2. 3 Вихревые сушилки и сушилки кипящего слоя.
Попытка использовать сушильные установки взвешенного слоя, для сушки молочных продуктов, дала положительные результаты. Преимуществом, установок вихревого слоя перед остальными, является применение больших скоростей воздуха, что особенно важно при сушке вязких продуктов. Аппараты взвешенного слоя, используемые в молочной промышленности, предназначены для досушки молока после распылительных сушилок. Недостатком таких аппаратов, при сушке белковых продуктов, является то, что в процессе сушки происходит налипание продукта и тем интенсивнее, чем выше температура теплоносителя. Как правило, такие аппараты эксплуатируют при температуре воздуха не более 130. С, в связи, с чем их производительность и КПД очень низкие. В настоящее время эксплуатируются аппараты кипящего слоя типа: " ВС-КПИ-150 ", " ВС - КПИ - 300 ", " КС - 50 ". За последние годы созданы сушильные установки типов: " СГ - 500 "," Я2 - ОПЕ ", " Я2 - ОПЖ ". Сушилка " СГ - 500 " предназначена для сушки и гранулирования сгущенного обезжиренного молока. Она отличается невозможностью получения сухого молока пищевого назначения, отвечающего требованиям действующих стандартов по структуре и растворимости, увеличение начальной температуры теплоносителя, следовательно, установка имеет низкий КПД и невысокую производительность.
Следующая установка этой серии, агрегат " Я2-ОHЕ " спроектированный на базе " А1-ФМУ ". Он предназначен для сушки материалов любой вязкости и получения, гранулированных и порошкообразных продуктов (обезжиренное молоко, ЗЦМ и другие) (см. рис.2). Исходный продукт может быть получен любым способом концентрирования, сгущением, ультрафильтрацией, сквашиванием, а так же без предварительного сгущения. Сухие продукты, получаемые агрегатом "Я2-ОHЕ", отвечают требованиям к техническим и пищевым продуктам высшего сорта. По результатам проверки, СОМ и ЗЦМ, высушенные в сушилке "Я2-ОHЕ", по растворимости не уступают образцам, полученных при распылительной сушке, а по сыпучести превосходят их. Аппарат может работать как в паре с вакуум - выпарным аппаратом, так и без него. Вихревая сушилка " Я2 - ОHЕ " отличается от других установок такого типа тем, что в конструкции воздуховода отсутствуют дополнительные направляющие решетки, с которыми соприкасается продукт. Это дало возможность увеличить температуру сушки до 250-300. С и резко поднять эффективность использования теплоносителя. Кроме того, высокая начальная температура сушилки позволила оснастить сушилку, теплогенератором прямого сгорания газа. Для увеличения производительности оборудования разработан сушильный агрегат " Я2 - ОНЖ ", состоящий из трех сушилок " Я2-ОHЕ " (трех модулей) установленных параллельно. Производительность агрегата " Я2 - ОНЖ " составляет 450 кг испаренной влаги в час.
2.4. Основные принципы выбора сушильного оборудования.
В большинстве случаев классификация сушильного оборудования осуществляется по таким признакам. Как взаимное движение тепло носителя и высушенного материала или стадийность процесса (одноступенчатая и двухступенчатая сушка). Применительно к сушке молочно - белкового сырья, необходимо учитывать факторы, влияющие на выбор сушильного оборудования, наиболее характерные для предприятий отрасли: обеспеченность сырьем в течение года, среднесуточное поступление сырья, наличие дополнительных энергетических ресурсов (топливо, электроэнергия), пригодность оборудования для переработки сырья, работоспособность оборудования при минимальном потреблении дефицитных источников энергии. Выбирая для конкретного предприятия оборудование, необходимо учитывать: возможность изменения производительности в широких пределах, в первую очередь в сторону увеличения по сравнению с паспортной, получение продукта высокого качества при любой производительности, простоту конструкции, отказ от сложного и дефицитного оборудования, пожаробезопасность, наибольший выход готовой продукции из единицы сырья. Опыт показывает, что наиболее перспективными в этом отношении являются конвективные сушильные установки, использующие в качестве теплоносителя нагретый воздух, изменяя температуру которого можно значительно увеличить производительность. В соответствии с J-d диаграммой параметры воздуха значительно возрастают (его начальное теплосодержание и способность поглощать влагу) при увеличении температуры. Из таблицы видно, что при температуре воздуха 150 - 500. С его влагопоглащающая способность возрастает в 7-8 раз. Следовательно, при неизменных размерах оборудования и мощностях вентиляторов можно в значительной мере увеличить производительность установки.
Зависимость влагопоглощения воздуха от температуры.
Температура воздуха на входе в сушилку. С Влагопоглащающая способность воздуха г / кг
150 22
180 31
220 46
250 60
300 78
350 95
400 113
500 156
примечание: Начальная температура воздуха 20 С.
Начальное содержание влаги 9 г/кг.
температура отработанного воздуха 80 С.
В настоящее время на предприятиях всероссийского производственного объединения " Росконсервмолоко " ведущим технологическим оборудованием при производстве сухих молочных продуктов являются распылительные сушильные установки типа: " ЦТ - 500 "," ЦТР - 500" " НЕМА - 500 " , " ЦТ - 300 ", " , ЦТР - 300 ", " НЕМА - 300 ", " РС - 1000 ", " ВРА - 4 ". На рассматриваемом предприятии эксплуатируется одна сушильная установка "ОСВ-1". Это сушильное оборудование было установлено около 20 лет назад и в настоящее время имеет значительный моральный и физический износ. Замена устаревшего агрегата на современное сушильное оборудование, в основном установки Чехословацкого производства " ЦТР-500 "," ВРА - 4 " , в целом по отрасли идет крайне медленно. Кроме того, названные установки имеют высокую стоимость, и строительство новых цехов для производства сухих молочных продуктов требует больших капитальных затрат. Поэтому экономически выгоднее представляется провести реконструкцию существующего сушильного оборудования, с целью повышения его производительности. В связи со спадом заготовок молочного сырья в зимний период позволило предприятию запланировать и начать такую реконструкцию. По технологическим соображениям было решено подвергнуть конструкцию сушилки частичным изменениям и питания установки установить практическую ценность такой реконструкции.
2.5. Принцип работы сушильной установки типа " ЦТР-500".
Распылительная сушильная установка " ЦТР-500" работает следующим образом. Способ работы установки может быть непрерывным или прерывным. В случае непрерывного действия выпариваемое молоко подается непрерывно. Если достигнута желаемая конечная концентрация сгущенное молоко непрерывно отводится насосами. Молоко проходит через предварительные подогреватели, которые обогреваются вторичным паром отдельных ступеней или смешанным паром от компрессора вторичного пара и отработанным паром вакуумного насоса. С помощью регулирующего крана 9 регулируется подача молока, и молоко поступает к первому подогревателю. От первого ко второму испарителю молоко проливается, т.е. все молоко, которое в избытке в первом отделители, переливается во второй подогреватель. В переливном трубопроводе от первого отделителя ко второму подогревателю встроена дросселирующая «Е» (12) с отверстием, которое имеет диаметр, позволяющий переход молока с малым содержанием пара, что между этими аппаратами имеется перепад давления. Поэтому дрессилирующий клапан в нормальном случае закрыт. От второго отделения сгущенное молоко подается к отсасывающему насосу, который во время отсасывания из вакуума. В случае периодического действия выпариваемое молоко также подается беспрерывно, но сгущенное молоко выгружается только тогда, когда достигнута желаемая конечная концентрация в двух ступенях испарителей.
Аппаратура работает с пароэжекторным компрессором, для которого необходим свежий пар. Возникающий в первом испарителе вторичный пар служит для подогрева второго испарителя. Пароэжекторный компрессор отсасывает часть вторичного пара из первого отделителя, сжимает его с помощью рабочего пара на более высокое давление и смесь вторичного пара подается к первому подогревателю и к предварительному подогревательному подогревателя «С» в качестве обогревающего пара.
Вторичный пар из второго отделителя подается через предварительный подогреватель «А», вследствие чего осуществляется подогрев поступающего разбавленного молока.
Поверхностный конденсатор конденсирует вторичный пар из предварительного подогревателя и отводит теплоту испарения в охлажденную воду.
Предварительный подогреватель «В» обогревается через второй подогреватель вторичным паром из первого отделителя. Обогрев предварительного подогревателя или предварительного подогревателя «Д» осуществляется отработанным паром из вакуумного насоса. Конденсат переходит от первого подогревателя ко второму или от предварительного подогревателя «С» к предварительному подогревателю «В», к предварительному подогревателю «А», затем к конденсатному насосу через трубы, снабженные шайбами с отверстиями.
Отверстия в этих шайбах рассчитаны таким образом, чтобы одновременно с отводом конденсата осуществлялся и необходимый спуск воздуха из подогревателей и из предварительных подогревателей. Возникающая в поверхностном конденсаторе и в предварительном подогреватели «А» конденсационная влага поступает к отсасывающему насосу и откачивается из вакуума.