Сушилки кипящего слоя

Сахар, выделенный из сахарного раствора путем кристаллизации и отделенный от межкристального оттенка, представляющий влажный и горячий кристаллический материал (в виде песка), является объектом сушки на сахарных заводах. Кристаллы сахара полидисперсны. Степень их дисперсности, гранулометрической однородности и форма могут изменяться в зависимости от режима уваривания утфеля, конструкции вакуум-аппаратов, от химического состава сиропа. Способ пробелки и тип применяемых центрифуг при отделении межкристального отёка влияют на влажность и температуру сахара на станции фуговки. При пробелке водой влажность составляет 0,8…1,5 %, температура 50…60 °С, а при пробелке водой и паром – влажность около 0,5 %, температура 90…95 °С. При применении саморазгружающихся центрифуг влажность сахара для облегчения выгрузки поддерживается в пределах 1,0…1,5 %.

Сахар влажностью 0,5…1,5 % и температурой 50…60 °С не может сохраняться длительное время. Сахароза в присутствии воды гидролизуется, образуя инвертный сахар с пониженной пищевой ценностью. Находящиеся в воздушной окружающей среде и в сахаре микроорганизмы используют продукты распада сахарозы и ее саму для своего обмена веществ, сбраживая их и, таким образом, окончательно разрушая сахар как продукт.

Таким образом, в целях длительной сохранности сахара его следует обезводить и охладить до устойчивого равновесного состояния с окружающей воздушной средой.

Процесс сушки сахара в предлагаемом для проектирования аппарате происходит в кипящем, или псевдоожиженном, слое. Это позволяет значительно увеличить площадь поверхности контакта сахара с сушильным агентом и сократить время высушивания.

На рис. 1 показана принципиальная схема сушилки кипящего слоя. Влажный материал из бункера 1 подается в сушильную камеру 2. Сахар перемещается вдоль решетки сушильной камеры с помощью потока теплого воздуха, подаваемого под решетку.

Рис. 1. Принципиальная схема сушильно-охладительной установки

Поток воздуха позволяет поддерживать здесь вихревое состояние сахара, способствующее интенсивной подсушке сахара и перемещению его к разгрузочному устройству. Сушильный агент подается вентилятором 3 и нагревается в калориферной установке 4. Высушенный сахар поступает в охладительную камеру 5, которая конструктивно представляет собой такой же аппарат, как и сушильная камера. Охлажденный сахар поступает в промежуточный бункер 6, а затем на транспортирующее устройство 7. Воздух в охладительную камеру подается вентилятором 8. Отработанный охладительный агент перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в батарейном циклоне 9, а затем в рукавном фильтре 10. Транспортировка сушильного агента через сушильную камеру осуществляется с помощью вентилятора 11, а через охладительную камеру – вентилятором 12.

При этом установка находится под небольшим разряжением, что исключает утечку сушильного и охладительного агента через неплотности установки. Отработанный сушильный агент из сушильной камеры очищается в барабанном циклоне 13. Уловленная пыль и мелкая фракция сахара растворяется и направляется в емкости, установленные перед вакуум аппаратами.

Отработанный воздух, уходящий из сушильной камеры, обладает значительной энтальпией, что обуславливает целесообразность использования его в качестве источника вторичных энергоресурсов. Важно учесть, что в отработавшем сушильном агенте содержится значительное количество пара, при конденсации которого выделяется соответствующая теплота при высоких значениях коэффициента теплообмена. Так в установках для сушки сахара – песка прирост энтальпий уходящего сушильного агента за счет теплоты содержащегося в нем пара составляет примерно 200 ÷ 520 тыс. кДж/ч [1, c. 274]. В качестве утилизаторов теплоты можно применять различные типы теплообменников и специальных устройств.