Изучение устройства и принципа работы. Вакуум-сублимационная сушильная установка КС-30 (рис.6.4) включает в себя герметичную камеру 1 (сублиматор)

Вакуум-сублимационная сушильная установка КС-30 (рис.6.4) включает в себя герметичную камеру 1 (сублиматор), закрываемую крышкой 2. Внутри камеры 1 размещены греющие плиты 3 с вмонтированными в них ТЭНами. На крышке 2 расположены инфракрасные нагреватели 4. Поддоны 5 с высушиваемым продуктом установлены на плиты 3.

По внутреннему периметру камеры расположены трубы десублиматора 6, которые отделены от греющих плит 3 экраном

Рис.6.4. Схема вакуум-сублимационной установки:

1 - сублиматор; 2 - крышка; 3 - греющие плиты; 4 - инфракрасные нагреватели; 5 - поддоны с продуктом; 6 - десублиматор; 7 - экран; 8 - компрессор; 9 - вакуум-насос; 10 - патрубок; 11 - шкаф управления; 12 - фотоэлектрические регуляторы; 13 - самописец; 14 - контактные часы; 15 - переключатели интенсивности нагрева плит

7 и соединены с двухступенчатым компрессором 8. Расположение десублиматора 6 непосредственно в сублиматоре 1 вакуум-сублимационной сушилки позволяет максимально приблизить поверхность сублимации и устранить сопротивление вакуум-трубопроводов. Для откачки неконденсируемых газов, образующихся в сублиматоре 1, и получения в нем вакуума служит ротационный двухступенчатый масляный вакуум-насос 9. Для слива воды в нижней части сублиматора 1 установлен патрубок 10.

Контроль и управление процессом сушки осуществляется при помощи шкафа управления 11, на передней панели которого смонтированы следующие приборы: фотоэлектрические регуляторы 12 (для указания и регулирования температуры греющих плит корзины), самописец 13 (для регистрации и контроля хода сушильного процесса: пяти температурных данных температур и величины вакуума в сублиматоре), контактные часы 14 (для сигнализации интервалов времени), переключатели 15 интенсивности нагрева плит.

Работа вакуум-сублимационной сушилки осуществляется следующим образом.

Для обеспечения процесса вакуум-сублимационной сушки в сублиматоре 1 вакуум-насосом 9 создается остаточное давление ниже тройной точки. Тройная точка (рис.6.5) характеризует состояние при котором в термодинамическом равновесии находятся все фазы состояния воды (жидкая, твердая и газообразная). Параметрами тройной точки являются парциальное давление водяного пара (609,14 Па) и температура (0,0098 0С). Обычно в технологическом процессе рабочее давление в сублиматоре 1 поддерживается в пределах 50...100 Па.

В процессе сушки в зону сублимации сообщается энергия, достаточная для компенсации отнимаемой от продукта теплоты фазового превращения, либо кондукцией от греющих поверхностей плит 3, либо излучением от инфракрасных нагревателей 4.

Рис.6.5 Диаграмма фазового состояния воды

При нагреве греющих плит 3 или излучении инфракрасных нагревателей 4 происходит сублимация (т.е. переход вещества из твердого в газообразное состояние минуя жидкую фазу) влаги из продукта, предварительно замороженного в скороморозильном шкафу или самозамороженнного в сублиматоре 1 сушилки до температуры минус 20-30 0С. При этом теплота сублимации равна сумме теплот плавления и парообразования.

Необходимо заметить, что подведенная энергия не должна превышать определенной величины во избежание размораживания продукта во время сушки.