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Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung flüchtiger Bestandteile aus flüssigen, breiigen oder festen Stoffen in Schichtform.
Die Erfindung betrifft die Entfernung von flüchtigen Bestandteilen aus flüssigen, breiigen oder festen Stoffen, u. zw. hauptsächlich, wenn auch nicht ausschliesslich die Entfernung von Wasser und Feuchtigkeit aus flüssigen oder feuchten Stoffen, welche durch eine sehr vorsichtig Behandlung getrocknet oder in den festen Zustand übergeführt werden sollen, um jede Schädigung ihrer chemischen, physikalischen oder biochemischen Eigenschaften hinanzuhalten. Eine vorsichtig Behandlung dieser Art ist z. B. notwendig beim Trocknen von Substanzen, welche wirksame Bestandteile, wie Enzyme und Vitamine, enthalten.
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Behandlungsverfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mittels welcher ein genau regelbarer und hoher Grad der Entziehung flüchtiger Bestandteile, insbesondere Wasser, erzielt werden kann, ohne dass die auf Enzymen oder Vitaminen beruhende Wirk- samkeit des Materials beeinträchtigt oder zerstört wird, so dass z. B. Milch getrocknet werden kann, um ein Produkt zu erhalten, in welchem die sehr empfindliehen Oxydasen nicht angegriffen sind, oder
Hefe getrocknet werden kann, ohne die Zymase zu zerstören oder die Lebensfähigkeit der Hefezellen zu vernichten.
Es sind Vorkehrungen getroffen, um jede gewünschte Schichtdicke des Materials beim Ausbreiten desselben zwecks E nwirkung der Wärme zu regeln und einzuhalten. Die genaue Einhaltung einer bestimmten Schichtdicke ist insbesondere bei Trocken-oder Verdampfvorriehtungen erwünscht, wie z. B. bei solchen, die zur Erzeugung von Milchpulver dienen, bei denen die flüssige Milch über eine von zwei in einem Abstand voneinander angeordneten rotierenden Trommeln oder Walzen gegossen und der Einwirkung von Wärme, z. B. der eines heissen Luftstromes, ausgesetzt wird.
Bei derartigen Vorrichtungen ist es notwendig, zu verhindern, dass die trocknende Milch sich zu einer dicken Schicht zusammenballt, da eine zu grosse Schichtdicke die Verdampfung verzögert und bewirkt, dass die Milch zu einem Abstreicher od. dgl. geführt wird, bevor sie vollständig getrocknet ist. Überdies führt jede Ungleichmässigkeit der Materialschicht zu einer Unregelmässigkeit der Temperatur, auf die das Material gebracht wird.
Die zu diesem Zweck verwendete Vorrichtung ist von jener Art, bei welcher das zu trocknende Material in Schichtform der Einwirkung von Luftströmen unterworfen wird, welche zuerst auf das Material gerichtet und dann von demselben abgeleitet werden, wobei sie mindestens einen Teil der flüchtigen Bestandteile des Materials mitreissen.
Es hat sich gezeigt, dass, um den angegebenen Zweck zu erreichen, die Luft oder ein anderes gasförmiges Mittel, das die flüchtigen Anteile aus dem in Form einer dünnen Schicht vorliegenden Material entziehen soll, nicht nur bei Annäherung an das Material durch senkrecht darauf stehende Einlasskanäle und beim Auftreffen auf das Material eine Drucksteigerung erfahren soll, sondern es soll auch der Druck unmittelbar nach dem Auftreffen gesteigert und während des Hinstreiehens des gasförmigen Mittels über die Schicht aufrechterhalten werden ; dieses Hinstreichen beim höchsten Druck soll über eine merkliche Strecke stattfinden, die vorteilhafterweise mehr als den doppelten Abstand der Blasöffnungen von der Schicht beträgt.
Hierauf sollte dieses gasförmige Mittel senkrecht zur Schicht und unter geringerem Druck zurückgehen, so dass die flüchtigen Bestandteile des Materials in Dampfform von dem unter Druck befindlichen gasförmigen Mittel aufgenommen und abgeführt werden, um sieh nachher in kondensierter Form davon zu trennen, wenn sich der Druck verringert.
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aneinanderliegen, geschlossen ist. Die Platten Y Z bilden zwischen sich einen Kanal d von gleichmässiger Weite. Dieser Kanal ist am inneren und äusseren Rand der Platten offen, aber an den Seitenrändern, wo die Rippen 10, 10 aneinanderliegen, geschlossen. Ausserdem können die Platten mit in geeigneten
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gegenseitige Lage einnehmen.
Die seitlichen Einlasskammern 5 liegen über den seitlichen Rändern der Plattellgruppen, so dass das Verdampfmittel von beiden Seiten der Vornehtung in die Kanäle. l gelangen kann : die am Umfang angeordneten Auslasskammern 6 liegen über den äusseren Rändern der Plattengruppen, so dass sie das mit Dämpfen beladene Verdampfmittel abführen, das durch die Kanäle d nach aussen strömt.
Zwecks Erzielung der besten Ergebnisse sollten gewisse Abmessungsverhältnisse eingeltalten werden, wie mit Bezug auf Fig. a erläutert werden soll.
Jeder Austrittskanal hat die Breite d und jeder Zutrittskanal oder Diise die Breite 1. Liegt der Trommelumfang im Abstand B von den Innenrändern des zusammengestellten Plattenkörpers und hat jede Platte die Dicke C, dann sind die Bedingungen für die beste Leistung beim Entziehen und Abführen der Feuchtigkeit oder anderer flüchtiger Substanzen aus dem behandelten Material, dass 2 B kleiner ist als A, A kleiner ist als d und C grösser ist als 2 B.
Wenn gewünscht, kann die Druckluft oder das sonstige gasförmige Verdampfungsmittel vorgewärmt oder vorgetrocknet werden, beispielsweise durch vorangehende Abkühlung, um seine Dampf- aufnahmefähigkeit zu erhöhen.
Für viele Zwecke eignet sich Luft als gasförmiges Verdampfmittel, aber es können in manchen Fällen auch Kohlensäure oder Stickstoff verwendet werden, wenn der Luftsauerstoff nachteilig ist.
Wird erwärmtes Verdampfmittel verwendet, so kann die im abziehenden Verdampfmittel enthaltene Wärme nach dem Gegenstromprinzip nutzbar gemacht werden. Auch kann das abziehende Verdampfmittel, nachdem ihm die Dämpfe entzogen worden sind, wieder benutzt werden, was namentlich dann von Vorteil ist, wenn ein anderes Verdampfmittel als Luft verwendet wird. Verluste an Verdampfmittel während des Betriebes können durch frisches Verdampfmittel ersetzt werden. Das kalte frisehe Verdampf- mittel kann nach dem Gegenstromprinzip nutzbar gemacht werden, wie vorstehend erläutert wurde.
Nebenher wird die kalte Luft, die die Hauptmenge darstellende zugeführte warme Luft etwas abkühlen und dadurch die in letzterer enthaltenden Dämpfe zum Teil kondensieren. Das gasförmige Verdampfmittel kann von einem Saug-oder Druekgebläse geliefert werden, wird aber zweckmässig unter einem
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so dass er seinen Höchstwert erreicht, sobald das Verdampfmittel auf das zu behandelnde Material trifft und sich darüber ausbreitet.
Die Zu-und Ableitung zu bzw. von den Kanälen zwischen den Platten wird zweckmässig abteilungsweise, wie dargestellt, bewirkt, so dass jede Plattengruppe zwecks Besichtigung, Reinigung oder Ausbesserung ausgehoben werden kann, ohne die übrigen zu stören. Doch kann das Verdampfmittel der ganzen Reihe von Kanälen zugeführt werden, oder es können gesonderte Zuführungen für die verschiedenen Abteilungen oder Gruppen von Platten vorgesehen sein, in welch letzterem Falle, wenn eine Vorwärmung benutzt wird, die Temperatur für die verschiedenen Gruppen von Düsen verschieden sein kann. Es kann z. B. die zuerst auftreffende Luft wärmer sein als die später auftreffende.
Wenn das mit Dämpfen beladene gasförmige Verdampfmittel nach aufwärts abzieht, können Sammelrinnen mit FlüssigkeitsverseMüssen zum Sammeln und Ableiten des Kondensats vorgesehen sein, so dass es nicht wieder herabfallen kann. Das gasförmige Verdampfmittel expandiert beim Abziehen, und sein Dampfgehalt wird teilweise kondensiert. Fig. 7-10 veranschaulichen Einrichtungen zur Regelung der Schichtdicke des auf einem Trommelumfang ausgebreiteten Materials. 72 ist eine Walze, deren Umfang vom Umfang der Trommel 1 durch an den Enden der Walze angeordnete konisehe Rollen 1.) in einem Abstand x gehalten wird, wobei die Rollen sich auf den Enden des Trommelumfanges wälzen.
Durch Verschrauben der Rollen 13 auf der Walze 12 kann der Abstand genau eingestellt werden, und es genügt eine verhältnismässig grobe Einstellung der Rollen. M, um eine feine Einstellung des Abstandes x zu erreichen.
Nach Fig. 8 trägt die Walze 12 aussen ein Zahnrad 14 und ist innen an den Enden mit Zwingen 15 ausgestattet, die als Lager für die Achse 16 dienen, die hohl ausgeführt und mit Löchern 17 ausgestattet
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der Walze 12 und die Rollen 13 eingeschaltet werden.
Nach Fig. 8 und 9 sind die konischen Flächen an den Rollen 7. 3 der Walze 12 angebracht, doch mnnten sie auch an den Enden der Trommel 1 angebracht werden, wie bei 21, Fig. 10, gezeigt, in welchem
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Falle die Rollen 13 einfache Scheiben sind. Statt einer Trommel konnte auch ein laufendes Transporttueh oder eine hin und her gehende Platte verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Entfernung flüchtiger Bestandteile aus flüssigen, breiigen oder festen Stoffen in Schiehtform durch Einwirkung von trockener Luft oder eines anderen, Dämpfe aufnehmenden Mittels, die sich unter steigendem Druck senkrecht gegen das Material hin bewegen und nach dem Auftreffen auf das Material senkrecht von demselben zurückweichen, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des genannten Mittels unmittelbar nach dem Auftreffen gesteigert und aufrechterhalten wird, während das
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dem höchsten Druck über eine angebbare Strecke (C) erfolgt, die zweckmässig grösser ist als der doppelte Abstand (B) zwischen den Zutrittsöffnungen und der Sehiehtoberfläehe,
worauf das Mittel unter geringerem Druck sich senkrecht zur Schichtoberfläche von dieser entfernt.