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verfahren und Einrichtung zum Regeln des Zustandes der Trocknungsluft in einem Teigwarentrockner Die Trocknung von Teigwaren in Trocknern hat bisher vom Bedienungspersonal eine besondere Aufmerksamkeit verlangt, weil die Aufrechterhaltung des gewünschten Zustandes der Trocknungsluft ständige Anpassungen der Heizung und der Luftumwälzung, resp. der Abluft benötigte.
Programmsteuerungen haben den Nachteil, dass bei jedem Produkt ein besonderer Trocknungsver- lauf eingestellt werden muss, wobei einmal aufgetretene Ungenauigkeiten, sei es bei der Beschickung oder aus irgend einem anderen Grund, z. B. einer Änderung des äusseren Klimas, sich während des weiteren Verlaufs der Trocknung weiter auswirken. In solchen Fällen sollte man eine Änderung des Programms vornehmen, und damit braucht die Anlage eine ständige überwachung. Weil eine zu scharfe Trocknung zum Bruch der Teigwaren führt, stellt man vorsichtshalber ein Programm ein, das eine langsamere Trocknung ergibt als bei den meisten Teilen des Trocknungsvorganges zulässig wäre.
Damit wird die Leistungsfähigkeit eines gegebenen Trockners nicht ausgenützt.
Man könnte versuchen, eine Regelung anzuwenden, bei welcher die relative Feuchtigkeit der Trock- nungsluft während dem Verbleiben der Waren im Fertigtrockner auf einem konstanten Wert reguliert wird. Weil die kleinste zulässige Feuchtigkeit am Anfang viel höher liegt als am Ende der Fertigtrocknung, bleibt die Trockenleistung während längerer Zeit unter dem möglichen Maximum. Um diesen Nachteil bei einem diskontinuierlichen Trockner zu beheben, muss man den Sollwert der relativen Feuchtigkeit während der Trocknung mehrmals ändern, was auf eine Programmsteuerung hinausläuft. Bei einem kontinuierlichen Trockner muss man die Anzahl der Abteile und der Regelvorrichtungen erhöhen.
Wenn ein Wechsel des Formats der Teigwaren vorgenommen wird, ändert sich im kontinuierlichen Trockner die Wasserabgabe. In diesem Fall sollte der eingestellte Sollwert der Feuchtigkeit geändert werden. Diese Massnahme verlangt aber vom Personal besondere Kenntnisse und ein gutes Einfühlvermögen.
Man hat auch versucht, sowohl die Temperatur am trockenen Thermometer wie auch die Temperatur am feuchten Thermometer zu regeln, aber dies läuft bei diskontinuierlichen Trocknern auf eine Programmsteuerung hinaus, weil am Anfang des Trocknungs- vorganges die Lufttemperatur erhöht und im zweiten Teil herabgesetzt wird. Ferner ist die Regelung grösseren Schwankungen ausgesetzt, weil der erreichte Wert einer der Variablen durch die Korrektur der anderen Variablen gestört wird.
Das vorliegende Patent gibt Mittel an, um diese Nachteile zu vermeiden. Es betrifft ein Verfahren zum Regeln des Zustandes der Trocknungsluft in einem Teigwarentrockner, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während dem Verbleib der Teigwaren im Trockner der psychrometrische Temperaturunterschied durch Einwirkung auf eine Heizvorrichtung für die Trocknungsluft auf einen Sollwert geregelt wird.
Das Patent betrifft ferner eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass einem Teigwarentrockner ein psychro- metrischer Differenzregler zugeordnet ist, dessen Fühlelemente von der Trocknungsluft beaufschlagt werden und dessen Reglerteil mit einer Heizvorrich- tung für die Trocknungsluft in Wirkverbindung steht, wobei die Leistung dieser Heizvorrichtung bei Abnahme des psychrometrischen Temperaturunterschiedes vergrössert wird.
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Anhand der Zeichnung wird anschliessend das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Regeleinrichtung ohne Begrenzung der oberen Temperatur, und Fig. 2 eine Regeleinrichtung mit Regelung der oberen Temperaturgrenze und der Frischluftzufuhr. Der diskontinuierliche Trockner 1 (Fig. 1) weist einen Trocknungsraum 2 zur Aufnahme der Teigwaren auf. Die Trocknungsluft wird durch einen Ventilator 3 in diesem Trocknungsraum 2 und in einer Leitung 4 umgewälzt. In der Leitung 4 befindet sich eine Heizvorrichtung 5, zu welcher Heizmittel, z. B. Dampf, durch eine Leitung 6 zugeführt werden. In der Leitung 6 ist ein Drosselventil 7 eingeschaltet, dessen Ventilkörper 8 an einer Membran 9 befestigt ist.
Diese Membran 9 steht einerseits unter dem Einfluss des Druckes in einer Leitung 11, die direkt an einen Kompressor 12 angeschlossen ist und andererseits unter dem Einfluss des Druckes in einer Leitung 13, die mit dem Kompressor 12 unter Einschaltung einer Abflussdüse 14 verbunden ist, die zur Herab- setzung des Druckes in der Leitung 13 dient. In der dargestellten Lage ist die Kraft, die aus der Verformung der Membran 9 hervorgeht, im Gleichgewicht mit der Kraft, die durch den Druck aus der Leitung 11 erzeugt wird. Eine Drossel 15 verhindert eine Fortpflanzung des Druckabfalles in vorgeschaltete Teile des Druckluftsystems.
Der Luftabfluss aus der Düse 14 kann durch einen Hebel 16 reguliert werden, der bei 17 im Gehäuse eines psychrometrischen Differenzreglers 18 drehbar montiert ist. Am andern Ende bewegt sich der Hebel 16 unter dem Einfluss der Volumenänderungen von zwei Bälgen 20, 21, die über Kapillarleitungen 22, 23 mit einer thermometrischen Flüssigkeit in einem trockenen Thermometerkolben 24, resp. in einem nassen Thermometerkolben 25 in Verbindung stehen.
Die Teigwaren werden in den Trocknerraum 2 eingebracht. Es kann sich z. B. um Teigwaren handeln, die nach dem Pressvorgang schon eine gewisse Zeit, z. B. eine halbe Stunde, in einem andern Trock- nerraum behandelt wurden, und die im Trockner 1 verbleiben, bis sie den gewünschten Trocknungs- grad erreicht haben, z. B. während 10-20 Stunden, je nach Format.
Diese Teigwaren geben Wasser ab und der psy- chrometrische Temperaturunterschied im Trocknerraum 2 und in der Leitung 4 nimmt ab. Die Temperatur des feuchten Thermometerkolbens 25 nähert sich jener des trockenen Thermometerkolbens 24, und die entsprechende Volumenänderung der ther- mometrischen Flüssigkeit wirkt sich in den Bälgen 21, 22 aus. Der Hebel 16 wird im Sinne der Schlies- sung der Düse 14 verschwenkt, und damit steigt der Druck in der Leitung 13.
Unter dem Einfluss dieses erhöhten Druckes bewegt sich die Membran 9 und öffnet das Ventil 7. Je kleiner der psychrometrische Temperaturunterschied ist, je höher der Druck in der Leitung 13 und je grösser die Öffnung des Ventils 7. Einer grösseren Öffnung dieses Ventils 7 entspricht eine grössere Leistung der Heizvorrichtung 5.
Mit dem Fortschreiten der Trocknung vermindert sich die von den Teigwaren in der Zeiteinheit abgegebene Wassermenge, und der psychrometrische Temperaturunterschied erhöht sich. Der Hebel 16 erlaubt einen grösseren Abfluss aus der Düse 14 und das Ventil 7 schliesst immer mehr, bis der Sollwert des psychrometrischen Temperaturunterschieds erreicht ist. Dann ist die Heizvorrichtung 5 abgestellt. Gegebenenfalls kann bei einem dem Sollwert entsprechenden Zustand die Heizvorrichtung 5 noch mit kleiner Leistung in Betrieb stehen. In diesem Fall wird sie erst beim Überschreiten des Sollwertes ganz abgestellt.
Der Trockner 1 beginnt sich nun durch Wärmeverluste abzukühlen, aber der psychrometrische Temperaturunterschied steigt nicht, weil durch Undich- tigkeiten oder hierfür vorgesehene, nicht dargestellte Frischluftöffnungen genügend trockene, kühle Luft in den Trockner 1 gelangen kann, um die feuchte, warme Luft zu ersetzen.
Sollte die Abkühlung zu schnell vor sich gehen, dann würde der psychro- metrische Temperaturunterschied fallen, weil die kühlere Luft weniger Wasser aufnehmen kann. In diesem Fall sorgt aber der psychrometrische Differenzregler 18 für die Einschaltung der Heizvorrich- tung 5 in der vorher beschriebenen Weise, bis der gewünschte psychrometrische Temperaturunterschied wieder hergestellt ist.
Die psychrometrische Temperaturregelung hat den Vorteil, dass die Teigwaren ungefähr den gleichen psychrometrischen Temperaturunterschied am Anfang wie am Ende ihres Verbleibes in dem Trockner 1 vertragen, z. B. 4 C. Durch die Beeinflussung der Heizvorrichtung 5 hat man die Gewähr, dass die Heizleistung jederzeit das maximal Zulässige erreicht, und damit, dass die Dauer der Trocknung minimal ist.
In der Ausführungsform der Fig. 2 werden die gleichen Elemente wie in Fig. 1 mit den Bezugszeichen 1-25 bezeichnet. Die Umluftleitung 4 ist mit Leitungen 31, 32 für die Zufuhr von frischer Luft, bzw. für die Abfuhr von feuchter Trocknungsluft versehen. Die Leitungen 4, 31, 32 sind mit einer Drosselvorrichtung versehen, die aus Klappen 33, 34, 35 besteht, die untereinander durch nicht dargestellte Mittel verbunden sind, derart, dass die Klappen 33, 34 gleichzeitig geöffnet werden, währenddem die Klappe 35 geschlossen wird, und umgekehrt.
Die Klappe 33 wird durch einen Kolben 37 betätigt, der normalerweise durch einen kleineren Kolben 38 und eine Feder 40 in der geschlossenen Lage der Klappe 33 gehalten ist. Der Kolben 38 ist durch eine Leitung 39 mit der Leitung 11 zum Kompressor 12 verbunden und steht unter dem Einfluss des Druckes dieses Kompressors. Der Kolben 37 ist durch eine an der Leitung 13 angeschlossenen Leitung 42 beaufschlagt.
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Zwischen der Leitung 13 und dem Ventil 7 sind ein Relais 45 und eine Leitung 46 eingeschaltet. Das Relais 45 weist einen Schieber 47 mit einem Durchgang 48 auf. In der gezeichneten Lage des Schiebers 47, der unter dem Einfluss einer Feder 49 steht, verbindet der Durchgang 48 die Leitung 13 mit der Leitung 46 und dem Ventil 7.
Der Schieber 47 steht ferner unter dem Einfluss des Druckes in einer Leitung 51, und wenn dieser Druck hoch genug ist, verbindet der Durchgang 48 das Ventil 7 und die Leitung 46 mit einer Abluftleitung 50.
Die Leitung 51 ist mit dem Kompressor 12 verbunden, und sie weist eine Düse 53 auf, deren Ab- fluss durch einen Hebel 54 geregelt ist. Der Hebel 54 ist bei 55 in einem thermometrischen Regler 56 schwenkbar gelagert. Das der Düse 53 abgekehrte Ende des Hebels 54 ist mit einem Balg 58 verbunden, der über eine Kapillarleitung 59 mit der thermome- trischen Flüssigkeit in einem trockenen thermometri- schen Kolben 60 verbunden ist. Bei Erhöhung der Temperatur vermindert der Hebel 54 den Abfluss aus der Düse 53, und der Druck in der Leitung 51 wird erhöht. Eine Drossel 57 ist der Düse 53 vorgeschaltet.
Bei Beginn der Trocknung ist die Wirkung der Einrichtung nach Fig. 2 die gleiche wie bei jener der Fig. 1. Wenn der psychrometrische Temperaturunterschied nur wenig unter dem Sollwert liegt, wird nur die Membran 9 betätigt, und die Heizvorrichtung 5 ist nur teilweise eingeschaltet. Bei weiterem Vermindern des psychrometrischen Temperaturunterschiedes öffnet sich das Ventil 7 ganz, bis die Heizvorrich- tung 5 ganz eingeschaltet ist. Bei weiterem Sinken des psychrometrischen Temperaturunterschiedes ver- grössert sich noch der Druck in den Leitungen 13 und 42.
Das Ventil 7 bleibt weiter offen und der Kolben 37 überwindet den Widerstand des Kolbens 38 und beginnt die Klappen 33, 34 zu öffnen und die Klappen 35 zu schliessen. Damit wird frische Luft durch die Leitung 31 angesaugt und feuchte Luft durch die Leitung 32 ausgeblasen. Diese frische Luft enthält weniger Wasser als die Luft, die schon im Trockner ist, und damit wird die Wirkung der Heizvorrichtung 5 zum Erhöhen des psychrometri- schen Temperaturunterschiedes unterstützt. Gegebenenfalls kann das Öffnen der Klappen 33, 34 schon bevor die Heizvorrichtung 5 im vollen Betrieb steht erfolgen.
Wenn die Temperatur der Trocknungsluft einen früher eingestellten Wert erreicht, wirkt die thermo- metrische Flüssigkeit des Thermometerkolbens 60 über den Balg 58 auf den Hebel 54, der den Ab- fluss aus der Düse 53 so weit vermindert, dass der Druck in der Leitung 51 den Schieber 47 gegen den Widerstand der Feder 49 verschiebt, bis das Ventil 7 und die Leitung 46 mit der Abluftleitung 50 verbunden sind. Damit fällt der Druck auf der oberen Seite der Membran 9 auf Null, das Ventil 7 schliesst und die Heizvorrichtung 5 ist abgestellt.
Der thermo- metrische Regler 56 bewirkt, dass die Temperatur der Trocknungsluft in der Nähe des eingestellten Wertes pendelt, bis die Wasserabgabe der Teigwaren sich derart vermindert, dass die Abkühlung wie bei der Einrichtung der Fig. 1 erfolgen kann.
Mit dieser Anordnung hat man die Gewähr, dass die Teigwaren nie einer zu hohen Temperatur ausgesetzt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung ist selbstverständlich nicht an die beschriebenen Ausführungsarten gebunden. Es kann ebensogut für kontinuierliche Trockner verwendet werden. Dort können Produktionsunterbrüche gefahrlos überbrückt werden. Bei Ende einer Arbeitsperiode kann der Inhalt ohne weiteres diskontinuierlich fertig getrocknet werden, was bei anderen Reguliersystemen eine Programmsteuerung erfordern würde.
Anstatt pneumatische sind auch elektrische Regelapparate verwendbar. Man kann auch die bekannten Luftbefeuchtungsvorrichtungen vorsehen, welche insbesondere beim Anfahren des Trockners nützlich sein können, wenn der psychrometrische Temperaturunterschied zu gross sein sollte.
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Method and device for regulating the state of the drying air in a pasta dryer The drying of pasta in dryers has previously required special attention from the operating personnel, because maintaining the desired state of the drying air constant adjustments to the heating and air circulation, respectively. the exhaust air required.
Program controls have the disadvantage that a special drying process has to be set for each product, with any inaccuracies that have occurred, be it during loading or for any other reason, e.g. B. a change in the external climate, continue to have an effect during the further course of drying. In such cases the program should be changed and the system therefore needs constant monitoring. As excessively sharp drying leads to breakage of the pasta, a program should be set as a precaution that results in slower drying than would be permitted for most parts of the drying process.
This means that the capacity of a given dryer is not fully utilized.
One could try to use a regulation in which the relative humidity of the drying air is regulated to a constant value while the goods remain in the finished dryer. Because the lowest permissible humidity is much higher at the beginning than at the end of the final drying, the drying performance remains below the possible maximum for a longer period of time. In order to remedy this disadvantage with a discontinuous dryer, one has to change the nominal value of the relative humidity several times during the drying, which amounts to a program control. With a continuous dryer, one has to increase the number of compartments and regulating devices.
If the format of the pasta is changed, the water output in the continuous dryer changes. In this case, the set humidity value should be changed. However, this measure requires special knowledge and good empathy from the staff.
Attempts have also been made to regulate both the temperature on the dry thermometer and the temperature on the wet thermometer, but with discontinuous dryers this amounts to a program control, because the air temperature is increased at the beginning of the drying process and decreased in the second part. Furthermore, the regulation is subject to greater fluctuations because the value achieved by one of the variables is disturbed by the correction of the other variables.
The present patent provides means to avoid these disadvantages. It relates to a method for regulating the state of the drying air in a pasta dryer, which is characterized in that while the pasta remains in the dryer, the psychrometric temperature difference is regulated to a target value by acting on a heating device for the drying air.
The patent also relates to a device for carrying out the method, which is characterized in that a pasta dryer is assigned a psychrometric differential controller, the sensing elements of which are acted upon by the drying air and the controller part is in operative connection with a heating device for the drying air, whereby the power of this heater is increased as the psychrometric temperature difference decreases.
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The method according to the invention will then be explained, for example, using the drawing.
1 shows a control device without limiting the upper temperature, and FIG. 2 shows a control device with control of the upper temperature limit and the supply of fresh air. The discontinuous dryer 1 (Fig. 1) has a drying space 2 for receiving the pasta. The drying air is circulated by a fan 3 in this drying room 2 and in a line 4. In the line 4 there is a heating device 5, to which heating means, for. B. steam, are supplied through a line 6. A throttle valve 7, the valve body 8 of which is attached to a membrane 9, is switched on in the line 6.
This membrane 9 is on the one hand under the influence of the pressure in a line 11, which is directly connected to a compressor 12 and on the other hand under the influence of the pressure in a line 13, which is connected to the compressor 12 with a discharge nozzle 14, which is used for Reduction of the pressure in line 13 is used. In the position shown, the force resulting from the deformation of the membrane 9 is in equilibrium with the force generated by the pressure from the line 11. A throttle 15 prevents the pressure drop from propagating into upstream parts of the compressed air system.
The outflow of air from the nozzle 14 can be regulated by a lever 16 which is rotatably mounted at 17 in the housing of a psychrometric differential regulator 18. At the other end, the lever 16 moves under the influence of the volume changes of two bellows 20, 21, which via capillary lines 22, 23 with a thermometric liquid in a dry thermometer bulb 24, respectively. in a wet thermometer flask 25 are in communication.
The pasta is placed in the dryer room 2. It can e.g. B. to be pasta that has been after the pressing process for a certain time, z. B. half an hour, were treated in another drying room, and which remain in the dryer 1 until they have reached the desired degree of drying, z. B. for 10-20 hours, depending on the format.
This pasta gives off water and the psychrometric temperature difference in the dryer space 2 and in the line 4 decreases. The temperature of the moist thermometer bulb 25 approaches that of the dry thermometer bulb 24, and the corresponding change in volume of the thermometric liquid has an effect in the bellows 21, 22. The lever 16 is pivoted in the sense of closing the nozzle 14, and the pressure in the line 13 thus increases.
Under the influence of this increased pressure, the membrane 9 moves and opens the valve 7. The smaller the psychrometric temperature difference, the higher the pressure in the line 13 and the larger the opening of the valve 7. A larger opening of this valve 7 corresponds to a larger one Heater power 5.
As the drying proceeds, the amount of water given off by the pasta in the unit of time decreases and the psychrometric temperature difference increases. The lever 16 allows a greater outflow from the nozzle 14 and the valve 7 closes more and more until the desired value of the psychrometric temperature difference is reached. Then the heating device 5 is switched off. If necessary, in a state corresponding to the setpoint value, the heating device 5 can still be in operation with low power. In this case it is only switched off completely when the setpoint is exceeded.
The dryer 1 now begins to cool down due to heat losses, but the psychrometric temperature difference does not increase because leaks or fresh air openings (not shown) can get enough dry, cool air into the dryer 1 to replace the moist, warm air.
If the cooling happens too quickly, the psychrometric temperature difference would fall because the cooler air can absorb less water. In this case, however, the psychrometric differential controller 18 ensures that the heating device 5 is switched on in the manner described above until the desired psychrometric temperature difference is restored.
The psychrometric temperature control has the advantage that the pasta can tolerate approximately the same psychrometric temperature difference at the beginning as at the end of its stay in the dryer 1, e.g. B. 4 C. By influencing the heating device 5 one has the guarantee that the heating power always reaches the maximum permissible, and thus that the duration of the drying is minimal.
In the embodiment of FIG. 2, the same elements as in FIG. 1 are denoted by the reference numerals 1-25. The circulating air line 4 is provided with lines 31, 32 for the supply of fresh air or for the removal of moist drying air. The lines 4, 31, 32 are provided with a throttle device consisting of flaps 33, 34, 35 interconnected by means not shown, such that the flaps 33, 34 are opened simultaneously while the flap 35 is closed , and vice versa.
The flap 33 is actuated by a piston 37 which is normally held in the closed position of the flap 33 by a smaller piston 38 and a spring 40. The piston 38 is connected by a line 39 to the line 11 to the compressor 12 and is under the influence of the pressure of this compressor. The piston 37 is acted upon by a line 42 connected to the line 13.
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A relay 45 and a line 46 are connected between the line 13 and the valve 7. The relay 45 has a slide 47 with a passage 48. In the illustrated position of the slide 47, which is under the influence of a spring 49, the passage 48 connects the line 13 with the line 46 and the valve 7.
The slide 47 is also under the influence of the pressure in a line 51, and when this pressure is high enough, the passage 48 connects the valve 7 and the line 46 to an exhaust air line 50.
The line 51 is connected to the compressor 12 and has a nozzle 53, the outflow of which is regulated by a lever 54. The lever 54 is pivotably mounted at 55 in a thermometric regulator 56. The end of the lever 54 facing away from the nozzle 53 is connected to a bellows 58, which is connected via a capillary line 59 to the thermometric liquid in a dry thermometric piston 60. As the temperature increases, the lever 54 decreases the flow from the nozzle 53 and the pressure in the line 51 increases. A throttle 57 is connected upstream of the nozzle 53.
At the start of drying, the effect of the device according to FIG. 2 is the same as that of FIG. 1. If the psychrometric temperature difference is only slightly below the setpoint, only the membrane 9 is actuated and the heating device 5 is only partially switched on. If the psychrometric temperature difference is reduced further, the valve 7 opens completely until the heating device 5 is completely switched on. If the psychrometric temperature difference drops further, the pressure in lines 13 and 42 increases.
The valve 7 remains open and the piston 37 overcomes the resistance of the piston 38 and begins to open the flaps 33, 34 and to close the flaps 35. In this way, fresh air is sucked in through line 31 and humid air is blown out through line 32. This fresh air contains less water than the air that is already in the dryer, and this supports the effect of the heating device 5 for increasing the psychrometric temperature difference. If necessary, the flaps 33, 34 can be opened before the heating device 5 is in full operation.
When the temperature of the drying air reaches a previously set value, the thermometric liquid of the thermometer bulb 60 acts via the bellows 58 on the lever 54, which reduces the outflow from the nozzle 53 so much that the pressure in the line 51 decreases Slide 47 moves against the resistance of spring 49 until valve 7 and line 46 are connected to exhaust air line 50. The pressure on the upper side of the membrane 9 thus falls to zero, the valve 7 closes and the heating device 5 is switched off.
The thermometric controller 56 ensures that the temperature of the drying air fluctuates in the vicinity of the set value until the water release of the pasta is reduced in such a way that cooling can take place as in the device in FIG. 1.
With this arrangement you have the guarantee that the pasta is never exposed to too high a temperature.
The method according to the invention is of course not restricted to the embodiments described. It can be used for continuous dryers as well. Production interruptions can be bridged safely there. At the end of a working period, the contents can easily be dried discontinuously, which would require program control in other regulating systems.
Instead of pneumatic control devices, electrical control devices can also be used. The known air humidification devices can also be provided, which can be particularly useful when starting the dryer if the psychrometric temperature difference should be too great.