда колебаний, мм; с/э - эквивалентный диаметр

гранул, мм; 6 * А/и 7;53? ¿Яе * /235; 0,115 ¿(тиЩЫ; 0,345 1,38.

Для инженерных расчетов предложена зависимость: V /7*77 Л (Тс-ЩУ* У°'659 (4.2)

Установлена зависимость конечной влажности яичного белка от температуры отработанного воздуха

±г = 96,45 ■ еоср (-0,059-4/*), (4.з)

где ?0°С, 6 /5%

Показано, что предельная производительность аппарата (здесь -отсутствие слипания гранул) при увеличении амплитуды от 0 до 10 мм

(АооЩ)

увеличивается в 1,5 раза.

В полупроизводственной установке А1-КСЧ. (33), смонтированной на Томилинской птицефабрике, вибрации слою передавались от пространственного виброворошителя разной формы.

Проведенные на ней исследования показали, что такой виброворо-

шитель интенсивно воздействует на более высокие слои, препятствуя нарушению процесса из-за образования конгломератов при значительных подачах продукта в слой. При этом ворошитель оказывает тормозящее действие на слой и препятствует его расширению, причем при одном и том же ускорении с увеличением амплитуды колебаний сопротивление слоя увеличивается.

Установлено, что при сушке меланжа нарушение процесса может происходить не только из-за слипания слоя и образования конгломератов, но также в результате накопления сухого продукта в слое в виде шарообразных частиц. Это явление условно назвали "ретуром", причем он бывает как "внешний", так и "внутренний". Появление "внутреннего ретура" вызвано получением крупнодисперсного порошка и связано с нарушением режимных параметров процесса сушки. Возникновение "внешнего ретура" обусловлено сколом частиц продукта с элементов конструкции сушильной камеры, в том числе и виброворошителя, которые, попадая в зону орошения, увеличиваются в размере и из слоя не выносятся. Поэтому в дальнейшем при разработке аппаратов вибрации передавались слою инертных гранул только от вибрирующей решетки.

Обнаружен факт значительного пастеризующего эффекта при определенных режимах сушки на инерте, что позволило отказаться от предварительной пастеризации, которая обязательна при сушке на распылительных сушилках (59).

На основе дисперсионного анализа получаемого порошка была разработана уточненная методика определения растворимости яичного порошка (33). Получаемые этим способом порошки из яйцепродуктов имеют более высокие качественные показатели по сравнению с порошками распылительной сушки. Полученные данные были использованы при разработке опытных образцов сушилок А1-ФБУ и А1-ШУ, производительностью 60 кг в час по испаренной влаге, которые были испытаны и рекомендованы к серийному производству.

4.2. Физическая модель, математическое описание

процесса и данные экспериментальных исследований сушки казеината и крови

Казеинат является ценным белковым продуктом, получаемым при переработке молока. Он также как белок и меланж обладает слабой адгезией к поверхности гранул, но имеет весьма высокую вязкость. Сушка его на подложке протекает как в первом, так и втором периоде.

На основе предварительных экспериментов (32) было выявлено, что при стабильном процессе гранулометрический состав порошка остается постоянным, увеличение же размера частиц свидетельствует о нарушении стабильности. В ряде опытов наблюдалось образование отдельных гранул, полностью покрытых продуктом. Для анализа причин этого явления и факторов, влияющих на него, предложены следующая физическая модель и математическое описание процесса сушки.

Сушка пленки протекает в условиях многократного орошения. В первой стадии при достижении определенной влажности пленка отделяется от гранулы, во второй стадии досушка до конечной влажности V4 происходит в режиме пневмотранспорта. Распыленный продукт, покрывает часть поверхности гранул. Таким образом, при этих условиях продолжительность пребывания продукта в слое определяется только продолжительностью сушки. В стационарных условиях общая поверхность гранул Fifi больше поверхности, занимаемой пленкой продукта в слое Fe/t , а средняя продолжительность пребывания продукта в слое Г не превышает средней продолжительности цикла гранулы ^(отрезок времени между двумя последовательными появлениями гранулы в зоне наиболее вероятного орошения). Распыляемый продукт попадает как на чистую поверхность гранул, так и занятую продуктом, при этом идет рост пленки по толщине за счет отложений новых порций.

Дня описания физической модели в работах Э.И. Хорошей и А.П. Ковалевского, выполненных под руководством автора, было предложено

уравнение кинетики нанесения пленки продукта и кинетики сушки для пленки толщиной ^

О О

где А (Х1 = - линейная скорость роста пленки;

линейная скорость сушки пленки по толщине;

/до щщ Ш*,?

Х0 - толщина первоначально нанесенного на гранулу слоя продукта; Т - текущее время.

Так как пленка продукта является по толщине полидисперсной, было использовано уравнение сплошности О.М. Тодеса, описывающее изменение плотности функции по толщинам пленок продукта в слое на поверхности гранул в результате роста пленок по толщине за счет ввода в слой и сушки продукта, а такие в связи с выводом высушенной пленки из слоя:

Л-[а (XV 1)1 АМ1 _ /М, (4 дг дх1 Т -I £ С

.5)

где ^ - плотность функции распределения поверх-

ности пленки в слое инертного материала; - плотность

функции распределения по толщинам вновь вводимого в слой продукта, наносимого на чистую поверхность гранул;

«о

X* I^х '{(х,Т)с1х - среднее время пребывания пленки в слое.

о

Так как было предположено, что средние линейные скорости роста и сушки не зависят от толщины пленки, то из уравнений 4.4 и 4.5 получены следующие соотношения средних величин искомых переменных:

ОС. - Х° . (4.6)

/-А/Ас

* я (4-7)

где х = ¡-¿х, х0 =

Согласно принятому условию £ £ Ёи, и соответственно ^ 5 ^пр , где ~ средняя предельная толщина пленки, при которой обеспечивается стабильный процесс. При X происходит нарушение стабильности процесса.

Был проведен анализ уравнения (4.6) и определены параметры, влияющие на величину X

я-Ьр, бв, 1Г93> V, Ь„ , ^,рпр> А, Д, ¿<р),

где подача продукта в слой гранул, Рг/> - поверхность гранул, 675 - расход воздуха на распыл, 1Гф - скорость воздуха из сопла форсунок, V - скорость псевдоажижения, t1 - температура подаваемого воздуха, t¿ - температура отработанного воздуха, - вязкость продукта, _рпр - плотность продукта, с/р -

диаметр сопла форсунки, Д - амплитуда и Д - частота колебаний решетки ( Д = а)/2.Тс ).

Проведенный теоретический анализ позволил целенаправленно поставить эксперименты и выявить ряд закономерностей протекания процесса.

Так, было подтверждено, что процесс сушки протекает в две стадии, причем после первой стадии влажность частиц порошка, отделившихся от гранул \z\fj , составляет 13,5-14,5$ независимо от параметров процесса.

Зависимость между температурой отработавшего воздуха и влажностью порошка, досушенного в режиме пневмотранспорта, аппроксимирована для двух диапазонов температуры поступающего воздуха (32):

Ьг =№,12-ехр(-0,0}?. -Ц), при £г80+/Ю°С, (4.8) 62 = /2/,(6-ехр (-0,068 Щ], при ¿,= /ШЧ50"С. (4.9)

Порошок казеина полидисперсен по составу и имеет пленочную структуру, причем в стационарном режиме распределение частиц по

размерам не изменяется (34). Между толщиной частиц и размером в плане (условный диаметр) имеет место линейная связь:

i = 0,1JS-dcp, (4.10)

где с/с/5 - средний диаметр частиц.

Экспериментально подтверждена цикличность движения гранул в виброкипящем слое, причем среднее время цикла изменялось в пределах от 100 до 116 с.

Средняя продолжительность сушки Z при экспериментах изменялась от 50 до НО с, для стационарного процесса между ¿С я f имеет место линейная связь (рис.3).

Дм средней линейной скорости сушки найдена эмпирическая зависимость:

ср - 34,0), мкм/нин (4.11)

где tcp=(t^tz)(2 при ¿г 80+/50%

концентрация сухих веществ в исходном продукте С=16т22%.

В пределах проведенных экспериментов (рис.4).

В зависимости от режимных параметров можно получать порошок с различным гранулометрическим составом, однако стабильный режим возможен при dcf> < dnp, где предельный размер dnp =600 мкм. Средний размер частиц dCp связан с рядом независимых и управляемых параметров процесса следующей зависимостью (34):

У sQ,*?/ , С0,'7 -О?* ,-0,08 0,9

dcp-4660-(Gnp/Fzp) ■ (G6/GJ ■ Щ, 'V Л ' <v*„(4.i2)

Здесь независимые переменные изменялись в пределах: удельная подача Gpp/Fzp =1,2*4,2 кг/ч.м^; удельный расход воздуха на распыл Gg/Gnp =2-10; скорость истечения воздуха в пневмофорсунке У? =100+300 м/с; V =3,5+5 м/с; C=I4+22$; Ьг =50*85°С (при tf =80+150°С), нагрузка инертного материала на решетку изменялась

-28в пределах от 56 до Г70 кг/м2, при этом поверхность гранул Fsp изменялась в диапазоне 0,84-2,4 м2, диаметр продуктовой трубки d-ip =0,003 м. Амплитуда колебаний 10 мм, частота 7,5+8,3 Гц, размер грани кубика фторопласта 3 мм.

Из уравнения (4.12) видно, что изменяя условие распыла, можно увеличить производительность, обеспечив условие dc(i< d^ .

Получены выражения для определения высоты, длины и ширины факела, построены номограммы для выбора количества форсунок в аппаратах различной производительности^).

Процесс сушки казеината может осуществляться как в кипящем, так и в виброкипящем слое. Изменение температурных полей в слое показало, что за счет вибрации температурное поле становится более равномерным, что по-видимому связано с более интенсивным перемешиванием гранул.

Ейло установлено, что предельная производительность аппарата с виброкипящим слоем превышает производительность аппарата о кипящим слоем на 20-100$ в зависимости от скорости воздуха под решеткой. При превышении предельной производительности (залипание слоя) нарушается однозначность связи = ¿,*Cons-6 , то есть дальнейшее увеличение подачи не приводит к соответственному снижению t2 (пологие участки кривых на рис.5). Применение вибрации обеспечивает большую надежность работы установок, когда в силу различных причин возможно нарушение стабильности процесса.

Определены оптимальные условия процесса сушки казеината при выборе в качестве критерия оптимизации минимальных общих удельных энергозатрат в стоимостном выражении. Разработана методика инженерного расчета аппаратов для сушки казеинатов, которая была использована для расчетов процессов сушки аналогичных продуктов, для которых характерен тот же механизм процесса сушки. Для удобства расчетов построена номограмма (рис.6).

На основании полученных данных была создана экспериментальная промышленная установка А1-0СК.500 для сушки казеината натрия, испытания которой подтвердили результаты лабораторных исследований (47).

Исследования свойств крови и плазмы животных, как объекта сушки на инерте, а также проведенные исследования по сушке на лабораторной и промышленной установке (9,10) показали, что здесь имеет место механизм, связанный с накоплением продукта на грануле до определенной влажности и толщины, после чего происходит отделение пленки. В гаком случае толщина пленок мало изменяется при изменениях режима, что подтверждено дисперсионным анализом порошка.

Получены уравнения для определения средней конечной влажности порошка альбумина и содержания в нем растворимых белковых веществ в зависимости от температуры отработанного воздуха.

Показано влияние температурных режимов на микробиологическую флору альбумина и даны рекомендации по уменьшению бактериальной обсемененности готового альбумина.

На базе проведенных исследований рекомендован оптимальный режим сушки крови и плазмы на промышленной установке А1-ФБУ и разработана технологическая инструкция.

4.3. Вероятностные математические модели сушки на инертных гранулах

Анализ проведенных ранее работ по сушке на инерте показал, что в них не в полной мере учтены такие свойства процесса, как вероятностный механизм покрытия гранул продуктом и случайность движения гранул в псевдоожиженном слое. Такая попытка была предпринята при исследованиях сушки желатина (13,14,19,20,41). Ниже рассмотрена возможность создания математических моделей, в которых бы более полно учитывались эти факторы.

Нанесение жидкого продукта на инертные гранулы, происходящее

в зоне орошения вблизи устройств распыления, отличается тем, что толщина слоя, наносимого при прохождении гранулы через зону орошения, определяется случайным количеством капель полидисперсного состава, попавших на гранулу.

Вероятностные характеристики наносимого слоя могут быть определены с помощью кинетического уравнения типа уравнения Колмогорова-Геллера, в котором учитывается возможность скачкообразного изменения толщины за счет попадания на гранулу нескольких капель.

Решение этого уравнения показало, что характер процесса нанесения определяется безразмерной величиной, которую можно назвать фактором дискретности нанесения:

йд~ -' (4.13)

Рпр 'Fop л осзг

где Gnpt - производительность по исходному продукту, рпр ~ плотность исходного продукта, р - поверхность гранул, проходящих через зону орошения за единицу времени (характеризует интенсивность циркуляции гранул),

АОС ~ средняя объемно-поверхностная толщина растекшей-зг

ся капли.

Дд представляет собой отношение толщины слоя, оказавшегося на грануле в том случае, если бы она покрывалась целиком и равномерно по толщине Опр ¡fnp'F7р , к толщине растекшейся капли A3Cj2.

Выявлено, что с увеличением фактора ¿^возрастает толщина нанесенного слоя и степень его полидисперснооти, что связано с увеличением вероятности попадания нескольких капель на один и тот же участок поверхности гранулы. Таким образом, характеристики наносимого слоя продукта зависят как от дисперсности распыла, так и от интенсивности циркуляции гранул через зону орошения.

Состояние продукта в псевдоожиженном слое определяется процес-

сом нанесения, а также процессами сушки и отделения высохшего продукта от гранул. Масса продукта скачкообразно увеличивается при нанесении и отделении и непрерывно убывает при сушке. В зону орошения может попасть гранула с еще невысохшим продуктом. Тогда происходит повторное орошение и наращивание слоя продукта.

В качестве характеристик пленки продукта на грануле можно рассматривать значения массы испаряемой влаги лп и массы сухого вещества Шс , отнесенные к единице поверхности. Характерная реализация случайных процессов изменения масс влаги и сухого вещества приведена на рис.7. Анализ этого процесса с помощью кинетического уравнения типа уравнения Колмогорова-Феллера, а также метода статистического моделирования позволил выявить, что в стационарном режиме средняя доля покрытой поверхности гранул определяется отношением:

а = —— , (4.14)

Ър '9/п

где и - производительность по испаренной влаге,

Ргр - поверхность гранул в псевдоожиженном слое, Срт - плотность потока испарения.

Показано, что параметры состояния псевдоожиженного слоя (масса влаги продукта и сухого вещества, время пребывания продукта в слое, дисперсные показатели высушенного продукта) определяются производительностью по испаренной влаге, отнесенной к поверхности гранул, интенсивностью испарения влаги, характеристикой распределения случайного времени между появлениями гранулы в зоне орошения (коэффициент вариации времени цикла гранулы Щ ) и процессом нанесения продукта.

При этом повышение интенсивности циркуляции гранул через зону орошения приводит при прочих равных условиях к снижению нагрузки на слой и повышению устойчивости процесса (рис.8), где /77*= Гп(1+и,)Iрпр-&±}г(и,-Цг) - безразмерная масса влаги,

и, и цг - начальное и конечное влагосодержание продукта). Выявлено, что при приближении доли покрытой поверхности гранул к единице наблюдается неограниченный рост массы продукта в слое.

Математическая модель теплообмена включает описание процесса на трех уровнях иерархии. На первом уровне рассмотрено испарение влаги из пленки продукта в условиях кондуктивно-конвективного теплоподвода, на втором уровне рассмотрен теплоперенос в слое продукта и внутри гранулы, на третьем уровне описан теплообмен в псевдоожиженном слое в предположении идеального вытеснения теплоносителя по высоте и идеального перемешивания гранул.

Полученные результаты сопоставлены с некоторыми экспериментальными данными. Показана возможность их описания на основе предложенных моделей.

На основании проведенных исследований разработана типовая методика расчета сушилок, в основу которой заложена минимизация целевой функции - приведенных затрат на 1т готового продукта.

4.4. Расширение сферы применения разработанных сушилок. Сравнительные исследования аппаратов с различными гидродинамическими режимами

В связи с организацией серийного выпуска сушилок с виброки-пящим слоем инертного материала была поставлена задача расширения сферы их применения для различных продуктов. Работа велась как непосредственно на промышленных установках, так и в лабораторных условиях.

Были получены положительные результаты при сушке мясных и рыбных бульонов, паст из зеленых растений, кальмара, фруктовых и овощных паст с наполнителями, концентрата подсырной сыворотки после ультрафильтрации, пасты хлореллы, крахмальной суспензии, яблочно-пектиновой пасты, крупяных отваров, рыбных изолятов и ряда других пищевых продуктов, био- и медпрепаратов.

Отрицательные данные получены при сушке различных гидролиза-тов, цельного молока, кофе, чая, фруктовых паст и ряда других продуктов, образующих прочные пленки с высокой адгезией даже к фторопласту.

Определенную перспективу имеет интенсификация гидродинамической обстановки в слое за счет использования щелевых вихревых аппаратов (работы Н.Б. Рашковской, В.Е. Куцаковой, В.Н. Марчевского и др.).

Был проведен сравнительный анализ гидродинамики и сушки ряда продуктов на инерте в аппаратах виброкипящего слоя и щелевых вихревых аппаратах.

Изучено влияние гидродинамической обстановки в псевдоожижен-ном слое на интенсивность отделения продукта от гранул инерта (46) при предварительном покрытии гранул модельным продуктом.

По мере убывания интенсивности отделения аппараты располагаются следующим образом: вихревой слой, виброкипящий слой, кипящий слой. Была предложена математическая: модель, описывающая интенсивность отделения при различной гидродинамической обстановке.

Проведенные исследования гидродинамики и сушки в двухщелевом вихревом аппарате, который был назван аппаратом со встречными струями, показали перспективность его использования при сушке на инерте (49,51).

Установлено, что в щелевых вихревых аппаратах несколько возрастает устойчивость работы при сушке продуктов с повышенной адгезией по сравнению с виброкипящим слоем за счет более интенсивных столкновений гранул. Однако, длительного стабильного процесса нагл достичь не удалось. Вместе с тем, в этих аппаратах возрастают в 2,5-4 раза энергозатраты на псевдоожижение. Установлено, что для ряда продуктов, обладающих слабой адгезией, в двухщелевом аппарате со встречными струями имеется возможность отказаться от приме-

нения сжатого воздуха для распыления продукта, если последний вводить в зону слияния встречных струй (64).

5. КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА ВИЕРОСУПИЛОК

Одним из главных условий, обеспечивающих широкое внедрение вибрационных сушилок в промышленность, является создание простых, надежных и долговечных конструкций вибросистемы, включающей вибропривод, короба и решетку. При проведении экспериментальных исследований большинство авторов стремится, в первую очередь, получить желаемый технологический эффект, однако рекомендуемые интенсивные параметры вибраций часто вызывают снижение надежности создаваемой машины.

Следует отметить, что вертикальные вибрации, обеспечивающие положительный технологический эффект, вызывают дополнительные сложности при разработке вибросушилок, связанные с уравновешиванием колеблющихся масс и прочностью решет.

Для сушки сыпучих продуктов был применен эксцентриковый вибропривод, обеспечивающий заданные параметры вибраций, независимо от загрузки коробов. Вше применено четное количество коробов, вибрирующих в противофазе, чем достигалась их высокая степень уравновешивания.

Первые конструкции четырехкоробовых сушилок типа А1-ВГС и

р

А1-КВР с площадью решет 8 м имели эксцентриковый привод, расположенный в нижней части сушильной камеры (15,17,26,38). В результате длительной эксплуатации этих сушилок выявился ряд недостатков работы вибросистемы. Проведенные исследования с использованием тензометрии на специальном стенде, имитирующем вибропривод сушилок типа А1-КВР и А1-ВГС, позволили сделать ряд рекомендаций по доработке конструкции. Так, было предложено увеличить жесткость

решет за счет придания им слегка выпуклой формы (57), изменить узлы крепления коробов, усилить рамы и др. В дальнейшем была предложена новая конструкция вибросистемы с центральным расположением вибропривода, для чего был также разработан вибростенд и на нем проведены исследования (рис.9). Такая конструкция была в дальнейшем применена в сушилках А1-0ГК (площадь решет 8м2), А1-КВР-12, А1-ВГС-12, А1-ЧВР (площадь решет 12 м2) (50,56,15,17).

Следует отметить, что в этих конструкциях было достигнуто хорошее уравновешивание вибрирующих масс, позволившее монтировать установки на перекрытии, без крепления к нему каркаса сушилки.

В сушилках с виброкипящим слоем инертного материала вибрации передавались непосредственно решету, укрепленному на раме и перемещаемому в корпусе сушилки,как поршень. Это позволило резко уменьшить вибрирующую массу и применить в конструкции сушилок типа А1-<Ш и А1-ШУ, имеющих небольшие размеры решета, также эксцентриковый вибропривод с уравновешиванием вращающимися противовесами (58,12, 15,17,18).

В конструкции экспериментальной сушилки А1-0СК-500, имеющей значительно большие размеры решета и, соответственно, большую вибрирующую массу, была применена оригинальная конструкция самосинхрощ зирувдегося инерционного вибропривода (60).

В работе (36) предпринята попытка оптимизировать параметры такого привода на основе теории самосинхронизации в механических системах И.И. Елехмана. За критерий качества работы вибропривода, обеспечивающего заданные вертикальные колебания решета, было принято математическое ожидание квадрата отношения амплитуды нежелательных горизонтальных колебаний к амплитуде вертикальных {Д2 которое имеет вид:

м[(М1 К" М0+Мпр[ Р* . о /V

и Л^] ~ 2000 м* ' (5.1)

где Кы ~ (^омШпопФ - задал двигателя по мощности,

р • НУКМо ч-Мп/») - радиус инерции тела, £ - расстояние от центра тяжести основного тела

до решетки, 3 - момент инерции тела, М0 - масса виброподвески, Мпр - максимальная масса продукта.

Минимизация функции (5.1) достигается при

А1о~Момау , К~ У "^тШ .

В результате решения оптимизационной задачи были сделаны выводы, что с целью уменьшения вредных горизонтальных колебаний следует:

- не применять двигатели с излишним запасом мощности,

- увеличивать масоу виброподвески,

- уменьшать радиус инерции виброподвески.

Экспериментальные исследования работы самосинхронизирующегося вибропривода (45,47) включали в себя измерение линейных и угловых колебаний рамы, частоты и фазы вращения дебалансов. Изучалась зависимость величины вибролеремещений от массы дебалансов, гранул и рамы, от скорости воздуха, а также от характеристик вентиляционной сети. Для измерения линейных и угловых колебаний использовался виброизмеритель Н231, датчики КД-35а. Спектральный анализ вибраций проводился с помощью октавных фильтров 0Г-101 и 0Г-201. При измерении фазы и частоты использовали индукционные датчики.

Было установлено, что без гранул в установившемся режиме вибросистема совершает гармонические колебания, а с гранулами - полигармонические. Появление полигармонических колебаний связано с колебаниями псевдосииженного слоя гранул, частота которых'составляет около 2 Гц.

Увеличение массы гранул, снижение скорости воздуха, увеличение разрежения над слоем приводили к возрастанию эффективных и пиковых значений виброперемещений.

Описанные выше данные получены при стационарном режиме работы. При пуске и выбеге инерционного самосинхронизирущегося вибропривода возникают значительные колебания системы при прохождении резонансной частоты колебаний, причем это усугубляется отсутствием в этот период синфазности движения роторов. Чтобы предотвратить передачу этих колебаний на решетки для установки А1-ОСК-500 (48) была предложена и рассчитана двухмассная колебательная система (рис.Ю), примененная в дальнейшем в промышленных установках А1-4Ш и А1-ШБ.

6. ВНЕДРЕНИЕ РАБОТ АВТОРА

На основании исследований, обобщенных в диссертации, создан ряд сушилок с виброкипящим слоем для различных дисперсных и жидких пищевых продуктов.

Разработаны и внедрены в промышленность установки для сушки дисперсных продуктов: для сушки круп, не требующих варки А1-КВР и А1-КНС; для гранулирования и сушки пекарских дрожжей А1-ВГС и А1-ВГС-12; для гранулирования и сушки казеина А1-0ГК; для сушки картофельной крупки А1-КУА; для сушки чайного листа А1-ЧВР. Разработанные сушилки имеют ряд преимуществ перед применяемыми в промышленности (8,15,17,26,38,50).

Особо широкое распространение получили сушилки с виброкипящим слоем инертного материала.^,17,18,44).

На I января 1990 года выпущено 65 установок А1-ФБУ и 830 штук А1-ШУ, причем выпуск последних продолжает наращиваться. Установки нашли наиболее широкое применение при сушке меланжа, крови животных и ее фракций, костного бульона, пивных дрожжей и ряда других продуктов.

Установки с виброкипящим слоем имеют ряд преимуществ перед распылительными сушилками. Так, например, по сравнению с эксплуа-

тирующимися установками для сушки меланжа PC-I50 фирмы "Единство" (Югославия), в состав которых входит распылительная сушилка и другое вспомогательное оборудование, в установках AI-ФМУ улучшены все удельные показатели. Так, производственный объем уменьшается более чем в 6 раз, расход пара - в 1,5 раза, электроэнергии - в 2,2 раза, ледяной воды более чем в 6 раз. Потери продукта сокращаются в 2-2,5 раза.

Полученный на установках с виброкипящим слоем инертного материала яичный порошок по сравнению с распылительным имеет более высокую растворимость, лучшую сыпучесть, болыдую насыпную массу, легче дозируется и улавливается в циклонах, дольше хранится без ухудшения качества.

При определенных разработанных режимах одновременно с процессом сушки яичной массы происходит ее пастеризация, в результате чего отпадает необходимость установки перед сушилкой специальной пастеризационной установки, которая является обязательной при сушке распылительным методом.

Установки AI-ШУ монтируются в одноэтажных помещениях, в то время как распылительные сушилки требуют обязательного строительства цехов с высотой не менее 12 м.

За счет сушилок AI-ШУ произошло пере оснащение предприятий птицеперерабатывающей промышленности - на них вырабатывается около 70% от общего объема производимого яичного порошка. За период с 1983 по 1988г. выпущено около 46 тыс.тонн яичного порошка на сумму более 370 млн.руб. Фактический экономический эффект за эти года составил 104,4 млн.руб.

Установки AI-ФБУ и AI-ШУ демонстрировались на международных выставках "Инпродторгмаш-78" и "Инпродторгмаш-86", на ярмарках в Лейпциге и в Салониках, на ВДНХ СССР. Установки AI-ШУ поставляются за рубеж.

Расширяется и типораэмерный ряд сушилок с виброкипящим слоем инертного материала. В 1988г. испытаны и рекомендованы к серийному производству две более производительные установки А1-®Ш и А1-ЗМБ с соответствующей производительностью 150 и 300 кг/ч испаренной влаги. С 1989г. начат их серийный выпуск.

За разработки в области создания и внедрения сушилок с вибро-кипящим слоем инертного материала на предприятиях АПК коллектив специалистов под руководством автора удостоен звания лауреатов премии Совета Министров СССР 1988 года.

Все разработки по вибрационным сушилкам защищены авторскими свидетельствами. За новое оборудование автор награжден одной золотой, двумя серебряными и двумя бронзовыми медалями ВДНХ СССР.

С учетом проведенных работ и разработанной классификации представляется в дальнейшем перспективным развитие работ по совершенствованию конструкции вибропривода в многокоробовых сушилках и по использованию различных методов энергоподвода, особенно комбинированных, позволяющих более эффективно вести процесс сушки с учетом свойств материала.

ОНДЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1. Проведены комплексные исследования, развивающие научные основы техники сушки пищевых продуктов в виброкипящем слое; предложены методики расчета установок, созданы высокоэффективные сушилки для различных дисперсных и жидких продуктов.

2. Разработана классификация вибрационных сушилок и показаны преимущества вибрационных сушилок с конвективным подводом тепла для ряда термолабильных пищевых продуктов.

3. Теоретически и экспериментально доказана эффективность воздействия низкочастотных вертикальных вибраций газораспределительной решетки, через которую продувается газ, на слой дисперсного ма-

териала. Показана возможность снижения ускорения вибраций при обеспечении однородности псевдосжижения.

4. Рекомендованы рациональные параметры колебаний решетки, обеспечивающие однородность псевдоожижения и позволяющие изменять скорость воздуха в широких пределах, что дает возможность" выбирать оптимальный гидродинамический и тепловой режимы сушки и управлять процессом в производственных условиях.

5. Показано, что вертикальные колебания в пределах выявленных рациональных параметров позволяют регулировать в широком диапазоне время пребывания продукта в аппарате.

6. Изучена гидродинамика и процесс сушки многих дисперсных пищевых продуктов, а также их свойства, как объектов сушки, получены расчетные обобщенные зависимости для определения сопротивлений виброожиженного слоя в зависимости от параметров вибрации, оценено влияние вибрации на продолжительность сушки дисперсных материалов. Рекомендованы технологические режимы их сушки и получены необходимые данные для расчета и конструирования установки.

7. Предложен способ сушки жидких пищевых продуктов в вибро-кипящем слое инертного материала, исследованы свойства ряда жидких продуктов, как объектов сушки, и разработана методика этих исследований.

8. Проведен теоретический анализ и экспериментальные исследования, позволившие рекомендовать оптимальные условия ведения процесса. Разработаны методика расчета установок и технологические режимы сушки различных продуктов. Доказан высокий пастеризующий эффект при сушке меланжа.

9. Проведены сравнительные исследования аппаратов с инертом с различными гидродинамическими режимами. Показано, что применение вибраций позволяет увеличить предельную производительность аппарата на 20-100% по сравнению с кипящим слоем.

10. Определены физико-механические и технологические свойства ряда высушенных на инерте продуктов. Доказано, что они имеют лучшую сыпучесть, не комкуются и не слеживаются при хранении.

11. Изучены отдельные аспекты кинематики и динамики конструкций вибрационных сушилок. Показано, что применение попарного уравновешивания четного количества сушильных коробов позволяет резко снизить нагрузки на фундамент. Разработанный двухмассный самосинх-ронизиругощнйсяинерционный вибропривод обеспечил устойчивую работу сушилок с вибрирующей решеткой в установках с инертом.

12. Создан ряд вибросушилок, различных типоразмеров, серийно освоенных машиностроительными заводами. Фактический экономический эффект только от внедренных установок для сушки меланжа за период с 1983 по 1988 год составил 104,4 млн.руб.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Брошюра.Кац З.А., Рысин А.П. Сушка пищевых продуктов в виброкипящем слое.- ЦШИТЭИпшцепром, - М., 1972, - 44 с.

Статьи в периодической печати и сборниках

2. Мачихин С.А., Рысин А.П. Аэродинамика сушки кунжута в кипящем слое. - Хлебопекарная и кондитерская пром-сть, 1962, ^ II, с.18-21.

3. Рысин А.П., Мачихин С.А. Исследование сушки и охлаждения кунжута в кипящем слое с применением механических колебаний. -

В кн.: Применение кипящего слоя в народном хозяйстве. Материалы Всесоюзного семинара в сенг.-окт. 1963 на ВДНХ, - М., 1965, с. 266-269..

4. Рысин А.П. О влиянии вибраций на процессы псевдоожижения

и сушки. - В сб.: Техника сушки во взвешенном слое. ХМ-1, ЦИНТИХИМ-нефтемаш, 1956, вып.5, с.59-63.

5. Рысин А.П. Применение вибраций при сушке различных пищевых продуктов. - В сб.: Вибрационная техника. Материалы научно-технической конференции, НИИИнфстройдоркоммунмаш, - М., 1966, с.229-231.

6. Рысин А.П., Гинзбург A.C. Исследование сушки быстроразвари-вающихся круп в виброкипящем слое. - Изв.ВУЗов, Пищевая технология, 197I, » I, с.142-146.

7. Гриня М.Л., Бейлин М.А., Рысин А.П. Сушка яичного белка

в виброкипящем слое. - ЦНИИТЭИпищепром, (сер. "Кондитерская пром-сть", М., 1972, вып.I), с. 1-4.

8. Установка для прессования, гранулирования и сушки казеина. /Рысин А.П., Бейлин М.А., Цыдендоржиева Г.Р. и др. - Молочная пром-сть, 1977, Я 12, с.16-17/.

9. Рысин А.П., Добромиров Ю.Н. Сушка крови и плазмы в виброкипящем слое инертного материала. - ЦНИИГЭИлегпищемаш. Сер."Оборудование для мясомолочной, рыбной и мельнично-элеваторной пром-сти", - М., 1979, J8 4, с.4-7.

10. Добромиров Ю.Н., Гинзбург A.C., Рысин А.П. Определение структурно-механических свойств крови и плазмы. - Мясная индустрия СССР, -М., 1979, № 10, с.44-45.

11. Сушка белковой пасты зеленых растений в виброкипящем слое. /Чурсинов Ю.А., Хиль А.Н., Рысин А.П. и др. - Науч.-техн.бюллетень по механизации и злектрофикации животноводства, ЦНИПТШЭЖ, Запорожье, 1979, вып.II, с.43-49.

12. Зайцев В.М., Рысин А.П. Новый метод сушки меланжа. - Птицеводство, -М., 1981, №8, с.30-32.

13. Гинзбург A.C., Сергеев М.Б., Рысин А.П. Исследование процесса распыления жидких продуктов в псевдоожиженный слой. - ИФЖ, 1984, т.47, & 2, с.215-221.

-4314. Гинзбург A.C., Сергеев М.Б., Рысин А.П. Вероятностная модель тепломассообмена при сушке жидких продуктов в псевдоожиженном слое гранул инертного материала. - В кн., Тепломассообмен - УП, том У1. Материалы УП Всесоюзной конференции по тепломассообмену (Минск, май 1984г.), Минск, 1984, с.54-57.

15. Рысин А.П., Разработка и внедрение вибрационных сушилок в пищевой промышленности. - В кн.: Вибрационная техника. Материалы семинара. Московский Дом научно-технической пропаганды им. Ф.Э. Дзержинского, - М., 1985, с.23-31.

16. Применение самосинхронизирукхдегося вибропривода в сушильной технике. /Рысин А.П., Хорошая Э.И., Ковалевский А.П., Зайцев В.М. Там же., с.32-33.

17. Рысин А.П. Разработка и внедрение нового сушильного оборудования для продовольственных отраслей промышленности. - НИИХШМАШ: сб. научных трудов "Сушильное оборудование для химических производств", - М., 1987, с.77-82.

18. Лукьянов В.М., Рысин А.П., Зайцев В.М. Выработка яичного порошка. - Информационный листок Агропромиздата для ВДНХ, - М., 1988, - 6 с.

Тезисы докладов

19. Сергеев М.Б., Рысин А.П. О математической модели сушки жидких продуктов в псевдоожиженном слое инертного материала. - Тезисы докладов второго Всесоюзного научно-технического Совещания "Создание и внедрение современных аппаратов с активными гидродинамическими режимами для текстильной промышленности и производства химических волокон" (18-20.IX.I98I), - М., с.36.

20. Сергеев М.Б., Рысин А.П. Статистическое моделирование сушки жидких пищевых продуктов в псевдоожиженном слое инертного материала. - Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции

"Совершенствование техники, технологии сушки сельскохозяйственных и пищевых продуктов в соответствии с Продовольственной программой" (г.Полтава, 28-29 июня 1984), -М., 1984, с.32-34.

ВНИЭКИпродмаш. Труды института

21. Рысин А.П., Мачихин С.А. Опыты по сушке и охлаждению кунжута инфракрасными лучами в кипящем слое с применением механических колебаний. -М., 1966, выл.1, с.34-37.

22. Рысин А.П., Кац И.Г., Вельтищев В.Н., Малютина В.В. Экспериментальные исследования сушки культуры плесневых грибов. -Там же, с.39-43.

23. Рысин А.П., Кац З.А. Сушка картофеля и овощей в кипящем слое с применением механических колебаний. - Там же, с.44-49.

24. Рысин А.П., Гинзбург A.C. К вопросу о выборе оптимальных параметров вибраций при сушке в виброкипящем слое с конвективным подводом тепла. - 1968, вып.16/4, с.37-41.

25. Рысин А.П., Гинзбург A.C. Исследование гидродинамики псев-доожиженного слоя на вибрирующей решетке. - М., 1969, вып.20/4,

с.56-80.

26. Рысин А.П., Кац З.А. Промышленные установки для сушки в виброкипящем слое быстроразваривающихся круп, картофеля и овощей. -М., 1971, вып.28, с.3-8.

27. Рысин А.П., БейлинМ.А., Гинзбург A.C. Исследование процесса сушки яичного белка в виброкипящем слое инертного материала. - Там же, с.9-14.

28. БейлинМ.А., Рысин А.П., Гинзбург A.C., Самарин В.Б. Тепло- и массоперенос в процессе сушки яичного белка в виброкипящем слое инертного материала. - М., 1973, вып.33, с.19-27.

29. Хорошая Э.И., Якубова А.Х., Рысин А.П. Методика и результаты исследования вязкостных характеристик яйцепродуктов. - М.,

1973, вып.34, с.40-45.

30. Хорошая Э.И., Якубова А.Х., Рысин А.П. Некоторые особенности процесса сушки жидких пленок яйцепродуктов. -М., 1973, вып.35. с.39-45.

31. Некоторые вопросы сушки казеината натрия в виброкипящем слое гранул инертного материала. /Рысин А.П., Хорошая Э.И., Ковалевский А.П. и др./ - М., 1974, вып.38, с.10-15.

32. Ковалевский А.П., Хорошая Э.И., Рысин А.П. Влияние параметров отработанного сушильного воздуха на конечную влажность порошка казеината натрия при сушке на инертных гранулах. - М., 1975, вып.43, с.24-27.

33. Зайцев В.М., Бейлин М.А., Рысин А.П. Сушка меланжа, полученного из яиц с поврежденной скорлупой. - М., 1976, вып.47, с. 1215.

34. Ковалевский А.П., Хорошая Э.И., Рысин А.П. Исследование влияния некоторых параметров процесса сушки растворов в слое гранул инертного материала на гранулометрический состав порошка. -Там же, с.16-19.

35. Зайцев В.М., Бейлин М.А., Тарасов А.П., Рысин А.П. Определение растворимости яичного порошка, получаемого при сушке в виброкипящем слое инертного материала. - Там же, с.20-22.

36. Сергеев М.Б., Рысин А.П. К оптимизации параметров инерционного вибропривода с самосинхронизацией. -М., 1978, вып.50,

с.44-50.

37. Цыдендоржиева Г.Р., Рысин А.П. К оптимизации процесса сушки казеина в аппарате с виброкипящим слоем. - Там же, с.56-58.

38. Рысин А.П., Какалашвили А.Н., Попиашвили Н.В., Абутидце В.Д. Испытание вибрационной установки сушки байхового чая. - Там же,

с.51-55.

-4639. Цыдендоржиева Г.Р., Гинзбург A.C., Рысин А.П. К определению продолжительности сушки высоковлажных материалов, - М., 1984, № 60, с.73-75.

40. Никулин В.И., Рысин А.П. Сергеев М.Б., Исследование процесса сушки гранулированного желатина. - М., 1981, вып.56, с.54-56.

41. Сергеев М.Б., Чупрасов В.К., Рысин А.П. Исследование процесса сушки желатина в виброкипящем слое инертных гранул. - Там же, с.57-58.

42. Хорошая Э.И., Якубова А.Х., Рысин А.П. Сушка молока в виброкипящем слое инертного материала. - Там же, с.59-61.

43. Рысин А.П., Гинзбург A.C. Современные проблемы теории и техники сушки пищевых продуктов. - Там же, с.3-14.

44. Зайцев В.М., Рысин А.П., Караваев М.Н. Испытания промышленной установки AI-ШУ для сушки меланжа в виброкипящем слое инертного материала. - Там же, с.44-49.

45. Исследование работы самосинхронизирующегося вибропривода сушильной установки (Хорошая Э.И., Ковалевский А.П., Рысин А.П. и др. -М., 1983, вып.59, с.24-29).

46. Влияние гидродинамической обстановки в псевдоожиженном слое на интенсивность отделения продукта от гранул инертного материала. /Хорошая Э.И., Рысин А.П., Генькин Я.М и др., - М., 1984, вып.61, с.3-7.

47. Испытания экспериментального образца установки AI-0CK-500 для сушки жидких продуктов на инерте. - М., 1985, вып.63, с.9-13.

48. Усовершенствование самосинхронизирующегося инерционного вибропривода./Рысин А.П., Ковалевский А.П., Хорошая Э.И., Войце-ховский В.П. - Там же, с.15-18.

49. Рысин А.П., Сергеев М.Б., Генькин Я.М. Гидродинамика аппарата взвешенного слоя со встречными струями. - Сб.научных трудов

-ч /"Эффективные методы и оборудование для переработки пищевых продуктов", М., 1986, с.30-37.

50. Линия AI-ВСД для гранулирования, сушки и упаковывания хлебопекарных дрожжей. /Ковалевский А.Д., Рысин А.П., Войцеховский В.П.. Чорбачиди П.Г. - Там же. с.44-47.

51. Сравнительный анализ процесса сушки на инертном материале в аппаратах виброкипящего слоя и встречными вихревыми потоками. /Генькин Я.М., Рысин А.П., Сергеев М.В., Хорошая Э.И. - Сб.научных трудов "Интенсификация технологических процессов",-М., 1987, с.8-15.

52. Генькин Я.М., Рысин А.П., Хорошая Э.И. Исследование процесса сушки картофельной крупки в виброкипящем слое и результаты испытаний опытного образца сушильной установки. - Сб.научных трудов "Совершенствование технологического оборудования", -М., 1987, с.67-74.

Авторские свидетельства на изобретение

53. A.c.155445 (СССР). Установка для сушки и обжарки сыпучих пищевых продуктов. /Мачихин С.А., Рысин П.И., Рысин А.П. - Заявл. № 783020/24-6, Опубл. в Б. И. 1965, № 3.

54. A.c. 280329 (СССР). Способ сушки жидких и пастообразных продуктов /ВНИЭКИпродмаш; авт.изобрет.Гинзбург A.C., Рысин А.П., Бейлин М.А., Сыроедов В.И. - Заявл.№ 1192617/23; Опубл. в Б.И. 1970, № 27.

55. А.с.567049 (СССР). Вибрационная сушилка для сыпучих и пастообразных материалов. /ВНИЭКИпродмаш; авт.изобрет. Рысин А.П. -Заявл.№ 2071779/06; Опубл. в Б.И. 1977, J6 28.

56. А.с.566106 (СССР). Установка для сушки гранулированных и дисперсных материалов в виброкипящем слое. /ВНИЭКИпродмаш; авт.изобрет.Рысин А.П., Чорбачиди П.Г., Кац И.Г. и др. - Заявл. й 2133547/06; Опубл.в Б.И. 1977, № 27.

-4857. А.с.568824 (СССР). Сушилка виброкипящего слоя для гранулированных и дисперсных материалов. /ВНИЭКИпродмаш; авт.изобрет. Рысин А.П., Чорбачиди П.Г., Кац И.Г., Караваев М.Н. - Заявл. JS 212712/06; Опубл. в Б. И. 1977, Ji 30.

58. A.c.661209 (СССР). Установка для сушки жидких материалов /ВНИЭКИпродмаш; авт. изобрет.Рысин А.П., Чорбачиди П.Г., БейлинМ.А. и др. - Заявл.2053930/24-06; Опубл. в Б.И. 1979, № 17.

59. А.с.1024668 (СССР). Способ сушки жидких и пастообразных продуктов. /Рысин А.П., Зайцев В.М., Шумков Е.Г. и др. - Заявл, Je 3337360/28-13; Опубл. в Б.И. 1983, № 23.

60. А.С.1Г70249, СССР. Виброузел сушилки кипящего слоя. /ВНИЭКИпродмаш; авт.изобрет.Рысин А.П., Чорбачиди П.Г., Войцехов-ский В.П. и др. Заявл. J6 3521981/24-06; Опубл. в Б.И., 1985, № 28.

61. A.c.II9835I, СССР. Установка для сушки растворов и суспензий. /Гинзбург A.C., Рысин А.П., Щульга A.A. и др. - Заявл.

№ 3707938/24-06; Опубл. в Б.И. 1985, № 46.

62. А.с.1222996, СССР. Способ очистки теплообменных поверхностей. /ВНИЭКИпродмаш; авт.изобрет.Рысин А.П., Зайцев В.М., Войцехов-ский В.П., Чорбачиди П.Г. - Заявл. 3806359/24-06; Опубл. в Б.И., 1986, J6 13.

63. А.с.568825, СССР. Вибрационная сушилка для сыпучих и пастообразных материалов. /ВНИЭКИпродмаш; авт.изобрет.Рысин А.П., Серегин В.П., Дмитриев И.М. - Заявл. № 2Г78049/06; Опубл. в Б.И., 197, Й 30.

64. A.c. 1364020, СССР. Способ сушки жидких материалов. /ВНИЭК1 продмаш, авт.изобрет.Рысин А.П., Хорошая Э.И., Генькин Я.М., Сергеев М.Б. - Заявл..№ 4200961/24-06; Опубл. в Б.И. 1989, № 9.

Однокоробовые

|По конструкции аппарата^

Ирогокоробовые

Винтовые

[По опоообу воздейотвия на олой

Вибрации короба

Вибрации днища

Вибрации погруженных тел

По конотрукции вибролобудателей.

Механичеокие

Гидравлические и пневиатичеокие

Электрически^

Бксцентриковые

Инерционные

Ротационные

Поршневые

Электро- Электро- Индукци

гидравли-] иагнит- ОННЫ9

ческиа | НЫ9 |

Направленного действия о оамосик-. хронизацией

Направленного действия о жеот-кой передачей

|По опособу внергоподвода

Конвективный Кондуктивный Инфракраоный Выоокочаототяый | Комбинированны!1]

1 С продувкой перпендикулярно слою С продувкой вдоль слоя От днища От погруженных тел

Снизу вверх ) | Сверху вниз

По назначении

Сушка жидких продуктов

1

Сушка на инерте Сушка с грануляцией на затравке

Сушка сыпучих продукюв|

Сушка о агломерацией

Рис.1.Классификация вибрационных сушилок

Р=тд

Рис.2.Схема сил,действующих на частицу

Рер 0,4

0,3

0,2

0,1

0 5 10 'бе, г/мин 0 20 40 60 §, Рис.4. Кпу ( при Рис.5. = /(§)

40 50 60 70 СС;ЖМ

Рис.3,Зависимость между средней продолжительностью

сушки и средней толщиной пленки в слое гранул «-¿, -100г, х-^ЧЮ'С, иЖ; С, ^18'

* ✓ А' / / У л ✓ 1 ✓ *

Г ъ// щ

А //

/ // а о - Ьг~88Х

1/ У

4;с

90

70

50 30

Д-КИП о-виб ?щий слой рокипящий слой

^ 1Г= ¿,5м/с 1 V=2,9м/с ^ 9м/с

с \о

V Сь

т

т?

Рис.6. Ноиограша для расчета параметров процесса

т* 2,0

Т 1,5 1,0 0,5

гП

I

"* >

у

/у

а--07

Рис.7.Характерные реализации случайных процессов /77е и М

О 0,5 1,0 1,5 й

Рас.в.Зависииость безразиерной яассы влаги от фактора дискретности нанесения й

О_0

—рессоры

Рис.9.Эксцентриковый вибро-лривод многокоробовых сушилок визирующийся виброприаод

Ряс.Ю.ДвухиассннИ саносинхро-

й."