CH663462A5

CH663462A5 - ROTARY DRYER FOR PARTICULAR SOLIDS.

Info

Publication number: CH663462A5
Application number: CH3056/85A
Authority: CH
Inventors: Paolo Debolini
Original assignee: Italvacuum Snc
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-12-15
Also published as: IT1214811B; FR2572795B3; ES290140Y; ES290140U; DE8531487U1; FR2572795A3; IT8468107A0

Description

La presente invenzione riguarda un essiccatore rotativo di materiale in polvere comprendente una struttura fissa di sopporto, un corpo cavo portato in modo girevole attorno ad un asse sostanzialmente orizzontale dalla struttura fissa di sopporto e definente una camera per il prodotto da essiccare e mezzi per comandare una rotazione del corpo cavo intorno al suddetto asse. The present invention relates to a rotary dryer of powdered material comprising a fixed support structure, a hollow body rotatably carried around a substantially horizontal axis by the fixed support structure and defining a chamber for the product to be dried and means for controlling a rotation of the hollow body around the aforementioned axis.

In numerosi processi chimici, particolarmente nell'industria farmaceutica ed alimentare, lo stadio di essiccazione risulta spesso l'ultimo di una lunga serie di operazioni unitarie; detto stadio risulta quindi importante sia perchè opera su un prodotto che ha già un notevole valore aggiunto sia perchè influisce notevolmente sull'aspetto e sulle caratteristiche finali del prodotto. In numerous chemical processes, particularly in the pharmaceutical and food industry, the drying stage is often the last of a long series of unit operations; this stage is therefore important both because it operates on a product that already has a significant added value and because it significantly affects the appearance and final characteristics of the product.

Gli essiccatori di tipo rotativo sopracitati vengono vantaggiosamente impiegati particolarmente per l'essiccazione di sostanze che non siano suscettibili di aderire alle pareti della camera di essiccazione. L'elemento in comune agli essiccatori rotativi è un corpo cavo rotante attorno ad un asse orizzontale. Il corpo cavo può essere costituito da una sfera che ruota attorno ad un asse, oppure da un cilindro rotante attorno ad un asse inclinato rispetto al suo asse geometrico. Un altro tipo di essiccatore rotativo è il cosiddetto essiccatore rotativo a doppio cono. Negli essiccatori rotativi sono previste aperture per il carico e lo scarico del prodotto e superfici di scambio per trasmettere calore al prodotto. The rotary dryers mentioned above are advantageously used particularly for drying substances which are not likely to adhere to the walls of the drying chamber. The element in common with rotary dryers is a hollow body rotating around a horizontal axis. The hollow body can consist of a sphere that rotates around an axis, or a cylinder rotating around an axis inclined with respect to its geometric axis. Another type of rotary dryer is the so-called double cone rotary dryer. In the rotary dryers there are openings for loading and unloading the product and exchange surfaces to transmit heat to the product.

Al termine dell'essiccazione il prodotto deve presentarsi con il più basso contenuto di umidità o più genericamente con il più basso tenore di liquido residuo compatibilmente con i parametri ottimali dell'operazione ed inoltre deve presentarsi con una granulometria la più uniforme possibile, ciò non solo per un motivo di omogeneità ma soprattutto perchè una granulometria non uniforme denota la presenza di agglomerati di particelle, nel seguito chiamati «grumi», che conservano al loro interno, durante l'essiccazione e dopo lo scarico dell'essiccatore, un contenuto percentualmente elevato di liquido, rendendo parzialmente inefficace il processo. Nell'essiccazione di solidi organici microcristallini, amorfi, fibrosi o tipo gel con essiccatori rotativi di tipo tradizionale, si è notato che la presenza dei grumi nel prodotto finale è difficilmente eliminabile. Inoltre, nel caso dei solidi organici in cui il processo di essiccazione è controllato dalla diffusione del liquido attraverso il solido, la durata del processo sarà più lunga quanto più grande è la particella od il grumo. At the end of the drying process, the product must have the lowest moisture content or more generally with the lowest residual liquid content compatibly with the optimal parameters of the operation and, moreover, it must have the most uniform grain size possible, not only for reasons of homogeneity but above all because a non-uniform particle size denotes the presence of agglomerates of particles, hereinafter called "lumps", which preserve inside them, during drying and after unloading the dryer, a high percentage content of liquid, making the process partially ineffective. When drying microcrystalline, amorphous, fibrous or gel-like organic solids with traditional rotary dryers, it has been noted that the presence of lumps in the final product is difficult to eliminate. Furthermore, in the case of organic solids in which the drying process is controlled by the diffusion of the liquid through the solid, the duration of the process will be longer the larger the particle or lump.

Un altro problema è quello relativo agli strati superficiali delle particelle che, qualora il processo di essiccazione sia controllato dalla diffusione del liquido attraverso il solido, tendono ad essiccarsi più rapidamente di quelli interni per cui si forma una crosta secca relativamente impenetrabile che impedisce un'ulteriore essiccazione all'interno della particella stessa. Another problem is related to the surface layers of the particles which, if the drying process is controlled by the diffusion of the liquid through the solid, tend to dry out more quickly than the internal ones so that a relatively impenetrable dry crust is formed which prevents further drying inside the particle itself.

Costituisce oggetto della presente invenzione un essiccatore rotativo che risolva sia il problema dei grumi sia quello della formazione della suddetta crosta secca in corrispondenza dello strato superficiale delle particelle durante il processo di essiccamento particolarmente di prodotti organici microcristallini, amorfi, fibrosi o tipo gel. The object of the present invention is a rotary dryer which solves both the problem of lumps and that of the formation of the aforesaid dry crust at the surface layer of the particles during the drying process, particularly of microcrystalline, amorphous, fibrous or gel-like organic products.

L'essiccatore rotativo secondo la presente invenzione comprende almeno un organo agitatore includente un attrezzo agitatore disposto all'interno della camera di essiccazione e sopportato in modo girevole da una parete del corpo cavo intorno ad un asse ausiliario di rotazione distinto dall'asse orizzontale di rotazione del suddetto corpo cavo, e mezzi per comandare in rotazione l'attrezzo agitatore all'interno della suddetta camera, così da evitare la presenza di grumi nel prodotto finale. The rotary dryer according to the present invention comprises at least one stirrer member including a stirrer tool arranged inside the drying chamber and rotatably supported by a wall of the hollow body around an auxiliary rotation axis distinct from the horizontal rotation axis of the aforementioned hollow body, and means for rotatingly the stirring tool inside the aforementioned chamber, so as to avoid the presence of lumps in the final product.

A tale scopo l'attrezzo agitatore può essere fatto ruotare ad alta velocità così da esercitare un notevole sforzo di taglio ed una conseguente frantumazione sia dei grumi, sia della eventuale crosta formatasi sulla superficie delle particelle. In tal modo non solo si ottiene un prodotto essiccato in modo uniforme e esente da grumi ma, a parità di parametri operativi e di grado di essiccazione raggiunto, i tempi di essiccazione risultano ridotti. For this purpose, the agitator tool can be rotated at high speed so as to exert a considerable cutting effort and consequent crushing of both lumps and any crust formed on the surface of the particles. In this way, not only is a product dried uniformly and free of lumps, but, with the same operating parameters and the degree of drying achieved, the drying times are reduced.

Preferibilmente, in un essiccatore rotativo secondo una forma d'esecuzione della presente invenzione, il corpo cavo definente la camera di essiccazione ha una conformazione biconica che risulta dall'unione dei due tronchi di cono per la loro base maggiore tramite l'interposizione di un raccordo cilindrico, l'organo o gli organi agitatori sono disposti sostanzialmente in un piano che contiene l'asse dei tronchi di cono suddetti e che è perpendicolare all'asse di rotazione orizzontale del corpo cavo. Tale disposizione garantisce che l'attrezzo agitatore intercetti il flusso di prodotto anche quando la camera di essiccazione risulta riempita in minima parte. Preferably, in a rotary dryer according to an embodiment of the present invention, the hollow body defining the drying chamber has a biconical shape which results from the union of the two cone trunks for their larger base through the interposition of a fitting cylindrical, the agitating member or members are arranged substantially in a plane which contains the axis of the aforementioned cone trunks and which is perpendicular to the horizontal rotation axis of the hollow body. This arrangement ensures that the stirrer tool intercepts the flow of product even when the drying chamber is partially filled.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche dell'essiccatore secondo la presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, fornita a puro titolo di esempio non limitativo in cui: Further advantages and characteristics of the dryer according to the present invention will become clear from the following detailed description, provided purely by way of non-limiting example, in which:

la fig. 1 è una vista laterale di un essiccatore secondo l'invenzione, fig. 1 is a side view of a dryer according to the invention,

la fig. 2 è una vista in sezione secondo il piano II-II di un particolare ingrandito della fig. 1. fig. 2 is a section view according to plane II-II of an enlarged detail of fig. 1.

Con riferimento ai disegni un essiccatore rotativo sottovuoto di tipo a doppio cono comprende un corpo cavo 1 portato in modo girevole da una struttura fissa di sopporto 2. Il corpo cavo 1 viene realizzato mediante l'unione di due elementi di lamiera di forma troncoconica 22a e 22b uniti per la loro base maggiore tramite l'interposizione di una virola cilindrica 23. Il corpo cavo 1 definisce al suo interno una camera di essiccazione 3 e presenta una doppia parete che definisce una intercapedine 17 per la circolazione del fluido riscaldante. Il corpo cavo 1 può essere posto in rotazione attorno ad un asse orizzontale 4 per mezzo di un motore 5, solidale alla struttura fissa di sopporto 2, e collegato ad un riduttore 6. With reference to the drawings, a double cone vacuum rotary dryer comprises a hollow body 1 rotatably carried by a fixed support structure 2. The hollow body 1 is made by joining two truncated cone-shaped sheet metal elements 22a and 22b joined for their larger base through the interposition of a cylindrical ferrule 23. The hollow body 1 defines inside a drying chamber 3 and has a double wall which defines an interspace 17 for the circulation of the heating fluid. The hollow body 1 can be rotated about a horizontal axis 4 by means of a motor 5, integral with the fixed support structure 2, and connected to a reduction gear 6.

L'asse orizzontale 4 intercetta ed è perpendicolare ad un asse 24 comune ai due elementi troncoconici 22 ed alla virola cilindrica 23. Due organi agitatori 7 sono sopportati da pareti The horizontal axis 4 intercepts and is perpendicular to an axis 24 common to the two frustoconical elements 22 and to the cylindrical ferrule 23. Two agitator members 7 are supported by walls

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

663 462 663 462

coniche 8 del corpo cavo e sono disposti in modo diametralmente opposto rispetto all'asse orizzontale 4. conical 8 of the hollow body and are arranged diametrically opposite to the horizontal axis 4.

Gli organi agitatori 7 sono costituiti da un motore 9 che comanda in rotazione attorno ad un asse 10 un attrezzo agitatore 11, la cui forma può variare a seconda del tipo di prodotto da essiccare. The agitator members 7 consist of a motor 9 which rotates an agitator tool 11 around its axis 10, the shape of which can vary according to the type of product to be dried.

Il corpo cavo 1 è sopportato sulla struttura fissa di sopporto 2 tramite due cuscinetti 12 e 13. Il cuscinetto 12 sopporta in modo girevole un albero cavo 14 coassiale con l'asse di rotazione 4, solidale al corpo cavo 1 e comunicante con la camera di essiccazione 3 tramite un filtro 15. L'albero cavo 14 è a sua volta in comunicazione con una linea per il vuoto 25 in cui vengono aspirati i vapori che si producono nel processo di essiccazione. The hollow body 1 is supported on the fixed support structure 2 by means of two bearings 12 and 13. The bearing 12 rotatably supports a hollow shaft 14 coaxial with the axis of rotation 4, integral with the hollow body 1 and communicating with the chamber of drying 3 by means of a filter 15. The hollow shaft 14 is in turn in communication with a vacuum line 25 in which the vapors which are produced in the drying process are sucked.

II cuscinetto 13 sopporta in modo girevole un albero cavo 16 coassiale con Passe 4, solidale al corpo cavo 1 ed in comunicazione con l'intercapedine 17. L'albero cavo 16 è a sua volta in comunicazione con una linea 26 del vapore o più genericamente con una linea di un fluido riscaldante (acqua calda, fluidi diatermici ecc.). The bearing 13 rotatably supports a hollow shaft 16 coaxial with Passe 4, integral with the hollow body 1 and in communication with the interspace 17. The hollow shaft 16 is in turn in communication with a steam line 26 or more generically with a line of a heating fluid (hot water, diathermic fluids etc.).

Il prodotto da essiccare, proveniente tipicamente da una centrifuga o da un filtro, viene caricato nella camera 3 attraverso una bocca di carico 18 in modo tale che il prodotto non occupi più dei 2/5 del volume totale della camera 3. Dopo la chiusura della bocca di carico 18 tramite un portello 20, l'albero cavo 14 è posto in comunicazione con la linea del vuoto e nell'intercapedine 17 viene fatto circolare il fluido riscaldante. Contemporaneamente vengono azionati i motori 5 e 9 che pongono in rotazione rispettivamente il corpo cavo 1 e gli attrezzi agitatori 11.1 motori 5 e 9 sono alimentati, in modo per sè noto, tramite un collettore rotante o rotore ad anelli, sopportato dal corpo cavo 1, e corrispondenti spazzole sopportate dalla struttura fissa 2 e facenti capo ad un circuito elettrico di alimentazione (il collettore ad anelli e le relative spazzole, per semplicità , non sono illustrati nei disegni). The product to be dried, typically coming from a centrifuge or a filter, is loaded into the chamber 3 through a loading mouth 18 so that the product does not occupy more than 2/5 of the total volume of the chamber 3. After the closure of the loading mouth 18 through a door 20, the hollow shaft 14 is placed in communication with the vacuum line and the heating fluid is circulated in the cavity 17. At the same time the motors 5 and 9 are activated, which rotate the hollow body 1 and the agitator tools respectively. 11.1 motors 5 and 9 are powered, in a per se known manner, through a rotating manifold or ring rotor, supported by the hollow body 1, and corresponding brushes supported by the fixed structure 2 and leading to an electrical supply circuit (the ring manifold and the related brushes, for simplicity, are not illustrated in the drawings).

5 Normalmente il corpo cavo 1 ruota ad una velocità di rotazione compresa tra 0,5 e 5 giri/minuto mentre gli attrezzi agitatori 11 ruotano a velocità di rotazione più elevata, compresa tra 300 e 3000 giri/minuto. 5 Normally the hollow body 1 rotates at a rotation speed comprised between 0.5 and 5 rpm while the agitator tools 11 rotate at a higher rotation speed comprised between 300 and 3000 rpm.

Al termine del processo di essiccazione si interrompe la ro-ìo tazione del corpo cavo 1, si disconnette la camera di essiccazione 3 dalla linea del vuoto, si apre un portello 21 e si scarica per gravità il prodotto essiccato attraverso una bocca di scarico 19. At the end of the drying process, the rotation of the hollow body 1 is interrupted, the drying chamber 3 is disconnected from the vacuum line, a door 21 is opened and the dried product is discharged by gravity through a discharge mouth 19.

Gli attrezzi agitatori 11 possono essere mantenuti in rotazio-15 ne anche durante lo scarico attraverso la bocca 19 favorendo la rottura di eventuali «ponti» di materiale polverulento che potrebbero formarsi fra le pareti coniche 8 della camera 3; in questo modo può essere evitato l'uso di appositi vibratori sulle pareti coniche 8, vibratori che vengono montati sugli essiccatori 20 rotativi secondo la tecnica nota. The agitator tools 11 can be kept in rotation even during unloading through the mouth 19 favoring the breaking of any "bridges" of powdery material which could form between the conical walls 8 of the chamber 3; in this way the use of suitable vibrators on the conical walls 8, vibrators which are mounted on the rotary dryers 20 according to the prior art, can be avoided.

Si intende che, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza uscire dall'ambito della 25 presente invenzione. It is understood that, without prejudice to the principle of the invention, the details of construction and the embodiments may widely vary with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without departing from the scope of the present invention.

Così, ad esempio, sebbene l'essiccatore rotativo secondo l'invenzione sia stato descritto con particolare riferimento al processo di essiccazione, non è da escludersi la possibilità di utilizzarlo quale mescolatore particolarmente per prodotti gra-30 nulari od in polvere oppure quale filtro-essiccatore per sospensioni. Thus, for example, although the rotary dryer according to the invention has been described with particular reference to the drying process, the possibility of using it as a mixer particularly for granular or powder products or as a filter-dryer cannot be excluded. for suspensions.

v v

1 foglio disegni 1 sheet of drawings

Claims

663 462

1. Rotary dryer for powdered material, designed to avoid the presence of lumps in the final product, comprising a fixed support structure (2), a hollow body (1) rotatably carried around a substantially horizontal axis (4) by the fixed support structure (2) and defining a chamber (3) for the product to be dried, means (5) for controlling a rotation of the hollow body (1) around the horizontal axis (4), characterized in that said dryer comprises at least one agitator member (7) including a stirrer tool (11) arranged inside the chamber (3) and rotatably supported by a wall (8) of the hollow body (1) around an auxiliary rotation axis (10) separate from the horizontal axis (4), and means (9) for controlling the agitator tool (11) in rotation inside the chamber (3).

2. Dryer according to claim 1, wherein the hollow body (1) defining the drying chamber (3) has a biconical shape which results from the union of two truncated cones for their larger base through the interposition of a fitting cylindrical circular, characterized in that the agitator member is arranged substantially in a plane which contains the axis (21) of the cone trunks and which is perpendicular to the horizontal rotation axis (4) of the hollow body.

2

3. Dryer according to claim 2, characterized in that the dryer has two agitator members (7) in a position diametrically opposite to the horizontal rotation axis (4) and arranged in correspondence with the walls (8) of the two cone trunks .