способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое

Формула изобретения

Способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое, включающий создание центробежного поля во внутренней цилиндрической полости с вертикальной осью симметрии, обеспеченного нисходящим и восходящим закрученными потоками воздуха, причем оба потока закручены попутно в одном направлении, которые, суммируясь, создают общий, очищенный от пылевидной фракции выходной поток, а между ними создают взвешенный тороидальный закрученный пылевой слой, отличающийся тем, что сахарную пудру подводят к взвешенному слою совместно с нисходящим потоком или совместно с нисходящим и восходящим потоками, либо механическим дозатором, а со стороны оси вращения этих потоков тороидальный слой сахарной пудры орошается влажным паром, при этом соотношения расходов нисходящего и восходящего потоков по отношению к общему расходу очищенного воздуха составляют соответственно 5-35% и 30-50%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сушке и грануляции пылевидных материалов и касается способа грануляции пылевидных пищевых материалов, например таких, как сахарная пудра, какао, растворимый кофе, казеин, сухое молоко и сухие сливки и другие.

Известен способ грануляции пылевидных материалов во встречных закрученных потоках (ВЗП), обеспечивающий создание нисходящего запыленного минеральным удобрением, например карбамидом, закрученного потока в цилиндрической полости, вокруг вертикальной оси и закрученного в том же направлении восходящего потока воздуха - теплоносителя. В известном способе обеспечивается возможность создания взвешенного, закрученного в виде тора слоя пылевидного материала, обеспечивающего формирование центров грануляции, которые в термолабильном состоянии, путем окатывания вырастают до шаровидных гранул необходимого диаметра и выпадают из взвешенного слоя в накопительный бункер [1], [2].

Недостатком этих известных способов является то, что для достижения коагуляции отдельных пылинок во взвешенном закрученном слое, в аппарате со встречными закрученными потоками, их необходимо доводить до термолабильного состояния, т.е. до подплавления их поверхностного слоя, что совершенно недопустимо для пищевых продуктов, т.к. это может привести к нарушению потребительских качеств пищевого продукта.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа [3], является научная статья “К вопросу о грануляции сахарной пыли в аппаратах со встречными закрученными потоками”.

Недостатком предлагаемого способа является то, что он проводится по той же технологии, что и для грануляции минеральных удобрений в аппарате ВЗП, таких как карбамид и нитрат аммония, т.е. путем нагрева сахарной пыли до ее поверхностного подплавления, что недопустимо, так как сахар потеряет свои потребительские качества.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в получении сахарных шаровидных гранул из сахарной пудры без нарушения потребительских качеств сахара, а также в совмещении двух отдельных технологических процессов, таких как высокоэффективное пылеулавливание сахарной пудры и ее грануляции во взвешенном закрученном слое, в одном объеме аппарата ВЗП.

Это достигается тем, что способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое, включающий создание центробежного поля во внутренней цилиндрической полости с вертикальной осью симметрии, обеспеченного нисходящим и восходящим закрученными потоками воздуха, причем оба потока закручены попутно, в одном направлении, которые, суммируясь, создают общий, очищенный от пылевидной фракции выходной поток, а между ними создают взвешенный тороидальный, закрученный пылевой слой. При этом сахарную пудру подводят к взвешенному слою совместно с нисходящим потоком или совместно с нисходящим и восходящим потоками, либо механическим дозатором в начальную зону уже закрученного нисходящего потока, а со стороны оси вращения этих потоков тороидальный слой сахарной пудры орошается влажным паром, при этом соотношения расходов нисходящего и восходящего потоков по отношению к общему расходу очищенного воздуха составляют, соответственно 5 до 35% и от 30 до 50%.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена технологическая схема движения потоков воздуха, пылевидной сахарной пудры из механического дозатора и выпадение сахарных гранул из слоя, в осевом сечении аппарата со встречными закрученными потоками, ограниченных внутренней цилиндрической полостью аппарата.

Способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое осуществляется следующим образом.

Во внутреннюю цилиндрическую полость аппарата 1 со встречными закрученными потоками с вертикальной осью симметрии 2, вдоль которой, в потолочной области размещен выходной патрубок 3 для очищенного от сахарной пудры воздуха, вводят тангенциально или закрученный осевым завихрителем нисходящий поток воздуха 4, в который через нисходящий 4 и восходящий 5 потоки, либо отдельным механическим или пневматическим потоком вводят сахарную пудру 6. В центральной по высоте части аппарата, за счет соотношения расходов нисходящего 4 и восходящего 5 потоков по отношению к потоку 7 в выходном патрубке 3, например, соответственно 10 и 35%, создается взвешенный закрученный, тороидальный слой 8 из сахарной пудры 6. Единовременно, со стороны оси симметрии, на слой 8 распыляется влажный пар 9, при этом увлажненные микропылинки 10 сахарной пудры, путем взаимного окатывания коагулируют между собой и быстро формируют шаровидные гранулы 11, которые удерживаются вблизи нижней границы слоя 8 лишь за счет скорости витания от закрученного восходящего потока 5. По мере роста диаметра гранул 11 растет и их масса. При этом, как только масса отдельной гранулы 11 превышает определенное значение, то такая гранула 11 выпадает из слоя 8 и скатывается в накопительный бункер.

Заявляемый способ позволит сохранять тонны сахара, который в виде микропыли проходит и через многочисленные сепарирующие циклоны, либо матерчатые фильтры, установленные на всех сахарных заводах России, и безвозвратно теряется в окружающей среде, нанося ей непоправимый вред. В заявляемом способе парооросительный поток, направленный на запыленный поток, выполняет дополнительную функцию влажной очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха. Более того, один такой аппарат, установленный в технологической цепи пылеулавливания и очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха, может заменить несколько малоэффективных, но широко используемых в сахарном производстве аппаратов типа “Циклон”. Наиболее экономичной и предпочтительной технологической схемой использования заявляемого способа будет та, когда запыленный сахарной пудрой воздух будет поступать в объем аппарата ВЗП одновременно с нисходящим и восходящим потоками.

Источники информации

1. Кандидатская диссертация “Разработка аппарата для осуществления процесса грануляции пылевидных материалов во встречных закрученных потоках”, по специализации 05.17.08. - процессы и аппараты химической технологии. М., Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина, 1982 г.

2. Авторское свидетельство СССР № 1164526 от 01.03.1985 г.

3. Земляков Н.В. К вопросу о грануляции сахарной пыли в аппарате со встречными закрученными потоками. - Орел: Орловский государственный технический университет. Сборник научных трудов, том 10, 1996 г., стр.80-84.