RU2295681C2 - Method and the device of the power-saving dehydration and the vacuum drying - Google Patents
Method and the device of the power-saving dehydration and the vacuum drying Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295681C2 RU2295681C2 RU2005114828/06A RU2005114828A RU2295681C2 RU 2295681 C2 RU2295681 C2 RU 2295681C2 RU 2005114828/06 A RU2005114828/06 A RU 2005114828/06A RU 2005114828 A RU2005114828 A RU 2005114828A RU 2295681 C2 RU2295681 C2 RU 2295681C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- vacuum
- chamber
- dehydration
- heat exchanger
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 title abstract 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 8
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 7
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 244000144977 poultry Species 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 3
- 238000009395 breeding Methods 0.000 abstract 2
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к процессам обезвоживания и сушки в вакууме, в том числе к процессам обработки веществ и материалов в выпарных машинах, вакуумных сушилках, устройствах низкотемпературного обезвоживания в вакууме и т.д., и может быть использовано для переработки и утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств, заводов, производящих спирт, пиво, а также в пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности.The invention relates to processes for dehydration and drying in a vacuum, including processes for processing substances and materials in evaporators, vacuum dryers, low-temperature dehydration devices in vacuum, etc., and can be used for processing and disposal of waste from poultry and pig farms factories producing alcohol, beer, as well as in the food, medical, microbiological and other industries.
Известен способ и устройство сушки материалов в вакууме путем передачи тепловой энергии методом кондуктивного нагрева подогреваемых полок и отвода конденсата (патент РФ №2121638 по кл. 6 F 26 В 5/04, 9/06 от 26.06.1997).A known method and device for drying materials in vacuum by transferring thermal energy by the method of conductive heating of heated shelves and condensate drain (RF patent No. 2121638 according to class 6 F 26 V 5/04, 9/06 from 06/26/1997).
В этом патенте описаны способ и устройство сушки в вакууме. Обезвоживание проводится в две стадии путем подвода тепла к подогреваемым полкам. На первой стадии устанавливают необходимый вакуум и затем осуществляется подогрев полок с материалом до температуры, не превышающей предельно допустимую. На второй стадии при той же температуре полок вакуум понижают и сушку ведут до влажности материала не выше 5% и его температуры, близкой к температуре полок. Устройство содержит вакуумную камеру с полками для обезвоживаемого материала, подключенную через батарейный осушитель паровоздушной смеси к водокольцевому насосу и насосу глубокого вакуума, а также к холодильной машине.This patent describes a method and apparatus for drying under vacuum. Dehydration is carried out in two stages by supplying heat to the heated shelves. At the first stage, the necessary vacuum is established and then the shelves with the material are heated to a temperature not exceeding the maximum allowable. In the second stage, at the same temperature of the shelves, the vacuum is reduced and drying is carried out until the moisture content of the material is not higher than 5% and its temperature is close to the temperature of the shelves. The device comprises a vacuum chamber with shelves for dehydrated material, connected through a battery dryer for vapor-air mixture to a liquid ring pump and a deep vacuum pump, as well as to a refrigeration machine.
Недостатком данного технического решения являются большие безвозвратные потери тепловой энергии в батарейном осушителе паровоздушной смеси и холодильной машине.The disadvantage of this technical solution is the large irretrievable loss of thermal energy in the battery dryer of the vapor-air mixture and the refrigeration machine.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является способ низкотемпературного вакуумного обезвоживания материалов и устройство для его осуществления (патент РФ №2246079 С1 по кл. F 26 В 5/04 от 28.07.2003).The closest technical solution for the combination of essential features is a method for low-temperature vacuum dehydration of materials and a device for its implementation (RF patent No. 2226079 C1 according to class F 26 B 5/04 of 07/28/2003).
Способ по приведенному патенту обеспечивается тем, что тепловая энергия, выделяющаяся в процессе сбора и отвода конденсата, возвращается в систему нагрева исходного материала, при этом поэтапный слив конденсата проводится таким образом, что перед удалением конденсата на атмосферу его переливают в дополнительную емкость с теплообменником и давлением внутри нее ниже атмосферного, а система загрузки осуществляет подачу исходного материала либо порциями, либо регулируемым непрерывным потоком, а выгрузка обработанного материала осуществляется из дополнительной камеры, имеющей возможность соединяться с атмосферой, не нарушая герметизацию технологической камеры.The method according to the patent is provided in that the heat energy released during the collection and removal of condensate is returned to the heating system of the source material, while the phased condensate is drained so that before the condensate is removed to the atmosphere, it is transferred to an additional tank with a heat exchanger and pressure inside it is lower than atmospheric, and the loading system feeds the source material either in batches or in a controlled continuous flow, and the processed material is unloaded It can be removed from an additional chamber, which can connect to the atmosphere without violating the sealing of the process chamber.
Устройство, реализующее данный способ, имеет систему нагрева, которая регенерацию тепловой энергии обеспечивает путем введения теплообменников в систему сбора конденсата, соединенных с блоком теплового насоса, из которого горячий теплоноситель направляется в теплообменники испарителя технологической камеры, которая в свою очередь содержит камеру сбора и выгрузки конечного продукта с давлением внутри нее ниже атмосферного, связанную с технологической камерой прямопролетным затвором и имеющую возможность окончательной выгрузки конечного продукта на атмосферу.A device that implements this method has a heating system that provides heat energy regeneration by introducing heat exchangers into the condensate collection system, connected to the heat pump unit, from which the hot heat carrier is sent to the heat exchangers of the evaporator of the process chamber, which in turn contains a collection and unloading chamber product with a pressure inside it below atmospheric, connected to the process chamber by a direct-flow shutter and having the possibility of final discharge of LfTetanus product to the atmosphere.
Недостатком данного технического решения является наличие потерь тепла в системе сбора и отвода конденсата и невозможность использования выделяющегося в процессе обезвоживания тепла для предварительного нагрева исходного материала.The disadvantage of this technical solution is the presence of heat loss in the condensate collection and removal system and the inability to use the heat released during the dehydration process for preheating the source material.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в сокращении потерь тепловой энергии в системе регенерации тепла и использовании выделяющейся в процессе конденсации тепловой энергии для предварительного нагрева исходного материала.The problem to which the claimed invention is directed is to reduce the loss of thermal energy in the heat recovery system and use the heat released during the condensation process to pre-heat the starting material.
За основу реализации предлагаемого способа приняты теплофизические свойства воды, содержащейся в обрабатываемых материалах, и пара, образующегося при обезвоживании исходного материала.The implementation of the proposed method is based on the thermophysical properties of the water contained in the processed materials and the steam formed during dehydration of the starting material.
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме, включающем загрузку исходного материала в вакуумную технологическую камеру, откачку камеры до давления ниже атмосферного, перемешивание и перемещение исходного материала в камере, выгрузку конечного обезвоженного продукта, сбор, слив и удаление конденсата, кондуктивный подвод тепла к исходному материалу с нагревом обрабатываемого материала в температурном диапазоне, нижний предел которого ограничивается температурой испарения воды при рабочем давлении в технологическом объеме, а верхний - условиями, обеспечивающими отсутствие необратимых потерь полезных свойств исходного материала и возможностью уничтожения живых клеток организма и растений, представляющих экологическую опасность и затрудняющих дальнейшее использование конечного продукта, согласно изобретению тепловая энергия водяного пара, выделяющегося в процессе обезвоживания в вакуумной технологической камере из исходного материала, теплообменниками, соединенными паропроводами с вакуумной технологической камерой, имеет возможность отводиться водой, охлаждающей теплообменники, и подаваться в теплообменники, через один из которых прокачивается холодный исходный материал, а через другой - рабочее тело теплового насоса, при этом выделившееся тепло имеет возможность нагревать исходный материал и рабочее тело, которое перемещается по герметичным технологическим теплообменникам-испарителям с трубчатыми каналами вакуумной технологической камеры, на которых размещается и перемещается обезвоживаемый предварительно нагретый исходный материал.This goal is achieved due to the fact that in the method of energy-saving dehydration and drying in vacuum, which includes loading the source material into a vacuum process chamber, pumping the chamber to a pressure below atmospheric, mixing and moving the starting material in the chamber, unloading the final dehydrated product, collecting, draining and condensate removal, conductive heat supply to the source material with heating of the processed material in the temperature range, the lower limit of which is limited by the temperature of the vapor water at a working pressure in the technological volume, and the upper one - by conditions ensuring the absence of irreversible loss of useful properties of the starting material and the possibility of destroying living cells of the body and plants, representing environmental danger and hindering the further use of the final product, according to the invention, the thermal energy of water vapor released in the process of dehydration in a vacuum technological chamber from the source material, heat exchangers connected by steam lines to the vacuum In this case, it can be discharged by water cooling the heat exchangers and fed into heat exchangers, through one of which cold source material is pumped, and through the other, the working fluid of the heat pump, while the heat released is able to heat the starting material and the working fluid, which moves along sealed process heat exchangers-evaporators with tubular channels of the vacuum process chamber, on which the dehydrated preheated odny material.
Согласно изобретению устройство энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме содержит систему нагрева, вакуумную технологическую камеру, в которой расположены технологические теплообменники-испарители с трубчатыми каналами для теплоносителя, на которых располагается исходный материал, систему загрузки исходного материала в вакуумную технологическую камеру и выгрузки конечного обезвоженного продукта, откачки камеры до давления ниже атмосферного, перемешивания и перемещения исходного материала в вакуумной технологической камере, сбора, слива и удаления конденсата, кондуктивного подвода тепла к исходному материалу с нагревом обрабатываемого материала в температурном диапазоне, нижний предел которого ограничивается температурой испарения воды при рабочем давлении в технологическом объеме, а верхний - условиями, обеспечивающими отсутствие необратимых потерь полезных свойств исходного материала и возможностью уничтожения живых клеток организма и растений, представляющих экологическую опасность и затрудняющих дальнейшее использование конечного продукта, выгрузку конечного обезвоженного продукта, при этом в систему нагрева встроены теплообменник, внутри которого с одной стороны размещается прокачиваемый и направляемый в вакуумную технологическую камеру исходный материал, а с другой стороны - горячая вода из теплообменника, в котором конденсируется пар, выделившийся в вакуумной технологической камере в результате процесса обезвоживания исходного материала, теплообменник-испаритель теплового насоса, через который имеется возможность пропускать горячую воду из теплообменника, в котором конденсируется пар, выделившийся в вакуумной технологической камере в результате процесса обезвоживания исходного материала, и теплообменник-конденсатор теплового насоса, который имеет возможность передать тепловую энергию рабочему телу технологических теплообменников-испарителей с трубчатыми каналами.According to the invention, the device for energy-saving dehydration and drying in vacuum contains a heating system, a vacuum process chamber, in which are located technological heat exchangers-evaporators with tubular channels for the coolant, on which the starting material is located, a system for loading the starting material into the vacuum process chamber and unloading the final dehydrated product, pumping the chamber to a pressure below atmospheric, mixing and moving the source material in a vacuum technological in the course of collecting, draining and removing condensate, conductive heat supply to the starting material with heating of the processed material in the temperature range, the lower limit of which is limited by the temperature of evaporation of water at a working pressure in the process volume, and the upper limit by conditions ensuring the irreversible loss of useful properties of the starting material and the possibility of destroying living cells of the body and plants, representing environmental danger and hindering the further use of the final product a, unloading of the final dehydrated product, while a heat exchanger is built into the heating system, inside of which, on the one hand, the raw material pumped and sent to the vacuum technological chamber is placed, and on the other hand is hot water from the heat exchanger, in which the steam released in the vacuum technological the chamber as a result of the process of dehydration of the starting material, a heat exchanger-evaporator of the heat pump through which it is possible to pass hot water from the heat exchanger into the cat rum condensed vapor evolved in the vacuum process chamber through a process of dehydration of the starting material, and the heat exchanger-condenser of the heat pump, which has the ability to transfer heat exchangers working fluid evaporation process with tubular channels.
Дополнительно в устройстве в систему нагрева может быть встроен стартовый тепло-генератор, который с помощью регулируемых клапанов соединен с теплообменником-испарителем теплового насоса.Additionally, in the device, a starting heat generator can be integrated into the heating system, which is connected to the heat exchanger-evaporator of the heat pump using adjustable valves.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам, заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по существующему законодательству.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all essential features of the claimed invention, and the definition of the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the characteristics of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to seeing emomu applicant technical result in the distinguishing features of the claimed subject set out in the claims. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under existing law.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.To verify the conformity of the claimed invention to the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow the prior art.
Способ и устройство энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме реализуются следующим образом.The method and apparatus of energy-saving dehydration and drying in vacuum are implemented as follows.
На чертеже температура стенок вакуумной технологической камеры 1 на несколько градусов выше рабочей температуры внутри вакуумной технологической камеры 1 за счет тепловой рубашки (не показана), окружающей внутренние стенки вакуумной технологической камеры 1. Остаточная газовая среда 2 вакуумной технологической камеры 1 в основном состоит из водяного пара, выделяющегося из исходного материала 3, перемещающегося по поверхностям испарения модулей технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами. В вакуумной технологической камере 1 монтируются блоки технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами, внутри которых с помощью насоса 5 имеется возможность перемещать горячее рабочее тело. Вакуумная технологическая камера 1 оснащена несколькими паропроводами 6. В трубопровод с рабочим телом встроен насос 5 и регулировочный клапан 7. Этот трубопровод связан с теплообменником-конденсатором 8 теплового насоса. Водяной пар 9 по паропроводам 6 имеет возможность поступать в теплообменники 10. Вакуумный насос 11 с помощью системы клапанов 12, 13 связан с несколькими емкостями для сбора конденсата 14. Трубопровод 15, теплообменник-испаритель 16 и трубопровод 17 конструктивно формируют испарительный блок теплового насоса. Из емкости 18 с холодным исходным материалом с помощью насоса 19 и регулируемых клапанов имеется возможность формировать и подавать через теплообменник 20 исходный материал 3 в вакуумную технологическую камеру 1 на поверхности испарения технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами. Компрессор 21 трубопроводами связан через конденсатор-теплообменник 8 с дросселем - терморегулирующим устройством 22, которые совместно формируют горячий блок теплового насоса. С помощью регулируемых клапанов 23 стартовый дополнительный теплогенератор 24 соединен с теплообменником-испарителем 16 теплового насоса. Вакуумные насосы 11 соединены системой трубопроводов и клапанов 12, 13 и теплообменниками 10 с вакуумной технологической камерой 1 и имеют возможность поддерживать необходимое давление внутри ее.In the drawing, the temperature of the walls of the vacuum technological chamber 1 is several degrees higher than the working temperature inside the vacuum technological chamber 1 due to a thermal jacket (not shown) surrounding the inner walls of the vacuum technological chamber 1. The residual gas medium 2 of the vacuum technological chamber 1 mainly consists of water vapor released from the source material 3, moving along the evaporation surfaces of the modules of process heat exchangers-evaporators 4 with tubular channels. In the vacuum technological chamber 1, the blocks of technological heat exchangers-evaporators 4 with tubular channels are mounted, inside of which with the help of pump 5 it is possible to move the hot working fluid. The vacuum process chamber 1 is equipped with several steam lines 6. A pump 5 and a control valve 7 are integrated in the pipeline with the working fluid. This pipe is connected to the heat pump-heat exchanger-condenser 8. Water vapor 9 through steam lines 6 is able to enter the heat exchangers 10. The vacuum pump 11 is connected to several tanks for condensate collection via a valve system 12, 13. Piping 15, heat exchanger-evaporator 16 and pipeline 17 constructively form the evaporative block of the heat pump. From the tank 18 with the cold source material using the pump 19 and the adjustable valves, it is possible to form and feed through the heat exchanger 20 the source material 3 into the vacuum process chamber 1 on the evaporation surface of the process heat exchangers-evaporators 4 with tubular channels. The compressor 21 is connected by pipelines through a condenser-heat exchanger 8 with a throttle - a thermoregulating device 22, which together form a hot block of a heat pump. Using adjustable valves 23, the starting additional heat generator 24 is connected to the heat exchanger-evaporator 16 of the heat pump. Vacuum pumps 11 are connected by a system of pipelines and valves 12, 13 and heat exchangers 10 with a vacuum process chamber 1 and are able to maintain the necessary pressure inside it.
Необходимое разрежение в вакуумной технологической камере 1 поддерживается вакуумными насосами 11 и за счет постоянной конденсации водяного пара 9. Рабочий диапазон давлений от 0,7 до 0,1 атм обеспечивает кипение и испарение водной составляющей исходного материала 3 при температурах 40÷90°С. Постоянный нагрев, разрежение и перемещение исходного материала 3 по поверхностям испарения технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами приводит к обезвоживанию исходного материала 3 до требующейся влажности.The necessary vacuum in the vacuum process chamber 1 is supported by vacuum pumps 11 and due to the constant condensation of water vapor 9. The operating pressure range from 0.7 to 0.1 atm provides boiling and evaporation of the aqueous component of the starting material 3 at temperatures of 40 ÷ 90 ° C. Constant heating, rarefaction and movement of the starting material 3 along the evaporation surfaces of the process heat exchangers-evaporators 4 with tubular channels leads to dehydration of the starting material 3 to the required humidity.
Непрерывная загрузка исходного материала из емкости 18, постоянный отвод конденсата и выгрузка готового обезвоженного конечного продукта обеспечивают непрерывный цикл вакуумного обезвоживания.Continuous loading of the source material from the tank 18, continuous removal of condensate and unloading of the finished dehydrated final product provide a continuous cycle of vacuum dehydration.
Способ энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме реализуется в устройстве следующим образом: исходный материал 3 с помощью системы загрузки исходного материала может поступать на верхнюю часть блока технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами. Исходный материал 3 имеет возможность перемещаться вдоль по поверхности испарения технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами вниз с последующей выгрузкой сухого конечного продукта 25 на атмосферу. По мере перемещения исходного материала 3 по поверхностям испарения технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами в вакуумной технологической камере 1 при температуре, соответствующей разрежению внутри нее, образовавшийся водяной пар 2 по паропроводу 6, соединяющему вакуумную технологическую камеру 1 и теплообменник 10, имеет возможность сконденсироваться и поступить в одну из емкостей для сбора конденсата 14, а затем насосом быть поданным для охлаждения вакуумных насосов 11. Теплообменник 10 имеет возможность охлаждаться водой, поступающей из теплообменника-испарителя 16. С другой стороны, после теплообменников 10 теперь уже горячая вода может быть подана в теплообменник 20, в котором находится исходный холодный материал, а затем в теплообменник-испаритель 16 теплового насоса.The method of energy-saving dehydration and drying in vacuum is implemented in the device as follows: the starting material 3 can be supplied to the upper part of the process heat exchanger-evaporator unit 4 with tubular channels using the feed material loading system. The source material 3 has the ability to move along the surface of the evaporation of technological heat exchangers-evaporators 4 with tubular channels downstream, followed by unloading of the dry final product 25 to the atmosphere. As the source material 3 moves along the evaporation surfaces of the process heat exchangers-evaporators 4 with tubular channels in the vacuum process chamber 1 at a temperature corresponding to the vacuum inside it, the water vapor 2 formed through the steam line 6 connecting the vacuum process chamber 1 and the heat exchanger 10 is able to condense and enter one of the tanks for collecting condensate 14, and then be pumped to cool the vacuum pumps 11. The heat exchanger 10 has the ability to cool tsya water coming from the evaporator heat exchanger 16. On the other hand, after the heat exchanger 10, the now hot water can be supplied to the heat exchanger 20, in which the cold source material, and then into the heat exchanger-evaporator 16 of the heat pump.
Таким образом, происходит круговорот тепла внутри устройства энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме и предварительный нагрев исходного материала в теплообменнике 10, а имеющие место потери тепла имеют возможность компенсироваться мощностью электропривода компрессора 21.Thus, the heat cycle occurs inside the energy-saving dehydration and drying device in a vacuum and the source material is preheated in the heat exchanger 10, and the occurring heat losses can be compensated by the power of the compressor 21.
Все это позволяет вести процесс без какого-либо внешнего источника тепла, а процесс регенерации тепла в тепловом насосе позволяет уменьшить потребляемую энергию не менее чем в три раза.All this allows you to conduct the process without any external heat source, and the process of heat recovery in the heat pump allows you to reduce the energy consumption by at least three times.
Запуск системы нагрева осуществляется с помощью дополнительного встроенного теплогенератора 24, который соединен трубопроводами и регулируемыми клапанами 23 с теплообменником-испарителем 16 теплового насоса и теплообменником 10.The heating system is launched using an additional built-in heat generator 24, which is connected by pipelines and adjustable valves 23 to the heat exchanger-evaporator 16 of the heat pump and heat exchanger 10.
Устройство, обеспечивающее реализацию способа энергосберегающего обезвоживания и сушки в вакууме, работает следующим образом. Исходный материал 3 из бункера 18 насосом 19 подается в теплообменник 20, где он предварительно нагревается до температуры испарения воды в условиях вакуума в вакуумной технологической камере 1. Нагрев исходного материала 3 в теплообменнике 20 происходит за счет частичного охлаждения горячей воды, поступающей в теплообменник 20 из одного из теплообменников 10. В свою очередь нагрев этого потока воды в теплообменнике 10 происходит за счет тепла, выделяющегося в результате конденсации потока пара 9. Поток воды в теплообменнике 20 частично охлаждается, отдавая тепло исходному материалу, находящемуся в теплообменнике 20. Далее частично охлажденный поток воды из теплообменника 20 поступает в теплообменник-испаритель 16 теплового насоса. В теплообменнике-испарителе 16 теплового насоса происходит испарение рабочего тела теплового насоса, которое в парообразном состоянии поступает в компрессор 21 теплового насоса, в котором происходит сжатие рабочего тела теплового насоса. Рабочее тело теплообменника после компрессора 21 поступает в теплообменник-конденсатор 8 теплового насоса. Здесь рабочее тело охлаждается, отдавая тепло рабочему телу технологических теплообменников-испарителей 4 с трубчатыми каналами в количестве, достаточном для проведения процесса обезвоживания и сушки. Неизбежные потери тепла компенсируются мощностью привода теплового насоса, которая не менее чем в три раза меньше мощности, затрачиваемой на проведение процесса обезвоживания и сушки. Суммарное количество регенерируемого тепла и энергии компрессора 21 достаточно для проведения непрерывного процесса обезвоживания и сушки. Вода, охлажденная за счет испарения рабочего тела теплового насоса, из теплообменника-испарителя 16 поступает в теплообменник 10, где она снова нагревается, поглощая тепло, выделяющееся при конденсации потока пара 9. Охлажденный конденсат направляется для охлаждения водяного вакуумного насоса 11 и далее на слив.A device that provides the implementation of the method of energy-saving dehydration and drying in vacuum, works as follows. The source material 3 from the hopper 18 is pumped to a heat exchanger 20 by a pump 19, where it is preheated to the temperature of water evaporation under vacuum in a vacuum process chamber 1. The source material 3 is heated in the heat exchanger 20 by partially cooling the hot water entering the heat exchanger 20 from one of the heat exchangers 10. In turn, the heating of this water stream in the heat exchanger 10 is due to the heat generated by the condensation of the steam stream 9. The water stream in the heat exchanger 20 partially cools this, transferring heat to the source material located in the heat exchanger 20. Next, the partially cooled stream of water from the heat exchanger 20 enters the heat exchanger-evaporator 16 of the heat pump. In the heat exchanger-evaporator 16 of the heat pump, the working fluid of the heat pump evaporates, which in a vapor state enters the compressor 21 of the heat pump, in which the working fluid of the heat pump is compressed. The working body of the heat exchanger after the compressor 21 enters the heat exchanger-condenser 8 of the heat pump. Here, the working fluid is cooled, giving heat to the working fluid of process heat exchangers-evaporators 4 with tubular channels in an amount sufficient to conduct the dehydration and drying process. The inevitable heat loss is compensated by the heat pump drive power, which is no less than three times less than the power spent on the dehydration and drying process. The total amount of regenerated heat and energy of the compressor 21 is sufficient for a continuous process of dehydration and drying. Water cooled by evaporation of the working fluid of the heat pump from the heat exchanger-evaporator 16 enters the heat exchanger 10, where it is heated again, absorbing the heat released during condensation of the steam stream 9. The cooled condensate is sent to cool the water vacuum pump 11 and then to drain.
Таким образом обеспечивается непрерывная регенерация тепла.This ensures continuous heat recovery.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114828/06A RU2295681C2 (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Method and the device of the power-saving dehydration and the vacuum drying |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114828/06A RU2295681C2 (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Method and the device of the power-saving dehydration and the vacuum drying |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005114828A RU2005114828A (en) | 2006-11-27 |
| RU2295681C2 true RU2295681C2 (en) | 2007-03-20 |
Family
ID=37664130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114828/06A RU2295681C2 (en) | 2005-05-17 | 2005-05-17 | Method and the device of the power-saving dehydration and the vacuum drying |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2295681C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2353873C2 (en) * | 2007-03-29 | 2009-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования" (ООО "НТЦ РПО") | Installation for wood drying |
| RU2451257C2 (en) * | 2010-08-02 | 2012-05-20 | Георгий Галиуллович Валеев | Device for vacuum drying of biomaterials |
| CN102823640A (en) * | 2012-09-24 | 2012-12-19 | 陈锦权 | Energy-conservation drying device for drying vegetables and seaweed type products and drying method thereof |
| RU2601082C2 (en) * | 2014-11-28 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method and device for heat supply and recovery of heat energy in vacuum machine of dehydration and drying |
| RU203367U1 (en) * | 2020-07-06 | 2021-04-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | SOLID MATERIAL DRYING PLANT |
| RU2808072C1 (en) * | 2023-08-30 | 2023-11-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Dryer unit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1239486A1 (en) * | 1984-10-16 | 1986-06-23 | Казахский Химико-Технологический Институт | Thermocompressor drying unit |
| SU1374018A1 (en) * | 1986-03-20 | 1988-02-15 | Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства | Drying installation |
| SU1535388A3 (en) * | 1986-04-08 | 1990-01-07 | Eichholz Heinz | Installation for condensing water steam |
| RU2124683C1 (en) * | 1997-04-02 | 1999-01-10 | Кубанский государственный технологический университет | Method of drying pasty food-stuff and plant for realization of this method |
| RU2246079C1 (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экспертное общество "ЭЛЬТРОН" | Method for low-temperature vacuum dehydration of materials and device for its realization |
-
2005
- 2005-05-17 RU RU2005114828/06A patent/RU2295681C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1239486A1 (en) * | 1984-10-16 | 1986-06-23 | Казахский Химико-Технологический Институт | Thermocompressor drying unit |
| SU1374018A1 (en) * | 1986-03-20 | 1988-02-15 | Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства | Drying installation |
| SU1535388A3 (en) * | 1986-04-08 | 1990-01-07 | Eichholz Heinz | Installation for condensing water steam |
| RU2124683C1 (en) * | 1997-04-02 | 1999-01-10 | Кубанский государственный технологический университет | Method of drying pasty food-stuff and plant for realization of this method |
| RU2246079C1 (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экспертное общество "ЭЛЬТРОН" | Method for low-temperature vacuum dehydration of materials and device for its realization |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2353873C2 (en) * | 2007-03-29 | 2009-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования" (ООО "НТЦ РПО") | Installation for wood drying |
| RU2451257C2 (en) * | 2010-08-02 | 2012-05-20 | Георгий Галиуллович Валеев | Device for vacuum drying of biomaterials |
| CN102823640A (en) * | 2012-09-24 | 2012-12-19 | 陈锦权 | Energy-conservation drying device for drying vegetables and seaweed type products and drying method thereof |
| CN102823640B (en) * | 2012-09-24 | 2013-09-04 | 陈锦权 | Energy-conservation drying device for drying vegetables and seaweed type products and drying method thereof |
| RU2601082C2 (en) * | 2014-11-28 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method and device for heat supply and recovery of heat energy in vacuum machine of dehydration and drying |
| RU203367U1 (en) * | 2020-07-06 | 2021-04-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | SOLID MATERIAL DRYING PLANT |
| RU2808072C1 (en) * | 2023-08-30 | 2023-11-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Dryer unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005114828A (en) | 2006-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2406951C1 (en) | Procedure for drying capillary-porous loose materials and device for implementation of this procedure | |
| US20180172348A1 (en) | Continuous flow dryer for treating bulk material | |
| US10427130B2 (en) | Hydrothermal carbonization method and device with optimised sludge and steam mixing | |
| CN105157358A (en) | Energy-saving vacuum drying technique and system | |
| RU2295681C2 (en) | Method and the device of the power-saving dehydration and the vacuum drying | |
| RU2246079C1 (en) | Method for low-temperature vacuum dehydration of materials and device for its realization | |
| CN111099810A (en) | Indirect sludge drying device and method for recycling waste steam energy by heat pump | |
| US10343917B2 (en) | Method and facility for drying by means of hydrothermal carbonization and filtering | |
| KR20000000040A (en) | a low temperature and reduce the pressure dryer for the farm products,marine products,forest products | |
| RU2601082C2 (en) | Method and device for heat supply and recovery of heat energy in vacuum machine of dehydration and drying | |
| RU2295676C2 (en) | Method and device for heat supply and regeneration of thermal energy in vacuum dehydration and drying machine | |
| RU2300718C1 (en) | Arrangement for low-temperature dewatering materials in vacuum | |
| CN101046351B (en) | Low temperature vacuum drier | |
| CN218306222U (en) | Flash distillation device for agricultural potassium nitrate preparation | |
| EP1998128B1 (en) | System for organic substances dehydration at low temperature and vacuum conditions | |
| RU144060U1 (en) | DEVICE FOR ENERGY-SAVING DEWATERING AND DRYING IN VACUUM IN STEAMING MACHINES PRODUCING BEER | |
| RU199951U1 (en) | VACUUM CHAMBER OF DRYER | |
| DK2020580T3 (en) | Process for reprocessing of silage | |
| RU2334923C1 (en) | Method of vacuum dehydration and drying and associated device | |
| RU2004116334A (en) | METHOD FOR PRE-HEATING PROCESSING OF GRAINS AND EQUIPMENT FOR PRE-HEATING PROCESSING OF GRAINS | |
| JP4213249B2 (en) | Organic waste fermentation treatment equipment | |
| JP3627145B2 (en) | Sericin drying apparatus and drying method | |
| RU2784632C1 (en) | Drying unit | |
| EP4215220A1 (en) | Liquid recovery system and waste disinfection apparatus | |
| RU2766359C1 (en) | System for processing blood produced during slaughtering for production of blood meal and method for processing blood produced during slaughtering process for production of blood meal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120518 |