Устройство для вакуумной сушки материалов

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СУШКИ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова НАН Беларуси(72) Авторы Куликовский Вадим Казимирович Васильев Леонард Леонидович Кулаков Андрей Геннадьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена им. А.В.Лыкова НАН Беларуси(57) Устройство для вакуумной сушки материалов, состоящее из вакуумной камеры, полок с нагревателями, вакуумного насоса, устройства для поглощения паров воды, отличающееся тем, что устройство для поглощения паров воды выполнено в виде сорбера, который содержит селективный сорбент воды и тепловые трубы для нагрева и охлаждения сорбента в процессе сорбции-десорбции, а нагреватели полок выполнены из тепловых труб, которые могут передавать и трансформировать тепло вторичных энергоресурсов.(56) 1. Единцов Ю.В., Сильвестров Э.В., Шпанер Я.С. Состояние конструирования и производства вакуумных установок сублимационной сушки // Вакуумная техника и технология. - Т.2. -3. - 1993. - С. 43-57. 2. Тутова Э.Г., Куц П.С. Сушка продуктов микробиологического производства. - М. ВО Агропромиздат, 1987. - С. 28 3. Патент РФ 2121638, МПК 626 В 5/04, 9/06. 24382006.02.28 Полезная модель относится к вакуумному оборудованию для сушки и может быть использована для высококачественной сушки биоматериалов, например медпрепаратов. Широко известны вакуумные сушилкиГермания,Англия,иДания,США 1, -02 2, состоят из вакуумной камеры с полками, обогреваемыми электрическими нагревателями, десублиматора с парокомпрессионным охлаждающим агрегатом и вакуумного насоса. Общим недостатком указанных выше установок является необходимость значительных затрат электроэнергии на работу парокомпрессионного агрегата, что влияет на цену получаемого продукта, недостаточная изотермичность обогреваемых полок приводит к локальным перегревам, ведущим к ухудшению медпрепаратов и изменению их лекарственных свойств, нарушению химического состава. Эти вещества называются термолабильными. Сравнение различных видов замораживания показало, что наибольшая скорость процесса достигается при испарительном замораживании в вакууме. Самозамораживание не только упрощает технологический процесс, но и интенсифицирует обезвоживание скорость испарения влаги в этот период в 3-5 раз выше,чем в период сублимации. При самозамораживании сокращаются также энергозатраты,так как выделяемая скрытая теплота затвердевания используется при сублимации, что уменьшает общие энергозатраты на сушку. Однако это преимущество никак не реализуется в установках с десублиматором, так как требует дорогостоящего вакуумного насоса,обеспечивающего достаточное разрежение и производительность для высокой скорости процесса самозамораживания. Стоимость вакуумного насоса с необходимыми характеристиками дополнительно возрастает вследствие необходимости применять систему регенерации масла. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению (прототип) является вакуумная сушилка УВС-400 ШиК 3. Указанная сушилка содержит вакуумную камеру, полки с электрическими нагревателями, десублиматор, парокомпрессионный агрегат для охлаждения десублиматора, вакуумный насос. Недостатком этой сушилки является большое потребление электроэнергии, требуемой для работы парокомпрессионного агрегата, который должен обеспечить температуру в испарителе (пластина десублиматора -70 С). Вторым недостатком этой сушилки является недостаточная изотермичность полок, что приводит к неравномерной влажности конечного продукта. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение энергоэффективности процесса сушки путем создание сушилки с возможностью использования тепловой энергии вторичных и альтернативных энергоресурсов, что приводит к существенной экономии электроэнергии. Задача решается за счет того, что в установке, состоящей из вакуумной камеры, полок с нагревателями, вакуумного насоса, устройства для поглощения паров воды, устройство для поглощения паров воды выполнено в виде сорбера, который содержит селективный сорбент воды и тепловые трубы для нагрева и охлаждения сорбента в процессе сорбциидесорбции, а нагреватели полок выполнены из тепловых труб, которые могут передавать и трансформировать тепло вторичных энергоресурсов. Предлагаемая полезная модель не зависит от природы тепловой энергии, необходимой для проведения процесса сушки, и допускает использование низко-потенциальных источников тепла. Существует возможность замкнутого энергетического цикла с утилизацией тепла сорбции и конденсации для получения горячей воды и отопления производственных помещений. Применение тепловых труб для нагрева обеспечивает поддержание постоянной температуры в любой точке загружаемого контейнера с биоматериалом, вследствие чего повышается качество сушки термолабильных веществ и биоматериалов. Поскольку объемный расход отсасываемого пара у механического насоса ограничен, а объем пара при низких температурах значителен существует ограничение массового расхода, который 2 24382006.02.28 определяет скорость самозамораживания и сушки. Применение в полезной модели селективных сорбентов воды снимает это ограничение, так как сорбент не имеет ограничения объемного расхода, что обеспечивает высокую скорость самозамораживания и сушки. На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки вакуумнойкондуктивносорбционной сушки. Установка состоит из вакуумной камеры 1 полок с нагревателями из плоских тепловых труб 2 конденсатора 3 сорбционного модуля 4 тепловых труб 5 селективный сорбент воды 6 вакуумных затворов 7, 8 вакуумных вентилей 9, 10 вакуумного насоса 11. Установка вакуумной кондуктивно-сорбционной сушки работает следующим образом. На полках 2 вакуумной камеры 1 размещают контейнеры с медикаментами и производят откачку воздуха вакуумным насосом 11, затем открывают вакуумный затвор 7, соединяющий вакуумную камеру 1 с сорбционным модулем 4. В результате сорбции паров воды селективным сорбентом 6 происходит интенсивное испарение свободной воды, что приводит к самозамораживанию материала тем самым реализуется одно из преимуществ предлагаемой полезной модели. Также допускается процесс сушки препаратов, замороженных до точки эвтектики и при положительных температурах. Затраты тепла на испарение и сублимацию компенсируются теплом, подводимым тепловыми трубами, являющимися основой обогреваемых полок. Тепло сорбции, выделяющееся в сорбционном модуле, утилизируется для нагрева воды и т.п. После завершения процесса сушки вакуумный затвор 7 закрывают и одновременно с выемкой сухого продукта производят десорбцию сорбционного модуля следующим образом открывают вакуумный затвор 8, разделяющий сорбционный модуль 4 и конденсатор 3. Посредством тепловых труб 5 нагревают селективный сорбент 6 до температуры десорбции. Десорбируемый пар поступает в конденсатор 3, где происходит процесс конденсации. По завершению процесса десорбции вакуумный затвор 8 закрывают и охлаждают сорбент с утилизацией тепла сорбции. С этого момента сорбционный модуль готов к следующему циклу сушки. Таким образом, предлагаемое техническое решение (полезная модель) позволяет использовать дешевую тепловую энергию вторичных и альтернативных источников, экономить электрическую энергию, при необходимости производить самозамораживание препаратов, повышает качество сушки термолабильных веществ. Отсутствие ограничения объемного расхода всасываемых водяных паров обеспечивает эффективную сушку продуктов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: F26B 5/04

Метки: материалов, сушки, устройство, вакуумной

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-u2438-ustrojjstvo-dlya-vakuumnojj-sushki-materialov.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для вакуумной сушки материалов</a>

Похожие патенты