Строительство домов из бревна. Ультразвуковая сушка Ультразвуковой станок для сушки древесины

Владельцы патента RU 2367862:

Изобретение относится к области техники, связанной с осуществлением технологических процессов сушки различных материалов при помощи акустических колебаний ультразвуковой частоты. Изобретение может быть использовано в фармацевтической, химической и биологической промышленности, а также при переработке продукции сельского хозяйства. Предложенное устройство для ультразвуковой сушки содержит тороидальный контейнер для высушиваемого материала, который установлен в корпусе сушилки, и излучатель ультразвуковых колебаний, выполненный в виде изгибно-колеблющегося диска, размеры и форма которого выбраны из условия обеспечения заданных частоты и направленности излучения ультразвуковых колебаний. Излучатель соединен с пьезоэлектрическим преобразователем, питаемым электронным генератором ультразвуковой частоты. Внутренняя поверхность корпуса сушилки образована вращением вокруг акустической оси изгибно-колеблющегося диска двух пересекающихся осесимметричных парабол, имеющих общий фокус. Тороидальный контейнер выполнен в виде двух секций, расположенных в горизонтальной плоскости, причем одна из секций контейнера находится в области общего фокуса парабол, а вторая расположена на равном удалении от боковой стенки сушильной камеры и первой секции. Устройство должно обеспечить повышение эффективности акустического воздействия и увеличение скорости сушки. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технике сушки капиллярно-пористых материалов и может быть использовано для сушки биологических объектов, продуктов химической, легкой и других отраслей промышленности без повышения температуры и разрушения структуры продуктов и веществ.

В настоящее время для сушки большинства продуктов пищевого и фармацевтического назначения используют конвективный способ, заключающийся в том, что сухой воздух прогревается с использованием встроенного нагревательного элемента, нагретый воздух с помощью вентилятора направляется в барабан (технологический объем) сушилки, проходит через высушиваемый материал, увлажняется, затем вне пределов барабана охлаждается с помощью холодной воды или воздуха. Процесс длится столько времени, сколько нужно для высыхания материала .

Современная сушка в технологическом оформлении используемых сушилок характеризуется следующими недостатками :

1) процесс чрезвычайно энергоемок и длителен;

2) сушилки не могут быть малогабаритными, так как это уменьшает воздушный объем в барабане, что, с одной стороны, ограничивает скорость процесса, а с другой, увеличивает его себестоимость;

3) высокая температура приводит к пересыханию и порче биологических объектов. Для исключения этого момента необходимо снабжать сушилку «умной» и дорогой электронной системой контроля температуры высушиваемого материала, что значительно увеличивает стоимость сушилки.

Приведенные недостатки объясняются не низким уровнем проработанности конструктивных решений, а недостатками положенного в основу метода - конвективной сушки. Перспективным вариантом замены или дополнения конвективного способа сушки является сушка в акустических полях высокой интенсивности, что связано со следующими достоинствами метода:

1) высокая интенсивность процесса;

2) возможность обеспечения качественной и эффективной сушки при низких температурах или принципиально без повышения температуры (исключение разрушения структуры, сохранение всхожести зерна и т.п.);

3) возможность разработки самонастраивающихся ультразвуковых генераторов, что не требует пользовательского контроля над работой системы.

Вышеперечисленные достоинства объясняют большой интерес к технологии ультразвуковой сушки. Однако попытки практической реализации процесса ультразвуковой сушки сталкиваются с рядом технологических сложностей:

1) необходимость создания акустических колебаний в воздушной среде с интенсивностями более 140 дБ;

2) необходимость создания сушильной камеры, обеспечивающей равномерное воздействие акустических колебаний по всему высушиваемому материалу.

В настоящие время при создании устройств для акустической сушки эти проблемы решают путем использования аэродинамических излучателей и создания сушильных камер, как правило, в виде протяженного канала прямоугольной формы. Примером такой сушильной установки может служить известное устройство для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов . Это устройство представляет собой сушильную камеру, выполненную в виде канала-звукопровода, с одного торца которого расположен излучатель звука, с противоположного - звукопоглощающий материал.

Это устройство позволяет осуществлять процесс акустической сушки материалов, однако ему присущи некоторые недостатки:

1) использование в качестве источника звука газоструйного излучателя, обладающего следующими недостатками:

а) низкий КПД, не превышающий 20%;

б) быстрый износ механических узлов;

в) невозможность работы на высоких частотах (более 20 кГц) и, как следствие, необходимость защиты обслуживающего персонала от акустического излучения (в описываемом устройстве использована частота 150 Гц);

г) необходимость подвода сжатого воздуха высокого давления, для чего необходимо использование компрессора;

д) большие массогабаритные характеристики, исключающие возможность создания малогабаритной сушилки;

2) неоптимальная форма сушильной камеры, выполненная в виде протяженного канала прямоугольной формы, приводящая к низкой эффективности использования акустической энергии и отсутствию фокусирования акустических колебаний на высушиваемом материале;

3) применение на тыльном торце сушильной камеры заглушки-звукопоглотителя, приводящее к тому, что реализуется режим бегущей волны и до 80% акустической энергии поглощается в звукопоглотителе и не участвует в процессе сушки (согласно описанию устройства интенсивность у поглотителя всего на 5-6 дБ ниже, чем у излучателя, следовательно, если, как указано в описании, в устройстве реализуется режим бегущей волны, то на сушку затрачивается не более 5 дБ, остальное поглощается в поглотителе).

Все перечисленные недостатки снижают эффективность акустического воздействия и не обеспечивают приемлемой скорости сушки.

Недостатки известного устройства были частично устранены устройством для осуществления сушки капиллярно-пористых материалов, приятым за прототип , содержащим тороидальный сетчатый контейнер для высушиваемого материала, установленный в корпусе сушилки, и излучатель акустических колебаний ультразвуковой частоты.

При реализации процесса сушки при помощи устройства по за счет специальной формы сушильной камеры обеспечивается фокусировка ультразвуковых колебаний на высушиваемом материале, благодаря чему повышается скорость и равномерность сушки. Однако в устройстве только частично устранены существенные недостатки известных устройств акустической сушки (например, использование в качестве источника ультразвуковых колебаний газоструйного излучателя). Прототипу свойственны и другие недостатки:

1) малые объемы высушиваемого материла, обусловленные необходимостью размещения высушиваемого материала в области фокусирования;

2) невозможность осуществления «деликатной» сушки, вызванная необходимостью подачи в сушильную камеру больших объемов воздуха для работы газоструйного излучателя;

3) низкий КПД сушилки из-за использования газоструйного излучателя (КПД не превышает 20%).

Таким образом, устройство, принятое за прототип, не позволяет реализовать процесс сушки с максимальной эффективностью.

Предлагаемое техническое решение устройства ультразвуковой сушки состоит из тороидального сетчатого контейнера для высушиваемого материала, установленного в корпусе сушилки, и излучателя акустических колебаний ультразвуковой частоты. При этом излучатель ультразвуковых колебаний выполнен в виде изгибно-колеблющегося диска, размеры и форма которого выбраны из условия обеспечения заданных частоты и направленности излучения ультразвуковых колебаний. Излучатель соединен с пьезоэлектрическим преобразователем, питаемым электронным генератором ультразвуковой частоты. Внутренняя поверхность корпуса сушилки образована вращением вокруг акустической оси изгибно-колеблющегося диска двух пересекающихся осесимметричных парабол, имеющих общий фокус. Тороидальный контейнер выполнен в виде двух секций, расположенных в горизонтальной плоскости, причем одна из тороидальных секций контейнера находится в области общего фокуса парабол, а вторая расположена на равном удалении от боковой стенки сушильной камеры и первой секции.

В предлагаемом устройстве ультразвуковой сушки задача повышения эффективности акустического воздействия и увеличения скорости сушки решается за счет:

1) создания сушильной камеры специальной формы, обеспечивающей формирование оптимального акустического поля, фокусирования ультразвуковых колебаний в высушиваемом сырье и формирование режима стоячей волны, что позволяет обеспечить наиболее полное использование энергии ультразвуковых колебаний;

2) использования в качестве источника ультразвуковых колебаний пьезоэлектрической ультразвуковой колебательной системы с излучателем в виде изгибно-колеблющегося диска, позволяющего формировать равномерно ультразвуковое излучение на большой площади.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фиг.1, на которой схематично представлено предлагаемое устройство ультразвуковой сушки. Предлагаемое устройство состоит из излучателя ультразвуковых колебаний в виде изгибно-колеблющегося диска 1, размеры и форма которого выбраны из условия обеспечения заданных частоты и направленности излучения ультразвуковых колебаний, соединенного с пьезоэлектрическим преобразователем 2, установленным в корпусе сушилки. Пьезоэлектрический преобразователь питается от генератора электрических колебаний ультразвуковой частоты (на фиг.1 не показан). Корпус сушилки состоит из верхней 3 и нижней 4 секций. Верхняя секция выполнена съемной и предназначена для загрузки высушиваемого материала. В корпусе сушилки также расположен контейнер для высушиваемого материала, состоящий из двух тороидальных секций. Одна из тороидальных секций 5 контейнера расположена в области общего фокуса парабол. Вторая секция 6 контейнера расположена на равном расстоянии а от боковой стенки сушильной камеры и первой секции. При этом желательно, чтобы габаритные размеры сушилки выбирались из условия обеспечения минимума расстояния а.

В предлагаемом варианте сушильной камеры процесс сушки осуществляется следующим образом. Обе тороидальные секции контейнера заполняют высушиваемым материалом. Затем контейнер с высушиваемым материалом помещают в корпус сушилки и осуществляют воздействие ультразвуковыми колебаниями до момента удаления необходимого количества влаги. При генерировании изгибно-колеблющимся диском плоской волны распределение ультразвуковых колебаний внутри сушильной камеры примет вид, показанный на фиг.2 стрелками. Изгибно-колеблющийся диск излучает ультразвуковые колебания в обе стороны относительно своей плоскости, которые отражаются от внутренней ветви параболы, образующей поверхность корпуса сушилки, и фокусируются в высушиваемом материале. Часть ультразвуковых колебаний, отраженных от высушиваемого материала, расположенного в первой тороидальной секции контейнера, попадает на внешнюю ветвь параболы, отражаясь от которой, равномерно распределяется по высушиваемому материалу, расположенному во второй тороидальной секции контейнера. При выборе расстояния b1+b2+b3+b4, кратном длине волны ультразвуковых колебаний в воздушной среде, будет обеспечиваться режим стоячей волны, который является самым энергетически выгодным режимом ультразвукового воздействия. Благодаря выполнению внутренней поверхности корпуса сушилки в виде параболы расстояние b1+b2+b3+b4 будет равным для каждой точки поверхности изгибно-колеблющегося диска и контейнера с высушиваемым материалом. В результате будет обеспечена равномерность высушивания материала по всему объему.

На фиг.3 показана конструктивная схема ультразвуковой сушилки, реализованная на практике. Для повышения эффективности электроакустического преобразования пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде трехполуволновой ультразвуковой колебательной системы с концентратором 7 . Для повышения эффективности сушки система снабжена устройствами подачи 8 и отвода 9 сушильного воздуха. Разработанная сушильная камера позволяет реализовать следующие режимы сушки: конвекционно-ультразвуковую, вакуумно-ультразвуковую и сушку с попеременным изменением давления в сушильной камере. Разработанная сушильная камера имеет следующие технические характеристики: интенсивность формируемых акустических колебаний, не менее 140 дБ; частота колебаний, генерируемых изгибно-колеблющимся дисковым излучателем 22 кГц; максимальная амплитуда (размах амплитуды) колебаний дискового излучателя 100 мкм; диаметр излучающего диска колебательной системы не более 250 мм; материал дискового излучателя и концентратора - титановый сплав; диаметр сушильной камеры 750 мм; материал сушильной камеры - металл; интенсивность акустических колебаний в сушильной камере (при интенсивности излучения 140 дБ) не менее 150 дБ; максимальная загрузка сушильной камеры 15 кг.

Для определения эффективности созданной конструкции сушильной камеры были проведены экспериментальные исследования, при которых использовался дисковый излучатель с потребляемой электрической мощностью 200 Вт. Температура в сушильной камере поддерживалась на уровне 23-26°С, влажность 50-65%. Дополнительная подача и отвод сушильного воздуха не использовались, т.е. для подтверждения эффективности использовался самый нерациональный способ сушки.

Были проведены две серии экспериментов. Время сушки принималось равным 160 минутам. В первой серии экспериментов в качестве высушиваемого материала использовался размоченный в воде желатин. Результаты сушки приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты сушки желатина
Время, мин	Масса, г	Скорость, г/мин	Влагосодержание, %
10	4709		172,04
20	4413	29,6	154,94
30	4125	28,8	138,30
40	3843	28,2	122,01
50	3670	17,3	112,02
60	3386	28,4	95,61
70	3192	19,4	84,40
80	3027	16,5	74,87
90	2868	15,9	65,68
100	2732	13,6	57,83
110	2614	11,8	51,01
120	2513	10,1	45,18
130	2428	8,5	40,27
140	2349	7,9	35,70
150	2277	7,2	31,54
160	2221	5,6	28,31

Таким образом, после 160 минут сушки желатина его конечное влагосодержание составило 28,31%, при этом энергозатраты составили 0,6 кВт. При использовании ультразвуковой сушилки с газоструйным преобразователем для высушивания такого же количества желатина потребовалось 230 минут при энергозатратах в 2,3 кВт.

Во второй серии экспериментов осуществлялся процесс сушки моркови. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.

Таблица 2 Результаты сушки моркови
Время, мин	Масса, г	Влажность, %	Скорость, г/мин
10	1509	601,43
20	1464	579,74	4,5
30	1425	561,53	3,8
40	1388	543,89	3,7
50	1349	525,34	3,9
60	1310	506,75	3,9
70	1274	489,78	3,6
80	1239	472,61	3,6
90	1205	456,35	3,4
100	1168	439,04	3,6
110	1137	424,20	3,1
120	1105	409,03	3,2
130	1075	395,20	2,9
140	1047	381,88	2,8
150	1023	370,33	2,4
160	996	357,06	2,8

После сушки моркови ее влагосодержание уменьшилось приблизительно в два раза, при этом энергозатраты составили 0,6 кВт. При использовании ультразвуковой сушилки с газоструйным преобразователем для высушивания такого же количества желатина потребовалось 300 минут при энергозатратах в 3 кВт.

Приведенные значения показывают эффективность предлагаемого технического решения и перспективность его применения в качестве промышленных и малогабаритных коммерческих сушильных установок.

Мелкосерийное производство разработанного устройства для ультразвуковой сушки планируется начать в 2009 году.

Список литературы

1. Физические основы ультразвуковой технологии [Текст] / под ред. Л.Д.Розенберга. - М.: Наука, 1969. - 689 с.

2. Хмелев В.Н. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности [Текст] / В.Н.Хмелев, А.В.Шалунов [и др.]. - Барнаул: АлтГТУ, 2007. - 416 с.

3. Патент РФ №2095707.

4. Патент РФ №2239137 - прототип.

5. Khmelev V.N. High Power Ultrasonic Oscillatory Systems / V.N.Khmelev, S.V.Levin, S.N.Tsyganok, A.N.Lebedev //International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM"2007: Workshop Proceedings. - Novosibirsk: NSTU, 2007. - P.293-298.

Устройство для ультразвуковой сушки, содержащее тороидальный сетчатый контейнер для высушиваемого материала, установленный в корпусе сушилки и излучатель акустических колебаний ультразвуковой частоты, отличающееся тем, что излучатель ультразвуковых колебаний выполнен в виде изгибно-колеблющегося диска и соединен с пьезоэлектрическим преобразователем, питаемым электронным генератором ультразвуковой частоты, внутренняя поверхность корпуса сушилки образована вращением вокруг акустической оси изгибно-колеблющегося диска двух пересекающихся осесимметричных парабол, имеющих общий фокус, а тороидальный контейнер выполнен в виде двух секций, расположенных в горизонтальной плоскости, причем одна из тороидальных секций контейнера находится в области общего фокуса парабол, а вторая расположена на равном удалении от боковой стенки сушильной камеры и первой секции.

Изобретение относится к акустическому способу сушки любых капиллярно-пористых материалов звуковыми колебаниями высокой интенсивности и может быть использовано во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства, где требуется осушение материалов объемом, измеряемым десятками кубических метров. Сушильная камера изготавливается из тяжелых материалов с высоким акустическим сопротивлением (например, бетона), со стенами достаточной толщины, обеспечивающими минимальное проникновение звуковых колебаний, которые, отражаясь от стен, конструкций и осушаемого материала внутри камеры, увеличивают долю акустической энергии, воздействующую на осушаемый материал. На одной из стен камеры установлен мощный источник звука, создающий звуковое поле интенсивностью 160-170 дБ в диапазоне 70-15000 Гц. На стене камеры, противолежащей источнику звука, установлен отражатель. Использованием вентиляции обеспечивают необходимые параметры воздухообмена в камере, что позволяет обеспечить достижение минимального времени сушки и недопущение образования в осушаемом материале зон, препятствующих диффузии и испарению влаги, регулированию подлежит скорость потока воздуха у поверхности материала в сушильной камере, его температура и влажность с целью уравнивания скоростей испарения и диффузии влаги материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области техники, связанной с осуществлением технологических процессов сушки различных материалов при помощи акустических колебаний ультразвуковой частоты

Электронный журнал «Техническая акустика» http://www .ejta.org

В. Н. Хмелев, А. В. Шалунов, Р. В. Барсуков, С. Н. Цыганок,

А. Н. Лебедев

Бийский Технологический институт ГОУВПО АлтГТУ, г. Бийск, 659305, Трофимова, 27, e-mail: [email protected]

Исследование эффективности ультразвуковой сушки

В статье описывается установка для ультразвуковой сушки, обладающая улучшенными техническими характеристиками, достигнутыми за счет применения созданных излучателей и сушильной камеры специальной формы. Приводятся результаты экспериментальных исследований,

подтвердивших высокую эффективность созданной установки при сушке капиллярно пористых материалов. Показывается, что максимальная эффективность сушки достигается при осуществлении ультразвукового воздействия совместно с подачей нагретого (не более 40°С) сушильного агента. При этом обеспечивается сокращение времени сушки и снижение энергозатрат на 20%.

Ключевые слова: сушка, ультразвук, колебательная система, сушильная камера, переработка сельскохозяйственной продукции.

ВВЕДЕНИЕ

Наибольшее распространение для сушки различных материалов в настоящее время получили конвективные (тепловые) сушилки, характеризующиеся высоким энергопотреблением, большим процентом брака за счет перегрева или неравномерного высушивания и продолжительным временем процесса сушки.

Одним из наиболее эффективных путей решения этой проблемы является реализация процесса сушки за счет энергетического воздействия ультразвуковыми (УЗ) колебаниями высокой интенсивности. Такое воздействие не приводит к нагреву высушиваемого материала. Благодаря этому УЗ сушка является единственно возможным способом сушки термочувствительных, термолабильных и легко окисляющихся продуктов. Кроме того, обработка сырья УЗ колебаниями благоприятно сказывается на потребительских свойствах продукта (например, сохраняет вкусовые качества продукции, увеличивает срок хранения и всхожесть семян и др.) . Однако, в последнее время, некоторые исследователи приводят результаты экспериментов, свидетельствующие о неэффективности сушки УЗ колебаниями в бесконтактном режиме (без прямого контакта излучателя с высушиваемым материалом). Причина этого, по мнению авторов статьи, заключается в несовершенстве конструкций используемых излучателей и отсутствии специализированных сушильных камер, обеспечивающих резонансное усиление УЗ колебаний.

1. РАЗРАБОТАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СУШКИ

Для реализации процесса сушки с применением УЗ колебаний была спроектирована и создана малогабаритная ультразвуковая сушильная установка с камерой специальной формы и УЗ колебательной системы с дисковым излучателем . Разработанное оборудование позволяет осуществлять процесс сушки при температуре сушильного агента, в качестве которого выступает нагретый воздух, не более 40 °С.

Форма сушильной камеры обеспечивает резонансное усиление и равномерное распределение УЗ колебаний, излучаемых обеими сторонами диска, по всей поверхности высушиваемого материла, расположенного на поддонах . Направления распространения УЗ колебаний и воздушных потоков в камере показаны на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема ультразвуковой сушильной установки

Созданная установка состоит из излучателя ультразвуковых колебаний в виде изгибно-колеблющегося диска, соединенного с пьезоэлектрическим преобразователем. Размеры и форма преобразователя и диска выбраны из условия обеспечения заданной частоты и направленности излучения. Пьезоэлектрический преобразователь питается от генератора электрических колебаний УЗ частоты (на рис. 1 не показан).

Корпус сушилки состоит из верхнего и нижнего отражателей, показанных вместе с излучателем на рис. 2. Верхний отражатель (крышка) выполнен съемным, и предназначен для загрузки высушиваемого материала.

Рис. 2. Верхний (а) и нижний (б) отражатели сушильной камеры

В корпусе сушилки размещен контейнер для высушиваемого материала, состоящий из трех кольцеобразных поддонов, внешний вид которых показан на рис. 3. Поддоны располагаются горизонтально, на расстоянии по вертикали друг от друга 30 мм.

Рис. 3. Внешний вид поддонов для размещения высушиваемого материала (а) и их размещение в объеме сушильной камеры (б)

Внешний вид сушильной установки в сборе с системой управления и генератором электрических колебаний ультразвуковой частоты представлен на рис. 4.

Рис. 4. Внешний вид сушильной установки

Для подтверждения эффективности созданной сушильной установки был проведен ряд экспериментов. На начальном этапе исследовалось распределение уровня интенсивности ультразвукового излучения в объеме сушильной камеры. От величины и равномерности распределения интенсивности УЗ излучения зависят, соответственно, скорость и качество высушивания материала.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ИНТЕНСИВНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Для определения уровня интенсивности ультразвуковых колебаний в разработанной сушильной камере были проведены два типа экспериментов:

Измерение уровня интенсивности колебаний без верхней крышки сушильной камеры на различном расстоянии от излучателя;

Измерение уровня интенсивности колебаний в замкнутом объеме с закрытой верхней крышкой. При этом, благодаря специально рассчитанным размерам сушильной камеры, должен обеспечиваться режим стоячей волны во всем объеме сушильной камеры.

Для измерений использовался специализированный шумомер , имеющий расширенный частотный (до 30 кГц) и амплитудный (до 153 дБ) диапазоны. На рис. 5 представлены графики распределения уровня интенсивности ультразвуковых колебаний по оси излучателя для первого случая.

Рис. 5. Распределение уровня интенсивности звуковых колебаний над поверхностью

дискового излучателя: а - на расстоянии 250 мм от излучателя; б - на расстоянии 700 мм от излучателя

Из представленных зависимостей видно, что применение нижнего отражателя сушильной камеры позволяет, за счет использования отраженного излучения тыльной стороны диска, формировать область высокоинтенсивного звукового поля диаметром, двукратно превышающим диаметр дискового излучателя. Уровень интенсивности ультразвукового поля, формируемого за счет отраженных колебаний, приблизительно соответствует уровню интенсивности первичного звукового поля, излучаемого лицевой стороной диска.

Отклонения значений уровня интенсивности от среднего значения могут быть объяснены расположением нижнего отражателя в ближней зоне излучения тыльной стороны дискового излучателя, которая, как известно, характеризуется высокой степенью неоднородности звукового поля. Это факт подтверждается проведенными измерениями уровня интенсивности звукового поля на расстоянии 700 мм от поверхности дискового излучателя, которое можно рассматривать как область дальнего поля. Результаты измерений, представленные на рис. 5б, и свидетельствуют о меньших флуктуациях ультразвукового поля.

Картина существенным образом изменяется при измерении уровня интенсивности в закрытом объеме сушильной камеры (с установленным верхним отражателем-крышкой). Результаты измерений, полученные в этом случае, показаны на рис. 6.

I. ДБ 150 140 130

Рис. 6. Распределение уровня интенсивности звуковых колебаний в закрытом объеме сушильной камеры

Из представленных результатов следует, что в закрытом объеме сушильной камеры было получено практически однородное поле.

Таким образом, созданная сушильная камера обеспечивает во всем внутреннем объеме равномерное распределение УЗ колебаний с уровнем интенсивности в 150 дБ (обеспечивается за счет установления режима стоячей волны), что является достаточным для реализации процесса ультразвуковой сушки. Потребляемая электронным генератором электрическая мощность, при этом, не превышает 150 Вт.

Проведенные исследования подтвердили эффективность разработанного дискового излучателя и оптимальность конструкции сушильной камеры.

Дальнейшие исследования были посвящены определению оптимальных режимов реализации процесса УЗ сушки.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СУШКИ

Варьируемыми параметрами при проведении исследований являлись: скорость подачи сушильного агента в объем камеры, температура сушильного агента, тип (ткань, морковь, женьшень), форма и месторасположение высушиваемых образцов внутри сушильной камеры.

Эффективность процесса сушки определялась по остаточному влагосодержанию образца и скорости его сушки (количество удаляемой влаги в граммах в секунду, отнесенное к массе образца).

Начальное и текущее влагосодержание высушиваемых образцов определялось по следующему выражению:

где mmeK - текущее значение массы образцов;

начальное значение массы

образцов.

Измерение массы образцов осуществлялось взвешиванием, на лабораторных весах «MW-II», фирмы «CAS» с точностью до 0,1 г.

Скорость сушки определялась с использованием следующего выражения:

V = -^ач-тек 100%:

эксп нач.общ

где тнач - масса образцов, измеренная непосредственно перед началом цикла сушки; ттек - масса образцов, измеренная после цикла сушки; хэксп - время цикла сушки.

Весь цикл экспериментов был разделен на три основных этапа:

1) определение степени интенсификации процесса сушки ультразвуковыми колебаниями;

2) определение равномерности высушивания материала в различных частях сушильной камеры;

3) определение эффективности сушки ультразвуковыми колебаниями различных материалов.

3.1. Степень интенсификации процесса сушки ультразвуковыми колебаниями

На начальной стадии экспериментов оценивался вклад в процесс сушки, вносимый ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности. В качестве объекта сушки использовалась хлопчатобумажная ткань, в виде отдельных полос размерами 20x150 мм. Их общий начальный (влажный) вес составлял 3 кг.

На рис. 7, в виде гистограммы, представлены сравнительные результаты по скорости сушки, полученные с воздействием и без воздействия УЗ колебаний. Время проведения каждого эксперимента равнялось 30 мин. Скорость сушки, представленная на гистограмме, усреднена по всему времени проведения эксперимента.

Рис. 7. Эффективность сушки ультразвуковыми колебаниями

Из гистограмм на рис. 7 следует, что воздействие ультразвуковыми колебаниями позволяет увеличить скорость ультразвуковой сушки от 2 до 6 г/мин на один кг массы высушиваемого образца при температуре 40 градусов Цельсия. При этом прирост скорости сушки и, следовательно, эффективность сушки ультразвуковыми колебаниями возрастает с увеличением температуры и скорости потока сушильного агента (от 0,25 м3/мин до 0,5 м3/мин).

Этот эффект можно объяснить следующим образом. При длительном воздействии (время эксперимента 30 мин.) нагретого воздуха, на высушиваемый материал, скорость удаления влаги с его поверхности превышает скорость ее подачи из внутренних слоев материала. Это приводит к образованию на поверхности материала, слоя с пониженным влагосодержанием, который препятствует дальнейшему эффективному удалению влаги.

При воздействии ультразвуковых колебаний, в высушиваемом материале возникает движение влаги из внутренних слоев материала к поверхностным, в достаточном количестве для ее эффективного удаления. Это препятствует образованию осушенного поверхностного слоя и значительно повышает эффективность сушки в целом.

Таким образом, приведенные результаты экспериментов показывают целесообразность применения ультразвуковых колебаний в сочетании с подачей нагретого сушильного агента.

3.2. Определение равномерности высушивания материала

При проведении этой серии экспериментов, эффективность сушки оценивалась отдельно для каждого из 6 секторов каждого поддона. Затем результаты усреднялись по всему поддону, и производилось сравнение результатов, полученных для каждого поддона. В качестве высушиваемого материала использовались образцы из предыдущих опытов. Время экспериментов - 30 мин.

На рис. 8 представлены гистограммы остаточной влажности тестовых образцов по секторам, для верхнего, среднего и нижнего поддонов соответственно.

I СУЗ Без УЗ

номер сектора а)

номер сектора

номер сектора в)

Рис. 8. Распределение остаточной влажности образцов по секторам поддонов а - верхний поддон; б - средний поддон; в - нижний поддон

Из рис. 8 следует, что равномерность высушивания образцов по всем секторам приблизительно равная в пределах одного поддона. Величина остаточной влажности между секторами отличается не более чем на 1...3%, что свидетельствует о равномерном температурном и ультразвуковом поле внутри сушильной камеры.

На рис. 9а представлены результаты сравнения остаточной влажности усредненной по каждому из поддонов.

Верхний поддон Средний поддон Нижний поддон Верхний поддон Средний поддон Нижний поддон

Рис. 9. Распределение остаточной влажности образцов по поддонам а - сушка 30 мин; б - повторная сушка еще 30 мин

Повышенная остаточная влажность образцов на нижнем поддоне (рис. 9а), при сушке с УЗ колебаниями, может быть обусловлена высокой эффективностью УЗ колебаний приводящей, при значительном начальном влагосодержании образцов (более 160% по отношению к массе сухого материала), к распылению влаги с их поверхности. Распыленная влага не успевает удаляться системой подачи сушильного агента и оседает на материал, расположенный на нижнем поддоне.

Этот факт подтверждается повторной сушкой образцов с начальным влагосодержанием равным значению, полученному в предыдущем опыте. Результаты этого эксперимента, представленные на рис. 9б, демонстрируют высокую равномерность сушки материала в камере, при условии отсутствия кавитационного распыления влаги с его поверхности. Это позволяет проводить оценку эффективности УЗ сушки, как по образцам расположенным на одном из поддонов, или его части, так и по всей массе высушиваемого материала.

3.3. Определение эффективности сушки ультразвуковыми колебаниями различных материалов

Проведение заключительного этапа экспериментов было направлено на определение эффективности сушки ультразвуковыми колебаниями образцов различных продуктов, формы и размеров. В качестве экспериментальных образцов использовалась: морковь, нарезанная калиброванными дисками диаметром до 28 мм и толщиной 5 мм; морковь нарезанная брусками 35x5x3 мм; корень женьшеня цельный; корень женьшеня, нарезанный дисками толщиной 4.5 мм. Суммарный вес высушиваемых образцов каждого типа составлял 3 кг. Каждый тип образцов подвергался четырем комбинациям энергетического воздействия в сочетаниях, показанных в таблице 1.

Таблица 1. Схема эксперимента

Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4

Маркер Маркер Маркер Маркер

Подача сушильного агента 0,5 м3/мин + + + +

Нагрев сушильного агента (40°С, 1000 Вт) - - + +

Ультразвуковое воздействие (150 Вт) - + - +

Внешний вид экспериментальных образцов до начала сушки показан на рис. 10.

Рис. 10. Фото использовавшихся образцов: а - морковь, нарезанная дисками; б - морковь, нарезанная брусками; в - корень женьшеня; г - корень женьшеня, нарезанный дисками

На рис. 11 показана зависимость остаточного влагосодержания моркови от времени сушки.

Как и в случае с сушкой хлопчатобумажной ткани, приведенные результаты экспериментов показывают, что в обоих случаях, заметный эффект от воздействия УЗ колебаний проявляется только при подаче нагретого сушильного агента и может достигать 50 г влаги на 1 кг массы высушиваемого образца. При этом, эффект от ультразвукового воздействия увеличивается с течением времени. Это объясняется тем, что при сушке только нагретым воздухом, на всей поверхности моркови образуется слой с пониженным влагосодержанием, который препятствует эффективному удалению влаги с поверхности.

Время эксперимента, тин а)

10 20 Время эксперимента, мин

Рис. 11. Зависимость остаточного влагосодержания моркови от времени сушки: а) - морковь, нарезанная дисками; б) - морковь, нарезанная брусками

С течением времени толщина этого слоя увеличивается, еще более уменьшая выход влаги. При воздействии УЗ колебаний, этого не происходит. Это свидетельствует о том, что и при сушке объектов с капиллярно-пористой структурой, основным вкладом ультразвуковых колебаний в процесс сушки является перенос влаги из внутренних слоев высушиваемого материала на его поверхность, которая затем удаляется при помощи сушильного агента.

При этом, эффект от применения УЗ колебаний более значительный в случае, показанном на рис. 11 б, соответствующем большей суммарной поверхности массопереноса.

На рис. 12 приведен характер изменения остаточного влагосодержания образцов женьшеня от времени сушки.

Рис. 12. Зависимость остаточного влагосодержания женьшеня от времени сушки а - корень женьшеня, цельный; б - корень женьшеня, нарезанный дисками

Графики на рис. 11а свидетельствуют о низкой эффективности сушки корня женьшеня цельного. Вклад в эффективность сушки, вносимый ультразвуковыми колебаниями, также оказывается весьма незначительным. Не наблюдается увеличение эффекта, вносимого ультразвуковыми колебаниями и при нагреве сушильного агента. Полученные результаты могут быть объяснены наличием на поверхности кореньев женьшеня защитной пленки - кожицы, которая препятствует активному испарению

влаги с их поверхности, а также выходу влаги из внутренних слоев кореньев на поверхность под действием УЗ колебаний, сводя тем самым к минимуму эффект от применения ультразвука. Зависимости на рис. 11.б, напротив, показывают весьма значительный вклад, вносимый ультразвуковыми колебаниями в эффективность сушки, который может достигать до 29 грамм на килограмм массы образца.

Приведенные результаты экспериментов позволяют утверждать, что основным движущим фактором ультразвуковой сушки является развивающийся в звуковом поле эффект перемещения влаги по капиллярам к поверхности.

Для обобщения полученных результатов, и сравнения эффективности ультразвуковой сушки различных образцов, на рис. 13 приведена гистограмма остаточного влагосодержания всех рассмотренных образцов.

Рис. 13. Гистограмма скорости ушки различных образцов:

1 - корень женьшеня; 2 - морковь, нарезанная дисками;

3 - корень женьшеня, нарезанный дисками; 4 - морковь, нарезанная брусками

Таким образом, в результате проведенных исследований была показана эффективность ультразвуковой сушки в предложенной сушилке и определены условия обеспечения максимальной скорости процесса, без нагрева материала до температур, превышающих 40 градусов Цельсия.

4. ОЦЕНКА ЭНЕРГИТИЧЕСКОИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СУШКИ

На основании полученных результатов была проведена оценка энергетической эффективности ультразвуковой сушки. Оценка проводилась по потребляемой из электрической сети мощности. Были приняты следующие исходные данные: электрическая мощность, потребляемая ультразвуковым генератором - 150 Вт,

мощность, потребляемая электрическим нагревателем сушильного агента - 1000 Вт, время цикла сушки - 30 мин, затраты на подачу сушильного агента не учитывались.

Расчет эффективности процесса проводился согласно следующему выражению:

где Р - потребляемая электрическая мощность; г - время цикла сушки; т - масса удаленной влаги.

Полученные результаты приведены в таблице 2. В таблице приняты обозначения столбцов, соответствующие следующим типам высушиваемых образцов: 1 -

хлопчатобумажная ткань; 2 - морковь, нарезанная дисками; 3 - морковь, нарезанная брусками; 4 - корень женьшеня цельный; 5 - корень женьшеня, нарезанный дисками.

Таблица 2. Сравнение энергетической эффективности

Вид воздействия Кол-во удаленной влаги, г. Энергетическая эффективность, Вт мин / г

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Подача нагретого сушильного агента 750 315 375 180 330 40 95 80 167 90

Подача нагретого сушильного агента и УЗ воздействие 1050 381 525 210 417 33 90 66 164 83

УЗ воздействие 300 66 150 30 87 15 68 30 150 51

Таким образом, приведенные в таблице 2 данные свидетельствуют о высокой эффективности применения ультразвуковых колебаний для сушки различных продуктов, обеспечивающей в некоторых случаях снижение энергозатрат на 20%, при сохранении времени сушки и уменьшении конечного влагосодержания продукта. Приведенные значения энергетической эффективности, также свидетельствуют о необходимости дальнейшего совершенствования излучателей УЗ колебаний для увеличения мощности создаваемых колебаний. Согласно полученным данным, это позволит еще более увеличить скорость и снизить энергозатраты на процесс сушки.

В целом, разработанная ультразвуковая сушильная установка обладает техническими характеристиками, приведенными в таблице 3.

Таблица 3. Технические характеристики УЗ сушильной установки

Наименование параметра Единица измерения Значение

Мощность, потребляемая УЗ генератором Вт 150

Мощность, потребляемая нагревателем (ТЭН) Вт 1000

Размеры сушильной камеры, диаметр, высота мм 850x600

Максимальная температура нагрева сушильного агента оС 40

Расход сушильного агента м3/мин 0,5

Частота УЗ колебаний кГц 24

Работа выполнена при финансовой поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации для поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук и их научных руководителей № МК-383.2008.8.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований создана конструкция ультразвуковой сушильной установки, обеспечивающей эффективную сушку термолабильных материалов и продуктов при температуре сушильного агента не более 40°С с одновременных воздействием ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности. При этом высокая степень интенсификации процесса сушки ультразвуковыми колебаниями (прирост до 50 г на 1 кг высушиваемого материала) позволяет снизить температуру сушильного агента, без потери в качестве и скорости сушки. Последнее особенно важно для производств, где нагрев высушиваемого продукта недопустим или нежелателен.

Высокая эффективность процесса сушки обеспечена за счет применения в конструкции сушильной установки дискового излучателя, формирующего УЗ поле с уровнем интенсивности не менее 130 дБ, и резонансного объема сушильной камеры, обеспечивающего усиление уровня интенсивности до 150 дБ.

Результаты проведенных экспериментов показывают перспективность и целесообразность создания комбинированных сушильных установок (ультразвуковые -конвекционные) с оптимальным соотношением доли тепловой и акустической энергии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Л. Д. Розенберг Физические основы ультразвуковой технологии. М.: Наука, 1969. -689 с.

2. S. de la Fuente-Blanco, E. Riera-Franco de Sarabia, V. M. Acosta-Aparicio, A. Blanco-Blanco, J. A. Gallego-Juarez. Food drying process by power ultrasound. Ultrasonics, Elsevier USA, 2006, 44, р. 523-527.

3. Глазнев В. Н. Устройство для сушки капиллярно-пористых сыпучих материалов. Патент РФ № 2095707.

4. E. Riera-Franco de Sarabia, J. A. Gallego-Juarez, G. Rodriguez-Corral, V. M. Acosta-Aparicio, E. Andres-Gallegos. Application of high-power ultrasound for drying vegetables. 19th International Congress on Acoustic, Madrid, Spain, 2007.

5. В.Н. Хмёлев, А.В. Шалунов и др. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности. Барнаул: АлтГТУ, 2007. 416 с.

6. A. N. Lebedev; A. V. Shalunov; S. S. Khmelev; N. V. Kuchin; A. V. Shalunova. Ultrasonic Oscillating System for Radiators of Gas Media. International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM"2008. Novosibirsk: NSTU, 2008.

7. V. N. Khmelev, S. V. Levin, S. N. Tsyganok, A. N. Lebedev. High Power Ultrasonic Oscillatory Systems. International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM"2007: Workshop Proceedings. Novosibirsk: NSTU, 2007, p. 293-298.

8. Choo Kwang Moon, V. N. Khmelev, A. V. Shalunov, Lee Hyo-Jai, A. N. Lebedev,

M. V. Khmelev. Compact Ultrasonic Dryer for Capillary-porous and Loose Materials. Ninth International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM"2008: Workshop Proceedings. Novosibirsk: NSTU, 2008, p. 295-299.

9. V. N. Khmelev, D. V. Genne, A. A. Bahirev, I. I. Savin The Meter of the Level High-Intensity Ultrasonic Pressure. International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM"2006: Workshop Proceedings. Novosibirsk: NSTU, 2006, p. 232-233.

Акустическая сушка – это способ обезвоживания продукта посредством интенсивного ультразвукового воздействия. Это циклический способ удаления влаги. При первичной обработке продукта влага удаляется с поверхности, затем при использовании второй ультразвуковой волны влага распределяется по капиллярам. Так происходит до тех пор, пока продукт не будет содержать в себе требуемую долю влаги.

Акустическая сушка нашла успешное применение в сельском хозяйстве, в фармацевтической, химической и пищевой промышленности. В сельском хозяйстве посредством акустической сушки обрабатывают зерновые культуры, овощи и фрукты. В пищевой промышленности акустическую сушку используют в производстве сухого молока. Наиболее широкое распространение ультразвуковая сушка получила в фармацевтике. Дорогостоящие препараты – порошки, антибиотики, таблетки – производятся в ультразвуковых камерах. Высокая стоимость препаратов обусловлена высокой производительностью оборудования и, как следствие, высокой степенью потребления энергии. В химической промышленности ультразвуковая сушка применяется для производства угольного порошка. С помощью подобных камер осуществляют сушку бумаги, хлопка, древесины.

Особенности акустической сушки

Акустическая сушка обладает рядом преимуществ: продукт не подвергается тепловой обработке, он обрабатывается в холодном виде; ввиду отсутствия температурного воздействия продукт сохраняет почти все питательные вещества и витамины, не теряет свои первоначальные свойства, не подвергается окислению.

Акустическая сушка – это единственный способ работы с термочувствительными материалами. Благодаря этому методу их структура полностью сохраняется, не теряя первоначальную форму.

Акустическая сушка – высокоскоростной метод обработки. По сравнению с вакуумной сушкой, акустическая сокращает время обработки в четыре раза. За счет этого повышается качество готового продукта.

Технология акустической сушки

Подвергаемый сушке материал должен иметь капиллярно-пористую структуру. Различные материалы имеют неодинаковое содержание влаги, поэтому интенсивность и количество ультразвуковых волн рассчитывается в соответствии с процентом влажности продукта.

Если продукт содержит большое количество влаги, используют волну высокой силы воздействия, в результате – влага буквально «вытряхивается» из продукта. Это происходит потому, что волна появляется не только у поверхности материала, но и внутри капилляров, приводя к интенсивной потере влаги.

Если капиллярно-пористый материал обладает умеренной влажностью, акустические колебания происходят более интенсивно на первой стадии и менее интенсивно на второй. Во время первой стадии скорость сушки не меняется, поэтому влага постоянно восполняется. Верхние слои продукта ее теряют, а нижние слои «выбрасывают» влагу на поверхность. Таким образом, влагообмен не прекращается до тех пор, пока не будет достигнуто оптимальное содержание влаги.

Во время второй стадии скорость сушки снижается, поэтому жидкость изнутри поступает слабо и ее убыль уже не восполняется или восполняется, но слабо.

Акустическая сушка наиболее эффективна в период первой стадии обработки продукта. Благодаря ей, улучшаются физико-химические и потребительские свойства продукта. Например, при акустической обработке семян, увеличивается их всхожесть.

Таким образом, акустический способ сушки успешен для некоторых типов производств и наиболее эффективен на первой стадии обработки продукта для увеличения скорости влагообмена и повышения качества готового продукта.

Оборудование для сушки продукции вы можете приобрести у нас. Доставка по России и Беларуси. .

Ученые из Нижнего Новгорода изобрели инновационный метод сушки пиломатериала. Эксперты заявляют, что это настоящий прорыв в производстве материалов из дерева и строительстве деревянных домов .

Пока у нижегородцев подготовлен только один агрегат, предназначенный для сушки дерева с помощью ультразвука, в процессе которой модифицируются свойства получаемого пиломатериала. Аналогов подобного «сушильного аппарата» нет ни в одной стране мира.

Методы сушки пиломатериала в России

Статистика говорит, что сегодня просушке подвергаются всего пятнадцать процентов всех производимых в России пиломатериалов. Причина такого явления в несовершенстве практикуемых технологий, в основе которых лежит изменение агрегатного состояния воды (испарение).

Существующие методы просушки всего пиломатериала, используемого для разных сфер, включая строительство деревянных домов, отличаются друг от друга незначительно.

Могут меняться методы нагрева дерева или технология испарения влаги, качество используемой для этого энергии и способы отвода газа из сушильной камеры.

В условиях производства используют термоконвекционный, аэродинамический и вакуумный методы сушки пиломатериала. Также практикуется сушка дерева с помощью СВЧ-тока. Все эти методики требуют большого расхода электричества. Для просушки одного кубического метра материала требуется в среднем от 200 до 250 кВт/ч.

Из-за таких расходов себестоимость высушенного пиломатериала существенно превышает стоимость дерева естественной влажности и его обработку. Новый метод позволяет уменьшить этот показатель.

Традиционные методы сушки не обеспечивают получение древесины хорошего качества - готовым изделиям свойственны коробление и растрескивание, может наблюдаться неоднородная («пятнистая») влажность по всей длине заготовки.

Большую проблему составляет и экологическая сторона вопроса - производство выбрасывает в воздух токсические газы и выпаренную древесную влагу, которая содержит растворы кислот и щелочей, пары скипидара, метанол. Представляют опасность и продукты сгорания топлива, которое используется для нагрева теплоносителя.

Ультразвуковая технология

Разработчики из Нижнего Новгорода пошли другим путем. Предложенный ими метод работает на другом механизме удаления влаги. Процесс просушки с помощью ультразвука помогает существенно снизить потребление электроэнергии, так как не нужно расходовать ее на нагрев дерева, теплоносителей и элементов установки.

Возможность использовать просушку с помощью ультразвука обусловлена свойствами дерева - этого природного полимера. Благодаря этому отпадает необходимость менять агрегатное состояние жидкости, которая содержится в дереве (превращать жидкость в пар).

При использовании ультразвука влага удаляется из дерева в своем первоначальном виде (жидкости), что позволяет уменьшить удельное энергопотребление на пятьдесят процентов. Некоторые эксперты говорят даже о семидесяти процентной экономии.

Преимущества ультразвукового метода сушки

Получаемые изделия характеризуются:

• Отсутствием коробления и растрескивания;
• Антисептическим компонентом (в частности, речь идет об уничтожении сапрофитов и гифов в заготовке и последующая стойкость к повторным заражениям этими опасными грибками);
• Минимальным коэффициентом влагопоглощения;
• Улучшением резонансных свойств дерева;
• Увеличением стойкости к гнилостным процессам.

Преимущества ультразвукового оборудования:

• Увеличенный КПД;
• Уменьшение размеров сушильных агрегатов;
• Экономия электроэнергии;
• Упрощение технологического процесса и простота сбора выделяемой жидкости;
• Улучшение экологической картины производства - отсутствуют токсические выбросы;
• Возможность совместить линии по обработке и просушке древесины, благодаря чему можно минимизировать затраты на производство.

Особенности процесса сушки ультразвуком

Ультразвуковая установка по просушке пиломатериала работает по принципу конвейера. Такая особенность продиктована особенностями методики. Также конвейерная подача позволяет комбинировать сушку материала с деревообработкой.

Благодаря комбинированию разного оборудования можно избежать штабелевания готовых деревянных изделий, их выгрузки/загрузки в «сушилку».

Существующие до сих пор технологии не дают возможности использовать эту насыщенную разными микроэлементами жидкость, так как в процессе сушки она просто испарялась.

Экология потребления.Дом:Стирка и сушка белья не такая интересная тема, как научные достижения в области хранения энергии или возобновляемые источники энергии, но эти процессы занимают достаточно большое количество времени, а вместе с ним и значительную долю семейного бюджета.

Стирка и сушка белья не такая интересная тема, как научные достижения в области хранения энергии или возобновляемые источники энергии, но эти процессы занимают достаточно большое количество времени, а вместе с ним и значительную долю семейного бюджета.

Современная технология сушки одежды, которая использует произведённое с помощью электричества тепло, чтобы испарить воду из одежды, давно нуждается в модификации. Есть способы уменьшения количества воды в одежде перед сушкой, например, высокоскоростные центрифуги.

Новое решение предложили Ученые из Национальной лаборатории Oak Ridge, при поддержке Министерства энергетики США и GE Appliances, которые разработали прототип инновационной технологии сушки одежды. Она может сократить время сушки белья до всего 20 минут, и уменьшить количество энергии, используемой для каждой загрузки на 70%.

Вместо того чтобы использовать высокую температуру для удаления воды из одежды, этот прототип использует высокочастотные колебания - ультразвуковые волны – произведенные с помощью пьезоэлектрических преобразователей с питанием от настраиваемого усилителя.

«Этот метод сушки дает сногсшибательное результаты», сказал ученый лаборатории Айоб Момен (Ayyoub Momen), который разработал прототип.

«Мы смогли высушить кусок ткани всего за 14 секунд. Если вы захотите это сделать в тепловой сушильной камере при различных температурах, вам потребуется несколько минут».

Ультразвуковая сушилка для белья эффективна при быстром удалении воды из одежды и обладает низким энергопотреблением, но выпускает «прохладный туман» вместо теплого влажного воздуха, как происходит с обычными сушилками (правда, и это вызывает проблемы влажности и плесени). По этой причине ученые советуют отводить «выбросы» сушилки наружу здания, но кто знает, возможно, следующим этапом для ученых будет разработка способа повторного использования конденсируемого тумана для стирки следующей загрузки белья.

По данным Министерства энергетики США, Лаборатория и компания GE совместно работают над разработкой коммерческой версии продукта, и планируют иметь выпустить прототип уже осенью этого года. Если предположить, что ультразвуковая сушилка станет экономически эффективным методом для модернизации коммерческих стиральных машинок, то она существенно снизит расходы электроэнергии на сушку белья. опубликовано

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал Эконет.ру, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека..

Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!