СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА СУШКИ КРОВИ В РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ
СУШИЛКАХ - ЧАСТЬ 3
сушильные камеры с параллельными (прямоточным)
током, с противотоком и со смешанным током
В зависимости от направления движения частиц крови
и кровепродуктов и воздуха различают сушильные камеры с параллельными
(прямоточным) током, с противотоком и со смешанным током (рис. 30). При
использовании прямоточного метода распыления кровь (кровепродукты) и
сушильный агент (горячий воздух) движутся параллельно. При этом
парал-лельный ток может быть осуществлен в трех направлениях: при подаче
крови (кровепродуктов) и воздуха сверху (рис. 33, а), при подаче крови (кровепродуктов)
и воздуха сбоку (рис. 33, б) и вращательном движении потока при подаче
крови (кровепродуктов) и воздуха снизу.
При подаче крови и воздуха снизу скорость движения частиц равна сумме
скорости витания и скорости движения воздуха. Основная масса сухого
альбумина остается в нижней части сушилки. Небольшая доля частиц,
обладающая малой скоростью витания, уносится с воздухом. Проходя сверху
вниз, горячий воздух встречается с кровью (кровепродуктами) в зоне
распыления, где в ней содержится максимальное количество влаги.
Быстрое испарение влаги, происходящее при соприкосновении частичек крови
(кровепродуктов) с горячим воздухом в начале их пути, резко понижает
температуру этих частичек. Температура выходящего из сушки порошка
сравнительно низкая, так как на выходе из зоны сушки порошок
соприкасается с уже; охлажденным и насыщенным парами воды отходящим
воздухом. Боковая подача крови и воздуха (рис. 33, б) с вращательным
движением потока улучшает смешивание распыленного материала с воздухом и
делает сушку более экономичной.
Рис. 30. Схемы сушильных камер:
а, б, в - параллельный ток; г - противоток; д, е ~ смешанный ток
Параллельный ток снизу вверх имеет преимущества
перед током сверху вниз (рис. 33, в), так как в этом случае сушка
протекает более равномерно.
Параллельный ток воздуха и высушиваемого материала наиболее выгоден, так
как в этом случае можно применять более высокую температуру нагрева
воздуха (высушиваемый материал не перегревается) и высокую скорость его
протекания (2—3 м/с). При этом температура высушенной крови определяется
температурой воздуха на выходе из сушилки. Кроме того, при параллельном
токе меньше частиц попадает на стенки камеры, и, наконец, готовый
продукт получается более однородным.
В сушилках с противотоком (рис. 33, г) при высушивании
термочувствительных материалов температура поступающего воздуха не может
быть доведена до того же уровня, как и прямоточных. Это снижает
эффективность сушки (количество испаряемой влаги с 1 м2 сушильной камеры
в 1 ч). При сушке в противотоке увеличивается длительность пребывания
частиц крови во взвешенном состоянии, что позволяет лучше использовать
влагоемкость воздуха и уменьшить расход пара. Кроме того, с отходящим
воздухом уносится меньшее количество порошка, гранулы (частички
пылевидного альбумина) получаются более прочные, чем при прямоточном
методе сушки.
При данном методе частицы крови встречают горячий воздух в конце своего
пути, когда влажность их минимальна, а температура газов максимальна. В
этом случае возможны подгорание и порча альбумина. Помимо этого,
высушенные мелкие частицы поднимаются потоком воздуха вверх, где в зоне
наименьших температур они соединяются с невысохшими каплями крови (кровепродуктов),
что приводит к неоднородности конечного продукта. Сушку в противотоке
можно вести с подачей жидкости сверху и воздуха снизу или, наоборот.
В сушилках со смешанным током (рис. 33, д, ё) сушка протекает при такой
скорости воздуха, когда более крупные частицы оседают на дно камеры и
лишь мелкие уносятся отработанным воздухом, что позволяет избежать
перегрева мелких частиц. Тем самым представляется возможным поддерживать
более высокую температуру сушки, чем при противотоке.
В сушилках со смешанным током достигается более высокая влажность
отходящего воздуха, и, следовательно, такие сушилки болёе экономичны.
Однако готовый продукт получается менее однородным по влажности.
Работа сушилок при смешанном токе может осуществляться по различным
схемам: цилиндрической сушилки с дисковым распылением (рис. 33, д) и
конической сушилки (рис. 33, е), работающей по типу циклона — горячий
воздух в ней подается тангенциально. В результате трения воздуха о
стенки камеры поток двигается по винтовой линии, что обеспечивает
хорошее перемешивание частиц с воздухом.
Независимо от способа подачи воздуха и материала в
сушильной камере должны быть обеспечены равномерное распределение
поступающего воздуха по всему сечению сушильного пространства и быстрое
смешение его с частицами крови (кровепродуктов). В сушилках с
форсуночным распылением наиболее выгоден тангенциальный ввод
теплоносителя, обеспечивающий завихрение потока в камере, а также
скорость 10—15 м/с на входе и 8—10 м/с на выходе.
В зависимости от режима сушки и свойств материала величина частиц
распыленной крови в процессе сушки может меняться (возрастать,
уменьшаться) или оставаться стабильной. При мягком режиме сушки
(температура до 130 °С) диаметр частиц вначале уменьшается
соответственно количеству испаряемой влаги, после отвердения внешней
поверхности частиц уменьшение становится незначительным. При более
высоких температурах (выше 130 °С) внешняя поверхность частиц быстро
твердеет, затрудняя переход влаги во внешнюю среду. Благодаря этому
внутри частицы крови (кровепродуктов) возникает избыточное давление, в
результате чего они раздуваются и становятся пористыми.
При температуре горячего воздуха 125 °С размеры частиц сухого альбумина
практически не отличаются от размеров капель, при температуре 140 °С они
несколько больше. Форма частиц приближается к сферической. Средний
диаметр частиц различных видов кровепродуктов, высушенных при
температуре 140 °С, составляет: светлый альбумин 112- 10-6 м,
черный альбумин 120 и альбумин из форменных элементов 60*10-6
м.
При сушке распылением, кроме схемы движения
распыленного продукта и теплоносителя, важное значение имеет поле
температур в сушильной камере, так как оно оказывает влияние на процесс
высушивания и качество высушенного продукта. В прямоточной сушилке
температура входящего в камеру воздуха резко падает при соприкосновении
его с распыленным материалом. В этот момент происходит интенсивное
испарение. Затем температура практически остается постоянной и идентична
температуре на выходе.
На рис. 31 показано температурное поле в прямоточной сушильной камере
цилиндрического типа, в которой наблюдается равномерное распределение
температур по всем зонам сушильной камеры (разница температур между
отдельными точками составляет не более 3,5 °С, что можно объяснить
влиянием изоляции). Это указывает на достаточно хорошее распределение
воздушного потока и высушиваемого материала, благодаря чему создаются
условия равномерной сушки по всему объему. Вместе с тем влажность
продукта на различных уровнях сушильной камеры находится в прямолинейной
зависимости от ее высоты. В настоящее время камеры распылительных
сушилок делают диаметром 0,7—10 м и высотой до 25 м.
Высушенный продукт падает на дно камеры, частично увлекается
потоком отходящего воздуха. Соотношение готового
продукта, отходящего тем и другим путем, зависит от типа сушилок.
Продукт, падающий на дно камеры, сметается специальным медленно
вращающимся механизмом с щетками (0,05 — 0,07 с-1) к разгрузочному
отверстию, через которое он падает на шнек и транспортируется к месту
сбора. В сушилках с усеченным конусом продукт под действием собственной
массы ссыпается в шнек через разгрузочное отверстие на дно конуса.
Рис. 31. Температурное поле прямоточной
цилиндрической сушилки
