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Verfahren zur Herstellung von Trockenpulvern und
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Das Stammpatent Nr. 219563 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leicht löslichen Trocknungs- pulvern. Bei diesem Verfahren wird das zu trocknende Feststoff-Flüssigkeitsgemisch in möglichst homo- gen verteilten Tröpfchen im oberen Bereich eines Turmes aufgegeben, in den von unten ein entfeuchtetes
Trocknungsmittel etwa mit Raumtemperatur eingeleitet wird, welches oben ausströmt, während das Gut unten abgezogen wird. Dieses Verfahren kann z.
B. so geführt werden, dass die Grösse der eingeführten
Gutstropfen, die Strömungsgeschwindigkeit, die Temperatur und die Feuchte des Trocknungsmittels so- wie die Höhe und der Durchmesser des Turmes in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Durchsatz- menge so gewählt und aufeinander abgestimmt sind, dass der obere Bereich des Turmes als Wäscher wirkt, wobei vermieden wird, dass Tropfen wieder zusammenballen und so schwer werden, dass sie als Tropfen nach unten durchfallen. Der Trocknungsvorgang ist dabei so gesteuert, dass infolge des niedrigen Trock- nungspotentials ein kontinuierlicher Feuchtefluss vom Tropfeninnern nach aussen erfolgt in der Art, dass weder eine Verkrustung der Tropfenoberfläche noch ein Zerplatzen derselben eintritt.
Mit dem Verfahren nach dem Stammpatent ist es erstmalig gelungen, ein sogenanntes Schnell-Löslichkeitspulver (Instantpulver) von höchster Geschmacksqualität, insbesondere ohne Beigeschmack allein durch Trocknung, also ohne sonst erforderliche Instantisierung herzustellen. Die Geschmacksqualität wird dadurch erreicht, dass in der im oberen Bereich des Turmes gebildeten Waschzone einerseits die im unteren Teil des Turmes bei der Trocknung aus den Tropfen bzw. dem Pulver frei gewordenen flüchtigen Stoffe wieder in das flüssige Ausgangsgut hineingewaschen werden und anderseits aus dem Trocknungsgas herausgewaschen werden, so dass dieses praktisch frei von einem Feststoff-Anteil den Turm oben verlässt.
Die Schnell-Löslichkeitseigenschaft wird dadurch erreicht, dass durch die Waschzone die Trocknung äusserst langsam eingeleitet wird und dass dadurch die Haut der versprühten kugelförmigen Tropfen nicht verkrustet, sondern diese Tropfen zu porösen Vollkugeln, die an vielen Stellen weit in das Innere hineinreichende Löcher aufweisen, zusammentrocknen.
Dadurch wird dem Wasser bei der späteren Wiederauflösung der sofortige Zutritt bis in das Innere der Vollkugel ermöglicht, so dass diese schlagartig ohne Rückstand zerfällt oder aufquillt.
Zur Durchführung dieses Prinzips benötigt man einen verhältnismässig hohen Trocknungsturm, um die erforderliche Fallzeit der einzelnen Teilchen und damit den gewünschten Endfeuchtegehalt zu erzielen.
Der hohe Turm ist aber genau so notwendig aus Gründen der Durchführung eines echten Gegenstromverfahrens, das wieder notwendig ist für die gesteuerte und gebremste Verdunstung der groben Teilchen und besonders wegen der Ausbildung der Waschzone im oberen Turmbereich.
Es wurde nun gefunden, dass es nicht erforderlich ist, die Trocknung im Turm bis zu der gewünschten Endfeuchte des Gutes von etwa 3 bis 5'10 durchzuführen, sondern dass man mit zum Teil wesentlich niedriger Turmhöhe auskommen kann, wenn man eine Nachtrocknung vorsieht. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass diese Nachtrocknung erst dann einsetzen darf, wenn das Gut im Turm bereits die erwähnte, allerdings noch nicht feste, poröse Vollkugel-Struktur erreicht hat. Es wurde nämlich festgestellt, dass
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bereits dann die erstrebte Geschmacksqualitäi und auch die erstrebte Löslichkeilseigenschaft erreicht sind, und dass diese hinterher nicht wieder verloren gehen. Das konnte bei dem Verfahren nach dem Stammpatent nicht ohne weiteres erwartet werden.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Herstellung löslicher Pulver, bei dem das zu trock-
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schwindigkeit des Gasstromes zwischen 0,01 und 1 m/sec liegt und bei dem das Gas bei Austritt aus dem
Trocknungsturm eine Wasserdampfsättigung von 65 bis 95% aufweist.
Die Erfindung wird darin gesehen, dass wenigstens ein Teil des Trocknungsgases gegen den Turmboden gerichtet, mit einer derartigen Strömungsgeschwindigkeit in den Turm eingeführt wird, dass es das dort mit Granulatstruktur ankommende Gut vom Boden aufwirbelt und im Bodenbereich über längere Zeit in wirbelnder Bewegung hält, ehe es als Pulver aus dem Turm abgezogen wird.
Das Verfahren eignet sich besonders für stark hygroskopische Produkte, die die Neigung zeigen, ins- besondere kolloidgebundenes Wasser bei der Auftrocknung stark festzuhalten. Wesentlich ist dabei selbst- verständlich die Verwendung eines so weitgehend wie möglich vorgetrockneten Gases als Trocknungsmittel.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann so ausgebildet sein, dass durch Trocknungsmit- tel-Eintrittsöffnungen in Bodennähe des Turmes an der Turmwand ringsherum oder ein Abschnitt an der
Turmwand das Trocknungsmittel zum Böden hin richtende Elemente, z. B. Schlitze od. dgl., angeordnet sind und/oder es kann zentrisch durch den Turmboden ein Trocknungsmittel-Einführungsrohr geführt wer- den, das in eine unten offene Haube mündet. Aus dieser strömt dann das Trocknungsmittel ringsherum zum Boden und radial auswärts gerichtet.
Als Vorrichtung zur Einführung des Trocknungsmittels kann auch ein um die Turmachse axial rotie- rendes Trocknungsmittel-Eintrittsrohr mit zum Turmboden gerichteter Austrittsöffnung, vorzugsweise mit
Schlitzen, verwendet werden. Dieses Rohr kann eine sich zur Turmwand hin konisch verjüngende Form haben, und es kann an seinem äusseren Ende eine zusätzliche Austrittsöffnung aufweisen.
Derartige Einrichtungen können zugleich mit der im Stammpatent vorgesehenen pneumatischen Aus- tragung des getrockneten Gutes durch ein geschlitztes rotierendes Rohr unter Unterdruck eingesetzt werden.
Es kann vorgesehen werden, dass nur ein Teil des zur Trocknung im Turm benötigten Gases auf diese
Weise zum Auf- und Herumwirbeln im Turm benutzt wird, vorzugsweise aber wird die gesamte in den
Turm einzuführende Gasmenge zu dieser Nachtrocknung benutzt. Die Belassung eines Teils der tangen- tialen Einführung der Hauptgasmenge entsprechend dem Stammpatent hat den Vorteil, dass der sich erge- bende Staudruck günstig auf das Abhalten des Pulvers oder der flüssigen oder halbfesten Teilchen von den
Wänden auswirkt.
Als eine bevorzugte Ausführungsform dieser Gaseinführung zum Aufwirbeln hat sich ergeben, dass parallel mit dem zur Austragung unter Unterdruck bestimmten rotierenden Rohr, das zentrisch in der Mit- te des Turmes angeordnet ist, ein rotierendes, den Radius oder auch den ganzen Durchmesser des Turmes bestreichendes, ein-oder mehrarmiges, gross dimensioniertes Rohr angeordnet wird, das nach unten ge- öffnet oder geschlitzt ist. Durch dieses Rohr tritt ein Teil oder die gesamte in den Turm einzubringende
Gasmenge aus und wirbelt das am Boden des Turmes ankommende Gut auf und hält es so wenige Minuten bis Stunden in einer schonenden, wirbelnden Bewegung, die auch die Granulatstruktur des Pulvers nicht oder nur sehr wenig durch Abrieb zerstört.
Dieses ein-oder mehrarmige Rohr hat vorzugsweise wegen der gleichmässigen Verteilung des Gases eine konisch zur Peripherie zulaufende Form. Am Ende des Rohres kann eine besondere Austrittsöffnung vorgesehen sein, wobei der Gasstrom im Austritt dort so geführt sein kann, dass das Pulver, das gerade die
Tendenz hat, sich in der Übergangszone der vertikalen Turmwand mit dem Boden abzusetzen, aufgewir- belt wird. Die Dimension des Rohres und die Strömungsgeschwindigkeit des eintretenden Gases, die va- riiert werden können, ergeben eine Variationsbreite des Aufwirbeln und damit der Nachtrocknung.
Das im Stammpatent beschriebene, rotierende und unter Unterdruck arbeitende Austragsrohr für das getrocknete Gut wird zweckmässig parallel zu diesem sehr viel grösseren Eintrittsrohr für das Trocknungs- gas geführt, wobei die vertikale Hohlachse dieses rotierenden Unterdruckrohres zentrisch durch die sehr viel grössere Achse des grossen Rohres geführt wird.
Wie schon ausgeführt, können auf diesem Weg Trocknungsgüter, sobald sie als Granulate am Turm- boden ankommen, bei denen die Austreibung des Restwassers wegen ihrer Hygroskopizität grösste Schwie- rigkeiten macht, jede gewünschte Zeit durch Herumwirbeln getrocknet werden.
Die Absaugung des Trockengutes erfolgt erst nach einem längeren Zeitraum, z. B. nach 2 h, wobei trotz kontinuierlicher Vermischung des frischen, noch nicht vollständig getrockneten Pulvers, das von
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im Mittel auf den gewünschten Restwassergehalt getrocknetes Gut erreicht wird.
Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, dass ohne zusätzlichen technischen oder wirtschaftlichen Aufwand unter Benutzung des gleichen Trocknungsgases, das anschliessend für die Haupttrocknung dient, jeder gewünschte Trocknungsgrad erreicht werden kann.
Eine weitere Variante der Schlusstrocknung anschliessend an die oben beschriebene oder auch die nach dem Stammpatent ist die, dass ausserhalb des Turmes Nachtrockner aufgestellt werden, in denen eine Nachtrocknung ermöglicht wird. In diesen Nachtrocknern kann, weil sonst die Gasmengen im Nachtrockner viel zu gross sein würden, üblicherweise technisch nur ein Teil des für den Turm benötigten Trocknungsgases verwendet werden. Die zumindestens teilweise Doppelausnutzung des weitgehend vorgetrock-
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bei man das Produkt so lange in den Trocknern belässt, bis es die gewünschte Restfeuchtigkeit erreicht hat. Es kann auch ein konisch ausgeführter Nachtrockner, in den entweder am unteren Teil des Konus zentrisch oder bei kontinuierlicher Betriebsweise möglichst hoch am Konus tangential das Gas eingeblasen wird, verwendet werden.
Der letztgenannte Nachtrockner hat den Vorteil der Einsparung eines Filters, da eine Trennung von Gut und Gas im oberen Teil und ein Absetzen des Trockengutes im unteren Teil stattfindet. Dabei gehen die geringen Mengen Trockengutes, die mitgerissen werden können, nicht verloren, da der Gasstrom, der hier seine Arbeit getan hat, dann zur Hauptarbeit in den Turm geführt wird. Es kann also bei dieser Trocknungsart kein Trockengut verloren gehen, ausserdem wird auch die gleiche Menge Trocknungsgas zweimal ausgenutzt, so dass ein zusätzlicher wirtschaftlicher Aufwand entfällt.
Die vorbeschriebenen Möglichkeiten sind auch für die schwierig zu trocknenden Produkte gegeben, wenn die Behandlung nach dem Stammpatent nur so weit getrieben wird, dass das Gut in jedem Falle am Boden des Trocknungsturmes mit einem solchen Trocknungsgrad ankommt, dass es weder klebt noch kleistert, sondern fliesst und bewegt werden kann.
Es ist auch möglich, die Anlage statt mit entfeuchteter Luft, mit entfeuchtetem Inertgas, z. B. Stickstoff, zu betreiben, so dass alle in den Zwischenräumen wie in den Hohlräumen des Trockengutes selbst befindliche Luft durch das Inertgas verdrängt wird, was bei Milch, Butter, Sahne in bezug auf den gewünschten Oxydationsschutz von besonderer Bedeutung ist.
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