Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von bei der Zerstäubungstrocknung angefallenem Pulver. hm die Zerstäubungstrocknung mit gutem Erfolg auch auf temperaturempfindliche Sub stanzen anwenden zu können, ist es wichtig, dass in einem Gasstrom bei verhältnismässig hohen Temperaturen zerstäubte und getrock nete bzw. auskristallisierte Pulver so rasch und gleichmässig als möglich auf unschädliche Temperaturen abzukühlen.
Dies wird nach bekannten Verfahren da durch erreicht, dass das bei der Zerstäubungs- trocknung angefallene Pulver mittels eines Stromes von zur Zerstäubungstrocknung be nütztem Gas kontinuierlich aus dem Zerstäu- bungstrocknungsbehälter abgeführt., diesem Gas-Pulver-Gemisch, das einen einzigen Strom oder mehrere Teilströme bilden kann,
ein Teil des Trocknungsgases entzogen und hierauf das Pulver zusammen mit dem restlichen Trocknungsgas in einen im wesentlichen gleichgerichteten Gasstrom von tieferer Tem peratur eingeleitet und durch diesen einem Staubabscheider zugeleitet wird, wobei auf dem Transportweg zum Staubabscheider eine innige Vermischung des Pulvers mit dem Kühlgas und damit der Wärmeaustausch herbeigeführt wird. Das Verfahren gemäss der Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieses bekannten Verfahrens.
Das erfindungs gemässe Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass das Pulver und der Trocknungsgasrest jedes Einzelstromes in einen regulierbaren, gleichgerichteten Strom Kühlgas derart hin eingeleitet werden, dass der Kühlgasstrom den Pulver- und Trocknungsgasreststrom um hüllt und dass hierauf die Einzelströme zu einem einzigen Strom zusammengeführt wer den.
Bei der ebenfalls Gegenstand der Erfin dung bildenden Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist jedem Teilstrom eine Kühl gasleitung zugeordnet, in welche die das aus dem betreffenden Trocknungsgasentzieher kom mende Pulver führende Rohrleitung mündet, wobei die Austrittsstelle der Pulver führen den Leitung mindestens annähernd in der Mitte der zugehörigen Kühlgas führenden Leitung liegt.
An Hand der beiliegenden schematischen Zeichnung soll nun das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise näher erläutert und ein Ausführungsbeispiel der zu dessen Aus führung dienenden Vorrichtung nach der Er findung beschrieben werden.
Das bei der Zerstäubungstrocknung ent standene Pulver wird durch eine Leitung 1 mittels eines durch Druckgefälle erzeugten Stromes von Gas (worunter auch z. B. mehr oder weniger wasserdampfgesättigte Luft oder ein Gasgemisch verstanden werden kann), welches bereits zur Zerstäubungstrocknung gedient hat, aus dem nur angedeuteten Zer- stäubungstrocknungsraum ab- und zwei par allel geschalteten Trocknungsgasentziehern 2 und 3 zugeleitet.
Diese sind als Zyklone aus gebildet, wobei das entzogene Trocknungsgas bei 4 durch einen nicht dargestellten Ven- tilator abgesaugt wird. Dieser Gasabzug kann auch durch einen im Zerstäubungstrockmimgs- raiun herrschenden L'berdruek bewirkt, oder erhöht werden.
Durch den Entzug eines Teils des noch warmen Trocknumgsgases wird die nachfol gende Kühlung des Pulvers beschleunigt und wirtschaftlicher gestaltet. Zugleich wird damit eine allfällig erwünschte Regelung des Feuchtigkeitsgehaltes des Pulvers durch ent sprechende Wahl des Feuchtigkeitsgrades dts Kühlgases erleichtert.
Der Entzug des Troek- nungsgases kann so weit getrieben werden, dass praktisch nur das in einem gehäuften Pulver immer noch zwischen den Pulverteil chen vorhandene Gas übrigbleibt.
Das Pulver mit dem restlichen Trock- nungsgas wird durch entsprechende Einstel lung des Druckgefälles in kontinuierlichem Strom aus der Spitze jedes Zyklons in je einen Kühlgasstrom, der zugleich zum Wei tertransport des Pulvers benützt wird, ein geleitet. Zu diesem Zweck mündet der Rohr stutzen 5 jedes Zyklons je in ein erweitertes Anfangsstück 6 eines Rohres 9.
Die Ein trittsstelle i des Kühlgases in das Anfangs stück 6 liegt, in der Strömungsrichtung des Pulvers betrachtet, rückwärtig der hfündungs- stelle 16 des Rohrstutzens 5 für die Zuleitung des Pulvers aus dem Zyklon, so dass an der Stelle ihres Zusammentreffens der Kühlgas- und der Pulverstrom im wesentlichen gleich gerichtet sind und an der Mündungsstelle 16 des Pulvers keine Stauungen entstehen.
Das von einem Teil des Troeknungsgases befreite Pulver, das der Zyklonspitze zuströmt, könnte auch auf bekannte Art durch eine Schleuse entnommen werden, -um es in den Kühlgas- strom einzuleiten.
Die Gleichrichtung des Kühlgasstromes auf möglichst kurzer Strecke wird dadurch ge fördert, dass das erweiterte Anfangsstück 6 des Rohres 9 in eine an die Zuleitung des Kühlgases angeschlossene Druckausgleich und -verteilkammer 11 und eine daratüfol- gende Gleichrichtkammer 12 aufgeteilt ist.
Die Abteilung der beiden Kammern ist beim rechten Teilstrom in der Figur durch eine Einschnürung 13 des Anfangsstückes 6 und beim in der Figur linken Teilstrom durch einen längs des Rohrstutzens 5 verstellbaren Ring 14 gebildet. Es könnte aber auch eine durchbrochene Trennwand vorgesehen sein.
Die Verengung zwischen den beiden Kam mern 11 und 12 kann auch so gestaltet sein, dass der die beiden Kammern verbindende Ringspalt ziun besseren Druckausgleich un gleichmässige Breiten aufweist. Die Mündung 16 ist so gelegt, dass das aus ihr austretende Pulver mindestens annähernd in die Mitte des Kühlgasstromes gelangt, wodurch eine rasche und gleichmässige Vermischung erleich tert wird.
Damit in dem vom Kühlgas umspülten Rohrstutzen 5 keine Kondensationserschei- nungen auftreten können, ist das entspre chende Rohrstück von einer Wärmeisolierhülle 15 iungeben (in der Figur mir rechts ein gezeichnet), in der z. B. warme Luft zirku liert.
Bis zur Mündungsstelle 16 behält das Pul ver annäherungsweise die im Zerstäubungs- trockmuigsraum angenommene Temperatur bei. Währenddem es hierauf vorn Kühlgas strom erfasst und in der Leitung 9 einem Staubabscheider zugeführt wird, tritt durch direkten Wärmeaustausch in kürzester Zeit.
die angestrebte Kühlung ein. Durch entspre chende Regulierung von Menge und Tem peratur des Kühlgases, letzteres beispielsweise durch nicht dargestellte, in die Gaszufuhr leitung eingebaute Heiz- und Kühlelemente, wird die gewünschte Endtemperatur des ent stehenden Gas-Pulver-Gemisches herbeige führt. Gleichzeitig kann die Feuchtigkeit des Pulvers durch entsprechende Wahl des Feuch tigkeitsgehaltes des Kühlgases in gewünsch tem Sinne beeinflusst werden.
Durch diese Art der Kühlung und Feuchtigkeitsregulie rung bleiben die einzelnen Pulverteilchen unter sich durch Gashüllen getrennt, so dass ein Zusammenpappen wie auch ein Ankleben an den Rohrwandungen während des Küh- lungsvorganges vermieden werden.
Die in den Rohren 9 geführten Einzel ströme werden hierauf vereinigt und in einer Leitung 10 gemeinsam dem nicht eingezeich neten Staubabscheideraggregat zugeführt. Gasmenge und Druck jedes Kühlgasstromes werden mittels der Ventile 8 je für sich regu liert, um Unregelmässigkeiten der einzelnen Abseheider 2, 3 auszugleichen.
Die Weg länge von der Mündung 16 bis zum Eintritt des Pulvers in den nachfolgenden Staub- abscheider ist mindestens so gross zu wählen, dass auf diesem Transportweg Kühlgas und Pulver während einer genügenden Zeitspanne in Berührung bleiben, um den Wärme- und allfälligen Feuehtigkeitsaustauseh im wesent lichen beendigen zu können.
Als Kühlgas kann Luft oder irgendein anderes Gas verwendet werden, z. B. ein iner- tes Gas, dessen beim Abscheiden im Pulver verbleibende Reste zusammen mit dem Pul ver verpackt werden und als Schutzgas wir ken, oder ein Gas, das mit der Pulversubstanz in bestimmter Weise reagiert.
Mit der beschriebenen Vorriehtung können Pulver aller Art, z. B. Seifen-, Kunstharz- und Milchpulver, behandelt werden. Beim Milchpulver kommt der Behandlung ledig lich eine konservierende Wirkung zu, indem das Pulver beim Gebrauch nach Zusatz von Wasser annähernd in den Ursprungszustand übergeführt wird.
Method and device for cooling powder produced during spray drying. In order to be able to use atomization drying with good success on temperature-sensitive substances, it is important that powder that has been atomized and dried or crystallized out in a gas stream at relatively high temperatures is cooled to harmless temperatures as quickly and evenly as possible.
According to known methods, this is achieved in that the powder obtained during atomization drying is continuously removed from the atomization drying container by means of a flow of gas used for atomization drying. This gas-powder mixture, which comprises a single flow or several partial flows can form
a portion of the drying gas is withdrawn and then the powder, together with the remaining drying gas, is introduced into a substantially rectified gas stream of lower temperature and fed through this to a dust separator, with an intimate mixing of the powder with the cooling gas and thus the Heat exchange is brought about. The method according to the invention aims to improve this known method.
The method according to the invention is characterized in that the powder and the residual drying gas of each individual stream are introduced into an adjustable, rectified flow of cooling gas in such a way that the cooling gas flow envelops the residual powder and drying gas flow and that the individual flows are then merged into a single flow .
In the device for executing the method, which is also the subject of the inven tion, each partial stream is assigned a cooling gas line into which the pipeline leading from the drying gas extractor in question empties, the exit point of the powder leading the line at least approximately in the middle of the associated cooling gas line is located.
With reference to the accompanying schematic drawing, the method according to the invention will now be explained in more detail, for example, and an embodiment of the device according to the invention used for its implementation will be described.
The powder resulting from the spray drying is conveyed through a line 1 by means of a flow of gas generated by a pressure gradient (which can also be understood, for example, as more or less water vapor-saturated air or a gas mixture), which has already been used for spray drying, from which only indicated atomization drying room and two drying gas extractors 2 and 3 connected in parallel are supplied.
These are designed as cyclones, the drying gas withdrawn being sucked off at 4 by a fan (not shown). This gas withdrawal can also be brought about or increased by an overpressure prevailing in the atomizing drying system.
By withdrawing part of the still warm drying gas, the subsequent cooling of the powder is accelerated and made more economical. At the same time, any desired regulation of the moisture content of the powder is facilitated by appropriate selection of the moisture level of the cooling gas.
The removal of the drying gas can be carried out so far that practically only the gas still present between the powder particles in a heaped powder remains.
The powder with the remaining drying gas is fed in a continuous flow from the tip of each cyclone into a cooling gas flow, which is also used to transport the powder further, by setting the pressure gradient accordingly. For this purpose, the pipe stub 5 of each cyclone opens into an extended starting section 6 of a pipe 9.
The entry point i of the cooling gas in the starting piece 6 is, viewed in the direction of flow of the powder, rearward of the discharge point 16 of the pipe socket 5 for the supply of the powder from the cyclone, so that at the point where they meet the cooling gas and the Powder flow are directed essentially in the same direction and no congestion occurs at the mouth 16 of the powder.
The powder that has been freed from some of the drying gas and flows towards the cyclone tip could also be removed in a known manner through a lock in order to introduce it into the cooling gas flow.
The rectification of the cooling gas flow over as short a distance as possible is promoted by dividing the widened starting section 6 of the pipe 9 into a pressure equalization and distribution chamber 11 connected to the cooling gas supply line and a subsequent rectification chamber 12.
The division of the two chambers is formed in the right partial flow in the figure by a constriction 13 of the starting piece 6 and in the left partial flow in the figure by a ring 14 adjustable along the pipe socket 5. A perforated partition could also be provided.
The constriction between the two chambers 11 and 12 can also be designed so that the annular gap connecting the two chambers has uneven widths for better pressure equalization. The mouth 16 is placed in such a way that the powder emerging from it reaches at least approximately the center of the cooling gas flow, which facilitates rapid and even mixing.
So that no condensation phenomena can occur in the pipe socket 5 surrounded by the cooling gas, the corresponding pipe section is iungeben from a thermal insulation sleeve 15 (in the figure, a drawn on the right), in which z. B. warm air circulates.
Up to the point of opening 16, the powder approximately maintains the temperature assumed in the atomization drying chamber. While it is thereupon detected stream of cooling gas and fed to a dust collector in line 9, direct heat exchange occurs in a very short time.
the desired cooling. By appropriate regulation of the amount and tem perature of the cooling gas, the latter for example by heating and cooling elements not shown, built into the gas supply line, the desired final temperature of the resulting gas-powder mixture is brought about. At the same time, the moisture content of the powder can be influenced in the desired manner by appropriate selection of the moisture content of the cooling gas.
Due to this type of cooling and moisture regulation, the individual powder particles remain separated from one another by gas envelopes, so that they do not stick together or stick to the pipe walls during the cooling process.
The individual streams guided in the tubes 9 are then combined and fed together in a line 10 to the dust separator unit not drawn in. The amount of gas and pressure of each cooling gas stream are regulated individually by means of the valves 8 in order to compensate for irregularities in the individual separators 2, 3.
The path from the mouth 16 to the entry of the powder into the following dust separator is to be chosen at least so large that the cooling gas and powder remain in contact for a sufficient period of time on this transport path to essentially absorb the heat and any fumes to be able to quit.
Air or any other gas can be used as the cooling gas, e.g. B. an inert gas, the residues of which in the powder are packed together with the powder and act as a protective gas, or a gas that reacts with the powder substance in a certain way.
With the described Vorriehtung powder of all kinds, z. B. soap, synthetic resin and milk powder can be treated. In the case of milk powder, the treatment only has a preservative effect, in that the powder is almost restored to its original state after adding water.