CN1119612C - 用于防止粘结的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在流化床中防止粘结并干燥粘性颗粒的方法。此方法包括把粘性颗粒送至多孔输送器的上表面并通过流化床传送所述粘性颗粒，供给大致向上的干燥空气流通过多孔输送器至其上的粘性颗粒。在干燥颗粒大致从上面遇到脉动空气流时，其结果是使它们运动并冲开粘性颗粒的结块。同时还控制干燥的和脉动的空气流，脉动和干燥空气的温度。本发明还涉及防止粘结并干燥粘性颗粒的流化床。
Description
本发明是一种用于防止粘结的方法，此时，在流化床中干燥粘性颗粒如谷类料团颗粒，切屑产品料团，糊状料团颗粒，所述方法包括在干燥空气吹过粘性颗粒的同时，脉动气体在该粘性颗粒上的应用。本发明还涉及用于完成此方法的装置。
粘性颗粒的干燥在谷类生产中是已知的。在此生产过程中，该谷类料团可以先被挤压，拉展成适当的厚度并切为切片或颗粒。这些颗粒在它们被吹出之前被进行高温干燥并随后涂层等。在上述干燥步骤4，未烘干的颗粒或湿料团将是粘的。
干燥粘性颗粒如上述谷类料团切片或其它产品例如切屑产品料团，糊状料团等是困难的，这是由于颗粒会粘在一起并形成结块，即较大块的料团。一旦结块形成，将产生料团的不均匀干燥。再者，如果允许料团颗粒在干燥过程中粘在一起，那么将损坏颗粒或切屑的形状。这在优质产品的生产过程中是令人不满意的。
当具有高湿度例如15至20％H2O的料团颗粒或切屑在高温，例如大约180℃下干燥，并且在干燥的同时允许颗粒间的接触时，就遇到了困难。为了避免这样和防止在颗粒表面的裂痕，必须在较低的温度下进行干燥。按常规，这些颗粒的干燥过程是多步骤完成的。
用于完成粘性颗粒的干燥的不同过程是已知的。第一干燥步骤可以例如是在滚动干燥器中干燥，在那里，温度保持相对较低，例如，大约100℃。在第一干燥步骤中，颗粒或切屑仅仅是部分干燥。然后，在较高温度下的另外的干燥步骤可以在滚动干燥器，流化床等中完成。
在生产线中用于谷类料团干燥所需的滚动干燥通常是大直径的。例如，干燥滚筒是5至6m长，直径大约2.5m。
在流化床中，仅是一薄层，例如大约5cm的颗粒能够定时被传送和干燥。如果该层太厚，粘性颗粒将会结块，使干燥不均匀。因此，颗粒的粘结限定了流化床的容量。
因此，上述多步骤干燥过程的缺点是浪费时间和能源。
在一个装置中有多个不同干燥过程的尝试已在US专利4,910,880中公开。描述的装置中使用上下流动的干燥气体，它穿过传送被干燥的产品的多孔输送器。但是，该专利未描述任何防止粘性颗粒粘结的尝试和在用对置的干燥空气干燥的同时，通过借助脉动空气流“穿孔”粘性颗粒来冲开彼此的尝试。
本发明的目的是提供一种用于干燥粘性颗粒或切屑，以防止其粘结的一个步骤的方法。另外，本发明还可能在保持好的表面特性的同时，干燥大量的粘性颗粒。惊人的是，10至20cm厚的粘性颗粒层的干燥在基本上没有颗粒的粘结的情况下就完成了。能够令人满意地干燥的厚度是根据颗粒的湿度来定的。试验表明，当使用本发明的流化床时，能够把传统流化床提供的大约每小时80kg的通过量增到每小时150至180kg。还有惊人的是，观察到在从下方通过流化床的多孔输送器吹干燥空气的同时，使粘性颗粒从上面也经受脉动空气流的作用，这样防止了粘结并获得了好的产品外观。
本发明还提供了一种压块和较好的平衡装置。尽管本装置使用了脉动空气和其它任意的粘性颗粒的振动方法，但本发明提供的方法使传递给外界的振动最小。
在第一方面，本发明还涉及了一种在流化床中干燥粘性颗粒的同时防止粘结的方法。此方法还包括：
送粘性颗粒至多孔输送器的上表面，并通过流化床传送所述粘性颗粒，
提供干燥空气流大致向上地通过多孔输送器至其上的粘性颗粒，
大致从上方用脉动空气流吹粘性颗粒，以使它们运动并冲开粘性颗粒的结块，和
控制干燥的和脉动的空气流的供给，并控制脉动和干燥空气的温度。
粘性颗粒也可以用热空气或在食品生产中允许的其它热气体干燥。干燥空气的温度最好是在100℃至180℃的范围内，大约120℃为佳。可以由脉动气体或室温的空气流或交替热、冷的空气流产生脉动。
较佳地，脉动空气的速度是干燥空气速度的10至15倍，最好是13倍。较为有利的是，干燥空气的速度大约为1.5m/s，而脉动空气的速度大约为20m/s。
本方法在使用具有350g/l至450g/l范围的容积密度，最好大约为400g/l的容积密度的粘性颗粒时可以方便地完成。尤其是，谷类料团包括小麦，糖，麦芽和水；或大米，糖和水。
较大的颗粒需要较长的干燥时间，并有较大的结块的危险。按照本发明的方法，便于干燥的粘性颗粒的尺寸如下：长度是在10mm至20mm范围内，最好是在12mm至17mm之间，宽度是在10mm至20mm之范围内，最好是在12mm至17mm之间，厚度是在1mm至2mm的范围内，最好是约1.5mm。
为了防止粘结，粘性颗粒最好是经常运动，以使它们没有足够的时间粘在一起。因此，多孔输送器最好是一振动槽或料盘，这样，输送器在粘性颗粒之间附加了相对运动。
脉动气体流可以便利地包括大量基本上平行的脉动空气射流。另外，还可以提供大量的脉动空气射流，为了优选脉动空气流的形式，它们的方向适合于流化床的形式，因此当它们被干燥时基本上提供了粘性颗粒的涡动。脉动空气射流可以便利地设置在具有大量的平行排列的空气射流的基体中，在一个行列的脉动中同步脉动空气射流。为了简化供给系统，在一排中的脉动空气射流最好与一个普通的空气供给管相连。
产生充足的“穿孔”，这样在粘性颗粒之间的涡动能够冲开初始的结块，较佳的是脉动空气射流的高压期延续接近5秒钟。为了允许空气供给装置补充和分配压缩空气，在高和低的空气压力之间的时间接续可以大约为1秒钟。
为了获得通过输送器的所有粘性颗粒的大致相似的离散，脉动空气射流的排列最好彼此相对地平行布置，并且横向于输送器的前进方向。结果是，沿着输送器的大致的整个宽度的粘性颗粒都受到脉动空气“穿孔”。
许多不同的脉动次序可以对粘性颗粒使用，而尤其有益的是在基体中的空气射流中空气脉动的次序，此次序在第一排中射流的高压期之后是后排的高压期，紧接着是第二排的高压期，接着是第二后排的高压期，如此继续，直到所有排都启动，并且重复此次序。用此方式，在每个次序中，使用脉动“穿孔”，从输送器的一端移至另一端，并且逐步地向输送器的中心移动。这在输送器的顶部给了粘性颗粒相等的位移。
另一方面，本发明涉及在干燥粘性颗粒时，防止粘结的流化床，所述流化床包括
输入装置用于把粘性颗粒送至多孔输送器的上表面，而多孔输送器传送通过流化床的该粘性颗粒，输出装置用于从流化床排出粘性颗粒，干燥空气供给装置供给干燥空气，它大致向上地通过多孔输送器至其上的粘性颗粒，
脉动空气供给装置使粘性颗粒从上方遇到脉动空气流，以使它们运动并且冲开粘性颗粒的结块，并且
控制装置控制干燥的、脉动的空气流的供给还控制脉动和干燥空气的温度。
粘性颗粒供给装置可以，例如是通过供给管并在输送器上吹颗粒的液流阀，它输送刚切断的粘性颗粒如料团片。由供给装置如能量空气供给源来提供脉动空气。能量空气供给源建立一空气压力，在能量补充之后，排放之。脉动空气供给装置包括大量基本上平行的空气射流的大量排放喷嘴，它朝向多孔输送器的上表面。射流排放喷嘴可以便利地设置在基本上处于整个多孔输送器之上的平面上，它们也可以例如从一基体中供给具有脉动次序的脉动，其特征如上所述，与本发明的方法有关。
在本发明的较佳具体实施例中，普通的空气供给管与一支管相连，其中所述支管的操作控制压缩空气的供给。例如，每个普通的空气供给可以分别地借助阀与此支管相连。此支管的操作允许压缩空气进入供给管或切断空气供给。接着可以定时打开一个或多个阀。但当使用能量空气供给源时，在补充能量期间，必须保持所有的阀关闭。至于简化支管的操作，它可以借助计算机，运行包括按照需要的脉动次序开关阀的指令的计算机程序，便利地操作。
在本发明的较佳具体实施例中，粘性颗粒在多孔输送器上以振动槽或料盘的形式传送，而多孔输送器是借助它的振动传送粘性颗粒的。它也可以用在带上有开口的皮带输送器代替。
在本发明的流化床较佳具体实施例中，脉动空气的速度是干燥空气速度约10至15倍。脉动空气的速度以大约20m/sec为佳。干燥空气的速度大约是1.5m/sec。
本发明将参照给定的作为本发明具体实施例的附图，更详细地进行描述，其中：
图1是本发明装置的侧示图的图解说明：
图2是本发明装置的端示图的图解说明。
图1和2显示了本发明的流化床8。所述流化床8包括一个输入装置13，它用于把粘性颗粒送至多孔输送器11的上表面14，而多孔输送器11传送通过流化床8的粘性颗粒。这些粘性颗粒的料团来源于从例如料团炊具或挤压机中得到的压出物。该压出物被切成颗粒。适当地，所切制的颗粒有一在10至20mm范围内的长度和宽度，和相应于压出物的厚度例如在1至2mm范围内的厚度。从此切制区至流化床8，粘性颗粒借助于液流阀和管道传送，图中未示出。
该多孔输送器11最好是孔振动槽。该槽的运动传送在上表面14上的粘性颗粒。在流化床8的该具体实施例中，借助于振动器5振动此板。为了避免把此振动传递给外界，故使流化床8置于减振构件12上。当粘性颗粒已经通过了流化床的整个通道时，它们通过输出装置15排出。该流化床还包括一个门或隔板，由于机械的停止效应，它的调节稳定了粘性颗粒层的厚度。
在通过流化床8的运送期间，粘性颗粒遇到由干燥空气供给装置10供给的，大致向上地通过多孔输送器11的干燥空气。此干燥空气供给装置可以包括风扇和加热装置。为了节约能最好将受热的空气循环。此干燥空气不需要是压缩空气。此粘性颗粒还会遇到由脉动空气供给装置3供给的，基本上沿上述方向的脉动空气。向上的干燥空气和“穿孔”的脉动空气流结合成的干燥混合物使得初始粘性颗粒干燥，并且防止了在成品中颗粒的粘结。在流化床8的通道中产生的粘结将被空气流再一次冲开。通常供给粘性颗粒的空气是适用于食物的。
在本发明的此较佳具体实施例中，该脉动空气供给装置3包括与多个排放喷嘴16相连的能量空气供给源2，其中喷嘴16提供大量朝着多孔输送器11的上表面14的大致平行的空气射流。此射流排放喷嘴l6设置在基本上处于多孔输送器11的整个宽度之上的一平面上。此能量空气供给源2建立了压缩空气的能量，它通过阀6，借助分配管7通至排放喷嘴16。每个分配管7均便利地与一排排放喷嘴16相连。在压缩空气排放之后，空气压力再一次建立用于随后的排出。为了优选脉动空气流的形式和在它们被干燥的同时，提供大致涡动的粘性颗粒，还可以提供另外的大量脉动空气射流1，其方向适合于流化床的形式。
用于脉动空气适当的分配，脉动空气供给装置还包括一支管4，其中操作所述支管4控制压缩空气的供给。例如，每个分配管7均借助阀6与此支管4相连。控制装置用于控制空气的脉动和供给。通过支管4的操作实现此控制，它允许压缩空气进入供给分配管7或切断空气供给。一个或多个阀6可以定时打开。然而，在使用能量空气供给源时，在补充该能量期间，必须保持所有的阀关闭。为了简化支管4的操作，可以借助于计算机，运行包括按照需要的脉动次序开关阀的指令的计算机程序来便利地操作。值得一提的是，其它空气供给源和控制系统也可以用来完成本发明。
为了控制在流化床内的温度和干燥空气的温度，使用了传感器，在图中未示出。脉动空气可以被加热，但这不是必须的。试验显示出温度对脉动空气的影响不大。
对于在图1和2中说明的本发明的流化床的具体实施例，粘性颗粒的温度将例如降为8％至20％H2O。干燥时间根据通过量，例如在30至100min的范围内，通常约为30min。
试验表明，使用传统的流化床，相同类型的粘性颗粒的通过量大约为每小时80kg，而使用本发明的流化床，通过量将增为每小时150至180kg。
Claims (32)
1.一种用于在流化床(8)中干燥粘性颗粒时防止粘性颗粒粘结的方法，所述方法包括：
提供粘性颗粒至多孔输送器(11)的上表面(14)并通过流化床(8)传送所述粘性颗粒，
提供大致向上地通过多孔输送器(11)至粘性颗粒的连续干燥空气流，
提供脉动空气流，
控制干燥空气流的供给和温度，所述方法的特征在于：
将脉动空气流引向大致为连续干燥空气流的上方和相反方向，
进一步控制脉动空气的流动供应和脉动，以基本防止形成粘性颗粒的粘结物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述流化床(8)是振动的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于传送粘性颗粒的同时，振动多孔输送器(11)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于脉动空气流包括大量的基本上平行的脉动空气射流(16)。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于脉动空气流还包括大量的方向适合于流化床形式的脉动空气射流(16)。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于每个脉动空气射流(16)均在高低空气压力之间以接近1秒钟的时间次序脉动。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于脉动空气射流(16)的高压期持续近5秒钟。
8.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于大量的脉动空气射流(16)形成了具有大量的平行排列的空气射流的基体，其特征还在于此脉动空气射流在一个行列中同步脉动。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于在一排中的此脉动空气射流(16)与一普通的空气供给管(7)相连。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于各排脉动空气射流(16)的排列是彼此平行的，并且横向于输送器的传送方向，以使粘性颗粒基本上沿输送器(11)的整个宽度遇到脉动空气。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于在基体中从空气射流(16)传出的空气脉动遵循一个次序，其中在第一排中射流的高压期之后是最后一排的高压期，紧接着是第二排的高压期，接着是倒数第二排的高压期，如此继续，直到所有排都启动，并且重复此次序。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于干燥空气的温度是在100℃至180℃范围之内，最好是大约120℃。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于粘性颗粒具有在350g/l至450g/l范围内的容积密度，最好是大约400g/l的容积密度。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于粘性颗粒具有在10mm至20mm范围之内，而最好是12mm至17mm范围之内的长度，在10mm至20mm，而最好是12mm至17mm范围之内的宽度，以及在1mm至2mm范围之内，最好大约是1.5mm的厚度。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于脉动空气的速度是干燥空气速度的10至15倍，最好是大约13倍。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于脉动空气的速度是干燥空气速度的10至15倍。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于脉动空气的速度大约是20m/秒，干燥空气的速度大约是1.5m/秒。
18.一种干燥粘性颗粒时防止粘性颗粒粘结的流化床(8)，所述流化床(8)包括：
输入装置(13)，它用于把粘性颗粒送至多孔输送器(11)的上表面(14)，而多孔输送器(11)传送通过流化床(8)的粘性颗粒，和输出装置(15)，它用于从流化床(8)排出粘性颗粒，
干燥空气供给装置，它连续供给大致向上地通过多孔输送器(11)至粘性颗粒的干燥空气，
脉动空气供给装置(3)，它用于供给脉动空气流，
控制装置，它控制连续空气流的供给和温度，其特征在于：
脉动空气供给装置(3)排布成将脉动空气流引向大致为连续空气流的上方和相反方向，
控制装置还包括用于控制脉动空气流的流动供给和脉动的装置。
19.如权利要求18所述的流化床，还包括用于振动流化床的振动器(5)。
20.如权利要求18或19所述的流化床，还包括用于振动多孔输送器(11)的振动器。
21.如权利要求18的流化床，其特征在于脉动空气供给装置(3)包括多个供给大量基本上平行的脉动空气射流的排放喷嘴(16)。
22.如权利要求18所述的流化床，其特征在于空气供给装置(3)包括大量供给脉动空气射流的排放喷嘴(16)，其方向适合于流化床的形式。
23.如权利要求21或22所述的流化床，其特征在于排放喷嘴(16)形成了具有大量平行排列的基体，其特征还在于在一个行列中的排放喷嘴的脉动空气射流同步脉动。
24.如权利要求23所述的流化床，其特征在于在一排中的排放喷嘴(16)与一普通的空气供给管(7)相连。
25.如权利要求21所述的流化床，其特征在于各排排放喷嘴(16)的排列是彼此平行的，并且横向于输送器(11)的传送方向，以使粘性颗粒基本上沿输送器(11)的整个宽度遇到脉动空气。
26.如权利要求24或25所述的流化床，其特征在于普通的空气供给管(7)与一支管(4)相连，其中所述支管(4)的操作控制空气的供给。
27.如权利要求26所述的流化床，其特征在于支管(4)的操作是借助于计算机，通过运行计算机程序来完成的。
28.如权利要求18所述的流化床，其特征在于脉动空气供给是一个能量空气压力供给源。
29.如权利要求18所述的流化床，其特征在于输送器(11)是一振动料盘。
30.如权利要求18所述的流化床，其特征在于输送器(11)是皮带输送器。
31.如权利要求18所述的流化床，其特征在于脉动空气的速度是干燥空气速度的10至15倍。
32.如权利要求18所述的流化床，其特征在于脉动空气的速度大约是20m/秒，并且干燥空气的速度大约是1.5m/秒。
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