Шахтно-ступенчатые сушилки выпускаются бельгийской фирмой УКМАС и французской фирмой «Фив Лиль-Кай».

Фирма УКМАС изготовляет сушильные установки, состоящие  из двух агрегатов – предсушилки и шахтно-ступенчатой сушилки. В предсушилку сахар поступает из центрифуг со средней влажностью около 1% и подсушивается до влажности 0,4%. Далее сахар направляется в вертикальную сушилку, где высушивается до влажности 0,03% и охлаждается до 25°С. Высушивать сахар в предсушилке ниже 0,4% по содержанию влаги нецелесообразно, так как при этом кристаллы сахара теряют свой блеск. Управление работой сушилки автоматизировано.

Частота вращения предсушилки постоянная, а частота вертикальной сушилки регулируется вручную при помощи вариаторов в зависимости от расхода высушиваемого сахара. Максимальная производительность установки – 32 т высушенного сахара в час. Автоматическое управление позволяет при температуре свежего воздуха, поступающего в нижнюю часть вертикальной сушилки, равной 15°С, и относительной его влажности 95% поддерживать стабильно следующие параметры: температуру сахара по выходе из сушильной установки 25°С; температуру воздуха, выходящего из вертикальной сушилки в пылеуловитель, 65°С; температуру воздуха при входе в барабанную предсушилку 95°С; температуру греющей гладкотрубной батареи, установленной в кожухе вертикальной сушилки, не выше 100°С.

Для предотвращения карамелизации сахарной пыли на поверхности гладкотрубных подогревателей температура греющего пара в подогревателях должна быть не выше 105°С.

Предсушилка соединена с вертикальной сушилкой трубопроводом, по которому отработавший воздух из вертикальной сушилки, пройдя фильтры, направляется в приемный короб предсушилки. На этом трубопроводе установлена дроссельная заслонка, которая управляется как вручную, так и от серводвигателя. На трубопроводе также имеется отвод, через который необходимая часть воздуха направляется в пылеуловитель и далее в атмосферу.

Отработавший в предсушилке воздух при помощи вентилятора через ловушку направляется в корпус вертикальной сушилки.

Избыточный отработавший воздух подается вентилятором из вертикальной сушилки через дроссельную заслонку и пылеуловитель на мокрую ловушку. Из ловушки воздух ухолит в атмосферу.

Ступень барабанной предварительной сушки, или барабанная предсушилка (рис. 15.4), состоит из вращающегося корпуса 6, на внутренней поверхности которого по многозаходным винтовым линиям расположены лопасти 5. На корпусе имеются два опорных бандажа 3 и 7 и венечная шестерня 4, при помощи которой корпус приводится во вращательное движение от привода, состоящего из электродвигателя 18, редуктора 19 и шестерни, насаженной на выходной вал редуктора. Корпус устанавливают бандажами на две пары опорных роликов 20 с уклоном 30 мм на 1м. Чтобы корпус не смещался в сторону уклона, предусмотрен упорный ролик 21.

 

Рис. 15.4. Шахтно-ступенчатая сушильная установка фирмы УКМАС (ступень барабанной предварительной сушки):

1 – штуцер подачи подогретого воздуха; 2, 9 – неподвижные короба; 3, 7 – бандажи; 4 – шестерня; 5 – лопасть; 6 – корпус; 8 – штуцер отвода воздуха; 10 – течка; 11 – шнур; 12 – корпус уплотнения; 13 – манжета; 14 – кольцо; 15 – основание лопатки; 16, 17 – лопатки; 18 – электродвигатель; 19 – редуктор; 20 – опорный ролик; 21 – упорный ролик; 22, 23 – опоры

 

В передней части барабана установлен неподвижный короб 9, в который через течку 10 подводится сахар, подлежащий сушке, а через штуцер 8 отводится воздух. На выходном барабане имеется также неподвижный короб 2 со штуцером 1 для подачи подогретого воздуха и предварительно высушенного сахара. Таким образом в предсушилке осуществляется противоток сахара и сушильного агента.

Для распределения сахара по сечению аппарата и его перемещения предусмотрены лопатки, установленные на основании 15, две из них (16 и 17) имеют радиально загнутые лопасти. Между передним и задним коробами и вращающимся барабаном имеется специальное уплотнение, состоящее из корпуса 12, резиновой манжеты 13 и двух резиновых шнуров 11. Перемещением корпуса уплотнения в своих продолговатых отверстиях резиновая манжета прижимается к обработанной поверхности кольца 14, установленного на неподвижном корпусе короба.

Несмотря на интенсивное перемещение сахара, в корпусе сушилки происходит незначительное истирание его кристаллов вследствие повышенной влажности сахара.

Кожух 16 шахтно-ступенчатой сушилки с турбовентилятором (рис. 15.5) прикреплен к стойке каркаса 15. Сверху и снизу он закрывается днищами 2 и 10. В центральной части сушилки на валу 9 закреплены колеса 6 турбовентилятора, который вращается с частотой 80 мин^-1 в направлении, противоположном направлении вращения дисков. Турбовентилятор вращается от электродвигателя 11 через клиноременную передачу 12 и редуктор 13. На внутренней карусели 3 закреплены диски 5, состоящие из отдельных элементов 27. Карусель приводится во вращение от электродвигателя 29 через вариатор 30, цепную передачу 31, редуктор 32, цилиндрическую шестерню33 и венечную шестерню 14 с внутренним зацеплением. Частота вращения карусели регулируется в пределах от 0,5 до 1,2 мин^-1.

Для подогрева циркулирующего воздуха в сушилке установлена батарея из 17 греющих элементов 4, подвешенных к каркасу верхнего днища. Элементы состоят из горизонтальных верхних и нижних трубчатых коллекторы 7, к которым приварены вертикальные цельнотянутые стальные трубы диаметром 52/57 мм. Пар в греющие элементы поступает из кольцеобразной трубы 1 по трубе 21, а конденсат отводится из нижнего коллектора по кольцевой трубе 17.

На каркасе карусели по высоте установлено 36 кольцеобразных дисков, состоящих каждый из 36 трапецеидальных секторов 27. Сахар пересыпается на нижние диски через щели 28 между смежными секторами. Верхние диски по отношению к нижележащим смещены на половину ширины сектора. Расстояние между дисками по высоте карусели 190 мм. 

 

Рис. 15.5. Шахтно-ступенчатая сушильная установка фирмы УКМАС (ступень шахтной окончательной сушки):

1 – коммуникация паровая; 2 – днище верхнее; 3 – карусель; 4 – элемент греющий; 5 – диск; 6 – колесо турбовентилятора; 7, 9 – коллекторы; 8, 24 – скребки; 9 – вал; 10 – днище нижнее; 11, 29 –электродвигатель; 12 – передача клиноременная; 13, 32 – редукторы; 14 – шестерня венечная; 15 – каркас; 16 – кожух; 17 – труба для отвода конденсата; 18 – патрубок для подвода свежего воздуха; 20 – лоток; 21 – труба для подвода пара; 22 – площадка; 23 – лестница вертикальная; 25 – скребок сбрасывающий; 26 – патрубок для регуляции воздуха; 27 – элемент секторный; 28 – щель; 30 – вариатор; 31 – передача цепная; 33 – ведущая шестерня

 

Над каждым диском установлен неподвижный выравнивающий скребок 24  треугольными зубцами, при помощи которого регулируется толщина высушиваемого слоя сахара на секторах дисков. Сбрасывающий     скребок 25 направляет сахар из отдельных секторов на сектора нижнего диска. Положение скребков по отношению к поверхности секторных элементов регулируется поворотом их осей в установочной втулке. Гребенчатые выравнивающие скребки образуют желобки в слое сахара и тем самым увеличивают площадь поверхности контакта сахара с воздухом. Слой сахара на элементах диска достигает 40 мм. На сектора верхнего диска сахар поступает из предсушилки через лоток 20. Отработавший подогретый воздух из сушилки по патрубку 26 поступает в предсушилку. Холодный воздух подводится через патрубок 18 в нижнюю часть сушилки.

Сушилка работает следующим образом. Подсушенный сахар из предсушилки поступает на сектора верхнего диска, распределяется по поверхности секторов выравнивающим скребком и находится на секторах в течение полного оборота сушилки. Затем сбрасывающим скребком он направляется через щели между секторными элементами на нижележащие диски. Таким образом, в процессе нормальной работы сушилки на всех дисках находится слой сахара определенной толщины, а на верхний диск непрерывно поступает из предсушилки подсушенный сахар. Высушенный и охлажденный сахар с нижнего диска скребком направляется на ленточный транспортер, который подает его в силосы для хранения.

 

Техническая характеристика шахтно-ступенчатой сушильной установки фирмы УКМАС (Бельгия)

Производительность, т/ч	52
Число дисков, шт	36
Число элементов в одном диске, шт	36
Диметр дисков, мм:
внешний	6100
внутренний	3200
Расстояние между дисками, мм	190
Число элементов греющей поверхности, шт	17
Общая площадь поверхности нагрева, м2	480
Температура греющего пара, °С	105
Давление пара, Мпа	0,03…0,5
Расход пара, кг/ч, в том числе:
для предварительной сушки	500
для досушивания	900
Привод карусели:
мощность электродвигателя, кВт	5,5
частота вращения, мин-1	1500
Вариатор скорости с передаточным отношением	1:5
Частота вращения карусели, мин-1	0,5…1,2
Привод турбовентилятора:
мощность электродвигателя, кВт	19,8
частота вращения, мин-1	1500
редуктор с передаточным отношением	1:6,46
частота вращения турбовентилятора, мин-1	80
Вентилятор для удаления воздуха из сушилки к пылеуловителю:
производительность, м3/ч	35000
мощность электродвигателя, кВт	10
частота вращения, мин-1	1500
Габаритные размеры, мм:
общая высота	13700
ширина	8150

 

Холодный воздух из помещения ил и с наружной части здания засасывается вентилятором через патрубок 18 в нижнюю часть сушилки (см. рис. 15.5). Здесь турбовентилятором побуждается его циркуляционное движение. Это охлаждает сахар, находящийся на нижних дисках карусели. Далее воздух, подогреваясь в греющих трубных элементах, перемещается в направлении поперек дисков и турбовентилятором направляется в предсушилку. Одна часть отработавшего воздуха поступает в пылеуловитель и выбрасывается в атмосферу, другая по патрубкам 26 возвращается в сушилку.

При сушке сахара важно следить за соотношением между содержанием влаги в сухом сахаре и относительной влажностью воздуха 65% высушивать сахар до содержания влаги 0,03% нецелесообразно. Он будет поглощать влагу из окружающего воздуха и увлажняться.

Французская фирма «Фив Лиль-Кай» поставляет шахтно-ступенчатые сушилки (рис.15.6). В них не применяется турбовентилятор, а для циркуляции сушильного агента установлены вентиляторы 4 и 8. В остальном конструкция сушилки не отличается от описанной выше.

В шахтно-ступенчатых сушилках между отдельными кристаллами сахара происходит интенсивное трение, поэтому сохраняется блестящая поверхность кристаллов. Опыт эксплуатации этих сушилок показал, что количество измельченных кристаллов сахара в них значительно ниже, чем в других, и составляет около 10%.

 

Рис. 15.6. Схема шахтно-ступенчатой сушильной установки фирмы «Фив Лиль-Кай» (Франция):

1 – привод карусели; 2 – электродвигатели; 3 – диски; 4, 8 – вентиляторы; 5 – каркас; 6 – циклон; 7 – ловушка; 9 – контуры циркуляционного воздуха; 10 – секторные элементы