УДК 662.997.537.22
РЕЦИРКУЛЯЦИОННО-КОМБИНИРОВАННАЯ СОЛНЕЧНАЯ СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА С АКТИВНЫМ ВЕНТИЛИРОВАНИЕМ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Научный руководитель – д. п.н., профессор
В настоящее время ведутся интенсивные исследования по разработке и повышению эффективности различных солнечных сушильных установок. Это связано с тем, что качество и внешний вид продукта зависит как от конструктивных особенностей сушилки, так и от организации технологического процесса сушки. Под последним фактором подразумевается предварительная обработка плода, температурные и радиационные режимы.
Следует отметить что в существующих солнечно-сушильных установок имеются ряд недостатков. Например, процесс сушки прерывается в вечернее время (процесс сушки сильно замедляется, иногда совсем прекращаются), несмотря непрерывной вентиляции процесс сушки продуктов происходит неравномерно.
Рис-1. Принципиальная схема сушильной установки. 1 – сушильная камера, 2,3 – вентиляторы, 4 – ИК-излучатель с рефлектором, 5 – поддон с продуктами, 6 – контактный термометр, 7 – пульт управления, 8 – воздуховод, 9 – прозрачная изоляция.
Кроме того в гелиосушильных установках процесс сушки продуктов не автоматизирована. Так как благодаря применению автоматизации работы солнечной установки дает возможность решить следующие актуальные задачи:
- получить высококачественной высушенной продукт сушки; это достигается путем поддержания температурно-влажностного режима сушки в сушильной камере.
- максимально использовать мощность теплоисточника (мощность сушильной установки) при предельно возможной производительности
- обеспечить надежность технологического процесса путем поддержания заданной режима сушки продуктов и освободить оператора установки от постоянного наблюдения за приборами [2].
Решение данной проблемы требует анализа и моделирование тепло-массообменных процессов при сушки и на основе этого разработка новых энергосберегающих гелиосушильных установок [1].
Для устранения этих недостатков нами разработана рециркуляционно-комбинированная солнечная сушильная установка (РКССУ) с активным вентилированием непрерывного действия.
Сушильная установка предназначена для сушки всех видов фруктов и плодоовощной продукции. Максимальная загрузка сушильной установки составляет 18-20 кг в зависимости от вида продукции.
Принципиальная схема установки показано на рис.1. Установка состоит из сушильной камеры 1 прямоугольной формы размером 1,0×0,62×0,42м снабженные системы вентиляции 2,3, дополнительного источника тепла 4 и сетчатые подносы 5. Сушилка и воздухонагреватель совмещены в одной камере. Сетчатые подносы располагаются в сушильной камере ярусами, причем расстояние между ними выбиралось с учетом создания равномерного потока теплоноси-теля. Подносы 5 выполнены прямоугольной формы размерами 380×350×50 мм металлическим сетчатым дном. В сушилке размещаются шесть подносов общей площадью 1,1 м2. Ориентация установки в меридиональном направлении.
Боковые и верхные части солнечной установки застеклены оконным стеклом толщиной 3 мм и хорошо герметизированы. Для заправки свежими порциями продуктов на одной из боковой части сушильной камеры имеется плотно закрыва-ющаяся форточки. В сушильной камере отвод и вынужденная циркуляция теплоносителя (паровоздушной смеси) осуществляется системой вентиляции 2,3. Первой вентилятор 2 (нагнетающий вентилятор) установлен во входной части камеры для подачи воздуха, скорость вращения которого регулируется специальной электрической схемой 7. Второй вентилятор 3 вмонтирован верхней части установки используется для выброса влажного воздуха из сушильной камеры в первый период сушки. Это позволяет поддерживать необходимый уровень режима влажности воздуха внутри камеры.
Предлагаемая сушильная установка может работать в следующих режимах: в режиме естественной циркуляции; и рециркуляции. В качестве дополнительного источника тепла в сушильной камере использован инфракрасного (ИК) излучателя типа КГТ-1000.с рефлектором 4 (в количестве 2 шт.). ИК излучатели вмонтирован внутри камеры (верхней части камеры). Они в основном используется для регулирования температурно-влажностного режима сушки продуктов в камере, а также для поддержания непрерывной работы установки.
РКССУ работает следующим образом. В дневное время солнечные лучи проходят через прозрачной изоляции внутрь конструкции РКССУ, нагревают воздух, высушиваемые продукты и приспособления внутри камеры. Нагретый воздух до температуры 55-60°С прогоняется нагнетающим вентилятором 2 сквозь высушиваемых продуктов. Отработанный сушильный агент через отсасывающих трубопровод 8 опять поступает в сушильную камеру т. е. сушильный агент имеющий достаточный потенциал сушки многократно циркулируется. В сушильной установке продукты сушится радиационно-конвективным способом. В первой период сушки продуктов влагосодержания воздуха в камере постепенно увеличивается. После достижения установленного значения относительной влажности воздуха внутри камеры влагорегулятор 7 автоматически включает второй вентилятор 3 для выбрасывания отработанного паровоздушного смеси в атмосферу. Далее с понижением влажности воздуха в камере до заданного значения по сигналу влагорегулятора вентилятор 3 отключается и процесс повторяется. В вечернее время когда температура воздуха понижается терморегулятор 6 включает теплоисточника (ИК-излучателя). Таким образом, терморегулятор поддерживает необходимый температурный режим сушки.
Установка легко транспортируется и удобна при эксплуатации.
Результаты исследования показали, что основными преимуществами рециркуляционно-комбинированных солнечных сушильных установок являются:
– возможность полной рециркуляции сушильного агента в сушилке;
–поддержание температуры и относительной влажности воздуха в сушильной камере на заданной величины в процессе сушки за счет применения системы автоматического регулирования;
–возможность регулирования вынужденной циркуляции теплоносителя в сушильной камере (активной вентиляции);
–возможность предварительной обработкой продуктов ИК излучениями перед сушкой а также применения осциллирующего режима сушки.
– уменьшение тепловых потерь через стенки сушильной камеры [1, 2];
Благодаря этим модификациям в сушилке удается интенсифицировать процесс сушки и продукты сушится более равномерно а также увеличивается КПД и производительность установки.
Список литературы:
1. Осадчий направление в нетрадиционной энергетике. – Энергосбережение. –Москва. 2001, № 4. – С. 34-38.
2. Харченко солнечные установки. М.: Энергоатомиздат, 1991. – С. 208.
