[go: up one dir, main page]

RU2379604C1 - Low-temperature vacuum material dehydration and drying device - Google Patents

Low-temperature vacuum material dehydration and drying device Download PDF

Info

Publication number
RU2379604C1
RU2379604C1 RU2008149554/06A RU2008149554A RU2379604C1 RU 2379604 C1 RU2379604 C1 RU 2379604C1 RU 2008149554/06 A RU2008149554/06 A RU 2008149554/06A RU 2008149554 A RU2008149554 A RU 2008149554A RU 2379604 C1 RU2379604 C1 RU 2379604C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
vacuum
assembly
heat pump
dehydration
Prior art date
Application number
RU2008149554/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Костин (RU)
Александр Михайлович Костин
Виктор Павлович Марков (RU)
Виктор Павлович Марков
Виктор Викторович Шваб (RU)
Виктор Викторович Шваб
Борис Алексеевич Кольченко (RU)
Борис Алексеевич Кольченко
Юрий Алексеевич Потапов (RU)
Юрий Алексеевич Потапов
Original Assignee
Александр Михайлович Костин
Виктор Павлович Марков
Виктор Викторович Шваб
Борис Алексеевич Кольченко
Юрий Алексеевич Потапов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Михайлович Костин, Виктор Павлович Марков, Виктор Викторович Шваб, Борис Алексеевич Кольченко, Юрий Алексеевич Потапов filed Critical Александр Михайлович Костин
Priority to RU2008149554/06A priority Critical patent/RU2379604C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2379604C1 publication Critical patent/RU2379604C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: heating systems.
SUBSTANCE: device meant for low-temperature vacuum material dehydration and drying includes vacuum process chamber in which there are process heat exchangers-evaporators with tubular channels for heat carrier, vacuum pumping assembly, assembly of charging original material to vacuum process chamber, assembly of discharging dehydrated end product, condensate collection and drain assembly, heat carrier supply assembly and heat pump. At that, vacuum process chamber is made in the form of individual units of pre-heating, pre-dehydration and final drying, cavities of each of which are connected to vacuum pumping assembly; at that, unit of final drying is made in the form of a tube with screw mechanism located in it and made in the form of blades which are fixed on the shaft and have pitch changing throughout the shaft; at that, one end of tube is connected to unit of pre-dehydration, and the other end - to finished product capacity; at that, blades from the side of finished product capacity are needle-shaped; shaft cavity is connected to heat carrier supply system; evaporation circuit of heat pump is connected to condensate collection assembly, and condenser circuit of heat pump is connected to final drying unit.
EFFECT: improving dehydration and drying efficiency of original materials, reducing energy consumption.
2 dwg

Description

Изобретение относится к технологическим процессам обработки (сушки) веществ и материалов и может быть использовано в пищевой, медицинской и других отраслях промышленности, а также для переработки и утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств.The invention relates to technological processes for the processing (drying) of substances and materials and can be used in food, medical and other industries, as well as for the processing and disposal of waste from poultry and pig farms.

Известно устройство для низкотемпературного обезвоживания и сушки материалов в вакууме, содержащее вакуумную камеру с полками для высушиваемого материала с элементами размещения и транспортировки органического материала, систему нагрева и узлы загрузки и выгрузки конечного продукта (патент РФ №2134854, кл. F16B 5/06, от 1.08.1997 г.).A device for low-temperature dehydration and drying of materials in vacuum, containing a vacuum chamber with shelves for the dried material with elements for placing and transporting organic material, a heating system and nodes for loading and unloading the final product (RF patent No. 2134854, class F16B 5/06, from 1.08.1997 g.).

Недостатком данного устройства является потеря тепла, вызванная наличием сброса тепловой энергии, выделяющейся в процессе конденсации испаренной влаги. В конечном итоге это снижает эффективность обезвоживания материалов и веществ.The disadvantage of this device is the loss of heat caused by the presence of a discharge of thermal energy released during the condensation of evaporated moisture. Ultimately, this reduces the efficiency of dehydration of materials and substances.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для низкотемпературного обезвоживания и сушки материалов в вакууме, содержащее вакуумную технологическую камеру, в которой расположены технологические теплообменники - испарители для теплоносителя, узел загрузки исходного материала в вакуумную технологическую камеру, узел выгрузки конечного обезвоженного продукта, узел сбора и слива конденсата, узел подачи теплоносителя, блок предварительного нагрева и тепловой насос (патент РФ №2295681, кл. F16B 5/04, от 20.03.2007 г.).The closest technical solution for the combination of essential features is a device for low-temperature dehydration and drying of materials in vacuum, containing a vacuum process chamber, in which are located technological heat exchangers - evaporators for the coolant, a unit for loading the starting material into a vacuum process chamber, an unloading unit for the final dehydrated product, a unit condensate collection and drain, coolant supply unit, preheating unit and heat pump (RF patent No. 2295681, C. F16B 5/04, 03/20/2007).

Недостатком данного устройства является относительно низкая эффективность сушки и обезвоживания, потеря биологически ценных компонентов в готовом продукте, сложность конструкции устройства и большие энергозатраты.The disadvantage of this device is the relatively low efficiency of drying and dehydration, the loss of biologically valuable components in the finished product, the complexity of the design of the device and high energy consumption.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении эффективности обезвоживания и сушки исходных материалов, снижении энергозатрат и упрощении конструкции устройства.The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the efficiency of dehydration and drying of raw materials, reduce energy consumption and simplify the design of the device.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для низкотемпературного обезвоживания и сушки материалов в вакууме, содержащем вакуумную технологическую камеру, в которой расположены технологические теплообменники-испарители с трубчатыми каналами для теплоносителя, узел вакуумной откачки, узел загрузки исходного материала в вакуумную технологическую камеру, узел выгрузки конечного обезвоженного продукта, узел сбора и слива конденсата, узел подачи теплоносителя и тепловой насос, вакуумная технологическая камера выполнена в виде автономных блоков предварительного нагрева, предварительного обезвоживания и окончательной сушки, полости каждого из которых соединены с узлом вакуумной откачки, причем блок окончательной сушки выполнен в виде трубы с расположенным в нем шнековым механизмом, в виде закрепленных на валу лопастей с изменяющимся шагом по длине вала, при этом один конец трубы соединен с блоком предварительного обезвоживания, а другой конец - с емкостью готового продукта, при этом лопасти со стороны емкости готового продукта выполнены игольчатыми, полость вала соединена с системой подачи теплоносителя, испарительный контур теплового насоса соединен с узлом сбора конденсата, а конденсаторный контур теплового насоса соединен с блоком окончательной сушки.The problem is solved due to the fact that in the device for low-temperature dehydration and drying of materials in a vacuum containing a vacuum technological chamber, in which are located technological heat exchangers-evaporators with tubular channels for a coolant, a vacuum pumping unit, a unit for loading the source material into a vacuum technological chamber, a unit for unloading the final dehydrated product, a condensate collection and discharge unit, a coolant supply unit and a heat pump, a vacuum process chamber and in the form of autonomous blocks of preheating, preliminary dewatering and final drying, the cavities of each of which are connected to a vacuum pumping unit, the final drying unit being made in the form of a pipe with a screw mechanism located in it, in the form of blades fixed to the shaft with a variable pitch along the length shaft, while one end of the pipe is connected to the preliminary dewatering unit, and the other end is connected to the tank of the finished product, while the blades on the side of the tank of the finished product are made of needle, olost shaft is connected to the coolant supply system, the evaporator circuit of the heat pump is connected to a condensate collection unit and condenser of the heat pump circuit is connected to the final drying unit.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для низкотемпературного обезвоживания и сушки материалов в вакууме.Figure 1 presents a block diagram of a device for low-temperature dehydration and drying of materials in vacuum.

На фиг.2 представлен общий вид блока предварительного обезвоживания и связанный с ним блок окончательной сушки.Figure 2 presents a General view of the block preliminary dehydration and the associated block of final drying.

Устройство содержит емкость для исходного материала 1, узел загрузки исходного материала 2, вакуумную технологическую камеру 3, состоящую из блока предварительного нагрева 4, блока предварительного обезвоживания 5 и блока окончательной сушки 6. Устройство также содержит узел вакуумной откачки, снабженный вакуумным насосом 7 и системой коллекторов 7, 8, связывающие полости 4, 5 и 6.The device comprises a container for the starting material 1, a feed unit for loading the starting material 2, a vacuum process chamber 3, consisting of a pre-heating unit 4, a pre-dewatering unit 5 and a final drying unit 6. The device also comprises a vacuum pumping unit equipped with a vacuum pump 7 and a collector system 7, 8, connecting the cavity 4, 5 and 6.

Блок окончательной сушки 6 выполнен в виде трубы 9 с расположенным в нем шнековым механизмом в виде закрепленных на валу 10 полых лопастей 11 и 12 с изменяющимся шагом по длине вала. Один конец трубы соединен с блоком предварительного обезвоживания, а другой конец - с узлом выгрузки готового продукта13. Лопасти 12 со стороны емкости готового продукта выполнены игольчатыми, а полость вала 10 соединена с системой подачи теплоносителя 14, в качестве которого используется горячая вода. Технологические теплообменники 15, расположенные в в блоке 5 предварительного обезвоживания, также соединены с системой подачи теплоносителя 14. Готовый продукт собирается в емкости 16.The final drying unit 6 is made in the form of a pipe 9 with a screw mechanism located in it in the form of hollow blades 11 and 12 fixed to the shaft 10 with a variable pitch along the length of the shaft. One end of the pipe is connected to the preliminary dewatering unit, and the other end to the end product unloading unit13. The blades 12 from the side of the container of the finished product are made needle-shaped, and the cavity of the shaft 10 is connected to the supply system of the coolant 14, which uses hot water. Technological heat exchangers 15, located in the block 5 preliminary dehydration, are also connected to the supply system of the coolant 14. The finished product is collected in the tank 16.

Узел сбора конденсата 17 соединен с узлом слива конденсата 18 и с испарительным контуром 19 теплового насоса 20, а конденсаторный контур 21 теплового насоса соединен с блоком окончательной сушки 6, блоком предварительного обезвоживания 5 и блоком предварительного нагрева 4.The condensate collection unit 17 is connected to the condensate drainage unit 18 and to the evaporative circuit 19 of the heat pump 20, and the condenser circuit 21 of the heat pump is connected to the final drying unit 6, the pre-dewatering unit 5 and the pre-heating unit 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Исходный материал с температурой 12-20°С и влажностью 80-95% при помощи узла загрузки 2 поступает из емкости 1 в блок предварительного нагрева 4, где нагревается при вакууме 0,1 бар до температуры испарения влаги +55°С.The source material with a temperature of 12-20 ° C and a humidity of 80-95% by means of the loading unit 2 enters from the tank 1 into the pre-heating unit 4, where it is heated under vacuum of 0.1 bar to a temperature of evaporation of moisture + 55 ° C.

Подогретый исходный продукт далее поступает в блок предварительного обезвоживания 5. В технологические теплообменники 15, расположенные в этом блоке, поступает горячая вода. Под действием тепла в блоке 5 происходит испарение влаги с поверхности исходного продукта до значения влажности 30-40%. Затем предварительно обезвоженный продукт поступает в блок окончательной сушки, где при вакууме 0,1 бар и температуре +55°С происходит окончательная сушка продукта до влажности 7-10%.The heated initial product then goes to the pre-dewatering unit 5. Hot water enters the process heat exchangers 15 located in this unit. Under the action of heat in block 5, moisture evaporates from the surface of the original product to a moisture value of 30-40%. Then the pre-dehydrated product enters the final drying unit, where at a vacuum of 0.1 bar and a temperature of + 55 ° C the final drying of the product to a moisture content of 7-10% takes place.

Образованный в блоке 5 и 6 пар, поступает в узел сбора конденсата 17 и сливается в узел слива конденсата 18. Часть пара увлекается потоком, откачиваемым вакуумным насосом 7, который выбрасывается наружу.The steam formed in block 5 and 6 enters the condensate collection unit 17 and merges into the condensate drainage unit 18. A part of the steam is carried away by the flow pumped out by the vacuum pump 7, which is thrown out.

В полости вала 10 и лопастей 11 протекает теплоноситель по системе подачи теплоносителя 14, нагревающий шнековый механизм до температуры 60°С.In the cavity of the shaft 10 and the blades 11 flows the coolant through the supply system of the coolant 14, heating the screw mechanism to a temperature of 60 ° C.

Интенсивное перемешивание на спирали шнека обуславливает постоянный контакт комкообразного продукта, повышение его температуры и дальнейшее испарение влаги. На участке шнека с игольчатыми лопастями происходит окончательная сушка, разбиение комков и полная гомогенизация продукта. Возврат части энергии, затраченной на испарение влаги в блоке 5, осуществляется подачей энергии от узла сбора конденсата 17 на испарительный контур теплового насоса 20, а повторная подача тепловой энергии в блок 6 осуществляется конденсаторным контуром 21 теплового насоса 20.Intensive mixing on the screw spiral leads to constant contact of the lumpy product, increasing its temperature and further evaporation of moisture. In the area of the auger with needle blades, the final drying occurs, the lumps break up and the product is completely homogenized. The return of part of the energy spent on the evaporation of moisture in block 5 is carried out by supplying energy from the condensate collecting unit 17 to the evaporative circuit of the heat pump 20, and the re-supply of thermal energy to block 6 is carried out by the condenser circuit 21 of the heat pump 20.

Таким образом, повышение интенсивности теплоотвода в блоке окончательной сушки 6, в блоке предварительного выпаривания 5 является высокоэкономичным процессом сушки, повышает коэффициент преобразования тепловой энергии и, в конечном итоге, эффективность сушки исходного материала.Thus, increasing the heat sink intensity in the final drying unit 6, in the preliminary evaporation unit 5 is a highly economical drying process, increases the thermal energy conversion coefficient and, ultimately, the drying efficiency of the starting material.

Claims (1)

Устройство для низкотемпературного обезвоживания и сушки материалов в вакууме, содержащее вакуумную технологическую камеру, в которой расположены технологические теплообменники-испарители с трубчатыми каналами для теплоносителя, узел вакуумной откачки, узел загрузки исходного материала в вакуумную технологическую камеру, узел выгрузки конечного обезвоженного продукта, узел сбора и слива конденсата, узел подачи теплоносителя и тепловой насос, отличающееся тем, что вакуумная технологическая камера выполнена в виде автономных блоков предварительного нагрева, предварительного обезвоживания и окончательной сушки, полости каждого из которых соединены с узлом вакуумной откачки, причем блок окончательной сушки выполнен в виде трубы с расположенным в нем шнековым механизмом в виде закрепленных на валу лопастей с изменяющимся шагом по длине вала, при этом один конец трубы соединен с блоком предварительного обезвоживания, а другой конец - с емкостью готового продукта, при этом лопасти со стороны емкости готового продукта выполнены игольчатыми, полость вала соединена с системой подачи теплоносителя, испарительный контур теплового насоса соединен с узлом сбора конденсата, а конденсаторный контур теплового насоса соединен с блоком окончательной сушки. A device for low-temperature dehydration and drying of materials in vacuum, containing a vacuum process chamber, in which are located technological heat exchangers-evaporators with tubular channels for the coolant, a vacuum pumping unit, a source unit for loading the source material into a vacuum technological chamber, an unloading unit for the final dehydrated product, a collection unit, and condensate drain, coolant supply unit and heat pump, characterized in that the vacuum process chamber is made in the form of autonomous units pre-heating, pre-dewatering and final drying, the cavities of each of which are connected to the vacuum pumping unit, and the final drying unit is made in the form of a pipe with a screw mechanism located in it in the form of blades fixed to the shaft with a variable pitch along the shaft length, with one end the pipe is connected to the pre-dewatering unit, and the other end to the finished product’s tank, while the blades on the side of the finished product’s tank are needle-shaped, the shaft cavity is connected to subject supplying coolant, the evaporator circuit of the heat pump is connected to a condensate collection unit and condenser of the heat pump circuit is connected to the final drying unit.
RU2008149554/06A 2008-12-17 2008-12-17 Low-temperature vacuum material dehydration and drying device RU2379604C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149554/06A RU2379604C1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Low-temperature vacuum material dehydration and drying device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149554/06A RU2379604C1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Low-temperature vacuum material dehydration and drying device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2379604C1 true RU2379604C1 (en) 2010-01-20

Family

ID=42120888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149554/06A RU2379604C1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Low-temperature vacuum material dehydration and drying device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2379604C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134854C1 (en) * 1997-08-01 1999-08-20 ТОО НЭО "Эльтрон" Method of low-temperature dehydration of substances in vacuum
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
RU2300718C1 (en) * 2005-11-17 2007-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экспертное общество "Эльтрон"" ООО "НЭО "Эльтрон"" Arrangement for low-temperature dewatering materials in vacuum
WO2008146005A2 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Oxford Biosensors Ltd Freeze drying of target substances

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134854C1 (en) * 1997-08-01 1999-08-20 ТОО НЭО "Эльтрон" Method of low-temperature dehydration of substances in vacuum
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
RU2300718C1 (en) * 2005-11-17 2007-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экспертное общество "Эльтрон"" ООО "НЭО "Эльтрон"" Arrangement for low-temperature dewatering materials in vacuum
WO2008146005A2 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Oxford Biosensors Ltd Freeze drying of target substances

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6672318B2 (en) Dehydration apparatus, dehydration system, and dehydration method
JP6639330B2 (en) Dehydration system and dehydration method
CN105307986B (en) Ultra-dehydration method of thick or pasty biomass material and equipment for applying the method
KR101901940B1 (en) Sludge drying device reusing vapor heat
US8191282B2 (en) Device and method for obtaining energy carriers from moist biomass
CN209197435U (en) Biological organic fertilizer raw material heat-pump dehumidification system
CN111908764B (en) Mechanical vapor recompression drying system and method
CN104230136A (en) Sludge pyrohydrolysis joint vacuum flashing dehydration treatment method
CN106430898A (en) Sludge drying system and method
CN212334983U (en) Mechanical vapor recompression drying system
KR101630818B1 (en) The food garbage disposal device
RU2379604C1 (en) Low-temperature vacuum material dehydration and drying device
CN102718717A (en) Method for drying solid 1, 3-dihydroxytoluene-5, 5-dimethylhydantoin
KR20160073665A (en) Drying system and drying method for high water content materials
CN209485017U (en) Agalloch eaglewood material negative pressure stirring and drying machine
KR20000000040A (en) a low temperature and reduce the pressure dryer for the farm products,marine products,forest products
KR101341018B1 (en) Sludge drying system using helical coil type heater
KR20110024437A (en) High Function Organic Sludge Dryer Using Water-In-oil Evaporation Technology at Normal Pressure
CN212610195U (en) Sludge three-section type dehydration and drying system in domestic sewage treatment plant
CN220417925U (en) High-efficient hot air dryer
CN104819636B (en) Biomass dewatering and drying device and method
CN113480135B (en) Dual sludge drying device and method
DK2020580T3 (en) Process for reprocessing of silage
RU2601082C2 (en) Method and device for heat supply and recovery of heat energy in vacuum machine of dehydration and drying
RU2300718C1 (en) Arrangement for low-temperature dewatering materials in vacuum

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121218