ТУННЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ И ТЕХНИКА СУШКИ ПЛОДОВОГО СЫРЬЯ
Характеристика сушилок для плодов
Конвективная сушка растительного сырья производится в различных сушильных аппаратах главным образом конвейерного (ленточные сушилки) и туннельного типа. Конвейерные сушилки более совершенны по конструкции и использованию сушильного агента, чем туннельные. Они нашли широкое применение для сушки овощей и плодов, не выделяющих в процессе сушки сок (семечковые плоды). Туннельные сушилки из-за специфики устанавливающегося в них режима хорошо зарекомендовали себя для сушки плодов, легко выделяющих сок, таких, как слива, абрикос и другие косточковые плоды, а также для винограда.
Эти аппараты, естественно, могут использоваться и для сушки семечковых плодов и овощей.
Простота конструкции, надежность в эксплуатации и универсальность сделали туннельные сушилки наиболее распространенными для сушки фруктов во многих странах мира.
Основной особенностью и преимуществом туннельных сушилок является наличие собственных, встроенных, теплогенераторов, работающих на жидком топливе, что исключает необходимость строительства котельных.
В современных конструкциях туннельных сушилок применяются два способа нагревания воздуха: прямой и непрямой. При прямом способе нагревание происходит непосредственно продуктами сгорания топлива. В этом случае агентом сушки является смесь воздуха с продуктами сгорания. При непрямом способе нагревание воздуха осуществляется через калориферы различных систем. При этом агентом сушки является лишь нагретый воздух.
В большинстве конструкций туннельных сушилок в настоящее время применяется бескалориферное нагревание воздуха как наиболее простое и экономичное. Однако допустимость контакта топочных газов с пищевыми продуктами должна быть обоснована.
В лозницах сушка плодов производится при длительном контакте (4—5 сут) с дымом, при этом они в значительной степени загрязняются частицами продуктов неполного сгорания топлива и приобретают специфический запах дыма.
В духовых аппаратах сушка осуществляется воздухом, нагретым от калорифера, благодаря чему фрукты не контактируют с дымом.
В туннельной сушилке сушка производится газовоздушной смесью, получаемой в результате смешивания продуктов полного сгорания дизельного топлива (содержащего 0,002—0,004% СО) со значительным количеством свежего воздуха.
Дополнительная, так называемая товарная, обработка чернослива, высушенного в туннельной сушилке, — промывание в холодной воде и бланширование — в значительной степени снижает количество загрязнений. Уровень загрязнения продукта зависит от работы горелок и полноты сгорания топлива, квалификации кадров, обслуживающих аппараты, и параметров процесса сушки.
Для гарантии санитарной безвредности вырабатываемых сухих фруктов, безусловно, необходимо создавать конструкции туннельных сушилок с калориферным нагревом воздуха, исключающим возможность контакта пищевых продуктов с топочными газами.
Туннельные сушилки
Туннельная сушилка представляет собой аппарат поточно-циклического действия. Сушка плодов осуществляется в вагонетках, периодически передвигающихся в рабочем канале сушилки.
Режим процесса сушки зависит от способа подачи сушильного агента в рабочий канал. По этому признаку сушилки делятся на четыре группы:
прямоточные — поток сушильного агента передвигается параллельно движению вагонеток с сырьем. Максимальная температура теплоносителя на входе сырья в рабочий канал;
противоточные — сушильный агент движется навстречу вагонеткам с сырьем. Максимальная температура у выхода продукта из сушилки;
комбинированные — прямоточно-противоточные двухзонные сушилки; первая зона прямоточная, вторая противоточная;
с перекрестным потоком теплоносителя — поток направлен перпендикулярно направлению движения продукта (многозонная). Теплоноситель циркулирует в каждой зоне самостоятельно с поддержанием заданных для каждой зоны постоянных параметров. Температура в первой зоне (у входа продукта) максимальная и ступенчато снижается к выходу продукта из сушилки.
Рис. 7. Схема туннельной сушилки фирмы «Чачак» (Югославия):
1 — рабочий канал; 2 — вагонетка с поддонами; 3 — двери выгрузки; 4 — психрометр; 5 — распределительные шиберы; 6 — терморегулятор; 7 — осевой вентилятор; 8 — привод к вентилятору; 9 — канал подготовки сушильного агента; 10 — камера сгорания, 11 — горелка; 12 — бачок для топлива; 13 — площадка обслуживания; 14 — лестница; 15 — шиберы подачи свежего воздуха; 16 — пульт для приборов; 17 — сетка передней двери; 18 — шибер для рециркуляции сушильного агента
Для сушки косточковых плодов и винограда в настоящее время применяются главным образом противоточные туннельные сушилки.
В СССР наиболее распространены туннельные сушилки югославских фирм ЦБР, «Чачак», а также отечественные Б6-КФА и МНИИПП-1, принципиальное устройство которых практически одинаково.
Устройство туннельных сушилок показано на рис. 7 (на примере сушилки фирмы «Чачак»). Сушилка имеет два канала, стены которых обычно построены из кирпича или камня с бетонным полом и потолком. Изготавливают их цельнометаллическими (Япония, Югославия) и сборными из металлических панелей с теплоизоляцией (Югославия).
По высоте сушилка разделена на нижний и верхний каналы. В нижнем — рабочем — канале происходят перемещение вагонеток и сушка сырья. По торцам имеются металлические двустворчатые двери. Загрузочные двери в нижней половине закрыты сеткой для выхода наружу части отработавшего сушильного агента. Разгрузочные двери имеют теплоизоляцию. На них установлен психрометр. В рабочем канале по рельсам или металлическим шинам вагонетки с поддонами передвигаются с помощью лебедки или толкателей. Рабочий канал вагонетками заполнен не полностью. С обоих торцевых концов его имеются свободные пространства для распределения потока сушильного агента и выхода его из канала.
Верхний канал предназначен для подготовки и транспортировки сушильного агента в рабочий канал. В нем размещены камера сгорания с горелкой, осевой вентилятор и воздухораспределительная система, обеспечивающая равномерную подачу сушильного агента по всему сечению рабочего канала. Отечественная сушилка Б6-КФА снабжена горелкой АФ-65.
Сушильным агентом является смесь продуктов сгорания жидкого топлива с воздухом, засасываемым вентилятором через окна с шиберами. Рециркуляция части отработавшего воздуха производится через отверстие в перегородке, отделяющей рабочий канал от верхнего. Отработавший воздух поступает под камеру сгорания, поступление его регулируется с помощью шибера.
Полнота сгорания топлива регулируется подсосом атмосферного воздуха. Автоматическая горелка регулирует расход топлива, поступающего из бачка, в зависимости от заданной температуры сушильного агента на входе в рабочий канал. При повышении температуры выше заданной включается звуковой сигнал.
Горелка автоматически осуществляет зажигание распыленного топлива в момент пуска сушилки, а также отключает подачу топлива при внезапном прекращении горения.
Рис. 8. Схема туннельной сушилки фирмы «Вентилятор» (Югославия):
1 — сушильный канал; 2 — вагонетка с поддонами; 3 — электропривод к толкателю; 4 — автоматическая горелка; 5 — камера сгорания; 6 — вентилятор; 7 — электропривод к вентилятору; 8 — канал для подачи сушильного агента; 9 — психрометр; 10 — двери для выгрузки; 11 — двери для загрузки
Рис. 9. Туннельная сушилка МНИИПП-1:
1 — сушильный канал; 2 — канал для подготовки сушильного агента; 3 — автоматическая горелка; 4 — теплогенератор; 5 — калорифер теплогенератора; 6 — вентилятор подачи воздуха в теплогенератор; 7 — труба для выброса продуктов сгорания; 8 — вентилятор-смеситель; 9 — вагонетки с поддонами
Приборы автоматического контроля и управления процессом горения расположены на пульте. Для обслуживания горелки на торцевой части сушилки имеется площадка с лестницей.
Направление потока сушильного агента и равномерное его распределение по сечению рабочего канала производятся с помощью распределительных шиберов, положение которых можно регулировать и фиксировать с помощью соответствующей регулировочной планки.
Несколько отличается от описанной конструкция югославской сушилки «Вентилятор» (рис. 8), в которой канал для подготовки сушильного агента расположен сбоку от рабочего канала.
В сушилке МНИИПП-1 (рис. 9, установлены на некоторых заводах Молдавии) сушильным агентом является воздух. Для его нагревания установлен теплогенератор ТГ-2,5, работающий в автоматическом режиме. Теплогенератор компактен, надежен в эксплуатации, работает на жидком топливе, для чего оснащен автоматической горелкой. Продукты сгорания топлива после прохождения через калорифер для нагревания воздуха выбрасываются наружу через трубу. Номинальная теплопроизводительность 1650 кДж/ч, количество нагреваемого воздуха 15 тыс. м3/ч, степень нагревания воздуха 52°С Мощность электродвигателя главного вентилятора 3,0 кВт. Благодаря особым условиям работы (наличие значительной рециркуляции сушильного агента) оказалось возможным повысить КПД теплогенератора до 98% и обеспечить температуру воздуха при поступлении в сушилку 80—85°С.
В некоторых конструкциях туннельных сушилок воздух нагревается от паровых калориферов. Такой способ нагревания целесообразен в крупных промышленных комплексах, где экономически оправдано строительство котельных.
Противоточные туннельные сушилки характеризуются следующими техническими данными: общая длина сушилки 14 м, ширина 2,2 м, высота 3,6 м. Общее число вагонеток в заполненном канале 12. На каждую вагонетку устанавливают по 25 поддонов. Общая поверхность поддонов на одной вагонетке 41,5 м2. Производительность осевого вентилятора 50 000 м3/ч. Сечение незаполненного канала 3,92 м2. Живое сечение заполненного канала 0,6 м2.
Заслуживает внимания конструкция туннельной сушилки для слив японской фирмы «Я мот о». Эта сушилка по конструкции и принципу действия отличается от описанных выше (рис. 10). Фирма указывает, что сушилка создана в результате длительных экспериментов и является оптимальной для сушки сливы.
Сушилка цельнометаллическая, имеет два параллельно расположенных рабочих канала с общей стенкой. Каналы функционально расположены навстречу один другому и представляют собой каждый самостоятельную сушилку. С торцевых сторон каждый из сушильных каналов соединен с автоматическим теплогенератором, работающим на жидком топливе, с встроенным в него огневым калорифером и вентилятором для рециркуляции.
I
Рис. 10. Схема прямоточной туннельной сушилки фирмы «Ямото» (Япония):
На боковой стене каждый канал имеет дверцы для загрузки и выгрузки тележек с продуктом. Передвижение тележек внутри каждого канала происходит по рельсам с помощью толкателя от электропривода. На верхней поверхности каждого сушильного канала размещено по одному вентилятору-эксгаустеру для удаления части отработавшего воздуха, не использованного для рециркуляции. Тележки с сырьем загружаются с интервалом 2 ч, продолжительность сушки слив 24 ч.
В отличие от других сушилок эта имеет прямоточную подачу сушильного агента; каналы, теплогенераторы и циркуляционные вентиляторы составляют единую замкнутую систему движения сушильного агента.
Горячий воздух, нагретый в теплогенераторе до 75°С, вентилятором для рециркуляции нагнетается в сушильный канал к месту загрузки сырья и движется параллельным потоком с сырьем. В конце канала у места выгрузки основная масса сушильного агента с пониженной температурой и повышенной относительной влажностью поступает на рециркуляцию, а часть отработавшего воздуха эксгаустером выбрасывается наружу. Рециркулирующий и свежий воздух циркуляционным вентилятором подсасывается в теплогенератор и после назревания нагнетается во второй сушильный канал. Цикл движения сушильного агента повторяется в замкнутой системе двухканальной сушилки.
