CS215219B1

CS215219B1 - A method for obtaining dry fast-soluble granular materials

Info

Publication number: CS215219B1
Application number: CS909180A
Authority: CS
Inventors: Pavel S Kuc; Ladislav Strach; Valerij K Samsonjuk; Miroslav Choc
Original assignee: Pavel S Kuc; Ladislav Strach; Valerij K Samsonjuk; Miroslav Choc
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1982-08-27

Abstract

Vynález se týká technologie získávání suchých rychlerozpustných granulovaných materiálů, např. mléka, ovocných a zeleninových štáv. Cílem vynálezu je zvýšení jakosti hotového produktu a intenzifikace procesu. Způsob získávání suchých rychlerozpustných granulovaných materiálů spočívá v jejich sušení rozprašováním, v následném zvlhčení nasycenou parou a v aglomeraci zvlhčených částic, v dosoušení a chlazení aglomerátů. Před aglomerací parou se prášek ochlazuje a dosoušení zaglomerovaných částic probíhá v klesající vrstvě v sou-proudu s teplonosným prostředím, jehož rychlost je od 0,5 do 2 m/s, teplota na vstupu do sušícího prostoru od 120 do 140°C a na výstupu od 60 do 100°C. Vynález možno využívat v mikrobiologickém, potravinářském, chemickém a jiných. odvětví průmyslu pro získávání suchých rychlerozpustných granulovaných materiálů.The invention relates to the technology of obtaining dry fast-dissolving granular materials, e.g. milk, fruit and vegetable juices. The aim of the invention is to increase the quality of the finished product and intensify the process. The method of obtaining dry fast-dissolving granular materials consists in their spray drying, subsequent humidification with saturated steam and agglomeration of humidified particles, and post-drying and cooling of agglomerates. Before agglomeration with steam, the powder is cooled and post-drying of the agglomerated particles takes place in a falling layer in co-current with a heat-transfer medium, the speed of which is from 0.5 to 2 m/s, the temperature at the inlet to the drying space from 120 to 140°C and at the outlet from 60 to 100°C. The invention can be used in microbiological, food, chemical and other industries for obtaining dry fast-dissolving granular materials.

Description

Vynálem se týká technologie získávání suchých rychlerozpustných granulovaných materiálů a může být využíván v mikroOioOooickáii, chemickém,farmaceutickém i v jiných oblastech průimslu, zejména pro získávání suchých rychlerozpustných granulovaných mattrřálů, například mléka, ovocných a zeleninových á£áv v potravinářséám průmylu.The invention relates to the technology of obtaining dry fast-dissolving granular materials and can be used in micro-chemical, chemical, pharmaceutical and other areas of the industry, in particular for obtaining dry fast-dissolving granular materials, such as milk, fruit and vegetable juice in the food industry.

Dosud je známý způsob získávání suchých rachlerozpustných ma-tteiálů rozprašováním roztpku v sušícím prostoru do proudu teplonosného prostředí s recc^n^jc! jemnou · ·frakcí produktu z odlučovacího zařízení navlhčenou parou do mraku rozprašované·kapaliny (patent NSR č.1228567). Déle jsou známy způsoby získávání suchých rychlerozpustných mea^í-áia, např. mléka, jejich vysoušením rozprašováním a následnou aglomeeací suchých částic·v důsledku jejich skropení výchozím materiálem (patent USA č. 3083099)·nebo·speccélní příměsí (patenty USA č.3121639, 3126298, 3151988). Ze známých způsobů získávání · suchých rychlerozpustných granulovaných ma^^álů se po technické · stránce nejvíce blíží k předkládanému řešení způsob získávání · suchých rychlerozpustných granulovaných ma^^álů jejich, rozprašovacím sušením, aglomerací prášku po jeho zpracování nasycenou parou a následným dosoušením a ochlazováním zaglomerovaných částic (ČS - A.O. č.206 73вУ.To date, a method for obtaining dry rachler-soluble materials by spraying a solution in a drying chamber into a stream of heat transfer medium with recycle is known. by the fine fraction of the product from the separator by moistening the steam into the cloud of the sprayed liquid (German Patent No. 1228567). Methods for obtaining dry, fast-dissolving agents, e.g., milk, by spray drying and subsequent agglomeration of the dry particles as a result of their sprinkling with the starting material (U.S. Patent No. 3083099) · or · special impurities (U.S. Pat. , 3126298, 3151988). Of the known methods for obtaining dry, fast-dissolving granular materials, the closest technical approach is to obtaining a method for obtaining the dry, fast-dissolving granular materials by spray drying, agglomerating the powder after treatment with saturated steam and subsequently drying and cooling the agglomerated granules. particles (CS - AO No.206 73вУ.

Nedostatkem známéhé způsobu* je nízká kvalita hotového produktu ·a mmlá intenzita procesu granulace v důsledku kondenzace páry na stěnách granulátoru a značné nalepování materiálu na nich. Kromě toho dosoušení zaglomerovaných částic v · zařízeních s ·vibrofluidní vrstvou vyžaduje dlouhou dobu a vede k· rozbíjení grantu!.A disadvantage of the known method * is the low quality of the finished product and the low intensity of the granulation process due to the condensation of steam on the walls of the granulator and the considerable sticking of the material thereon. In addition, the drying of the agglomerated particles in the vibrofluidic coating equipment takes a long time and leads to the breaking of the grant !.

Výše uvedené nedootatky jsou odstraněny způsobem podle vynálezu jehož podstatou je, že se prášek před aglomeeaaí parou ochlazuje a dosoušení zaglomerovaných částic probíhá v paadjjcí vrstvě souprpudně s teplonosným mediem, jehož rychlost proudění je v rozmění od 0,5 do 2 m/s, teplota na vstupu do sušící komory od 120 do 140°C a na výstupu ze suuící komory od 60 do 100^oC.The aforementioned shortcomings are eliminated by the process according to the invention, which consists in cooling the powder before agglomeration steam and drying the agglomerated particles in a palading layer in co-operation with a heat transfer medium having a flow velocity ranging from 0.5 to 2 m / s. inlet to the drying chamber from 120 to 140 ° C and at the outlet from the drying chamber from 60 to 100 ^o C.

Ekonomická efektivnost poožití popsaného způsobu získávání suchých rychlerozpustných granulovaných msaerřálů v průmylu je dána zvýšením kvalty hotového produktu, nebot · ochlazení prášku před aglomeeací napomáhá kondennaai páry na povrch částic a značně omeeuje její kondennaci na vnitřní ploše graíulátoru a intenz^^je se . . proces granulace. · Kromě · toho, dosoušení zaglomerovaných částic v paadjjcí vrstvě souprpoudně s · ·teplo^s^ým médiem dovoluje zvýšit intenzitu sušícího procesu a vyloučit rozbíjení·vytvořivších se grarnuí, Podstata způsobu podle vynálezu je objasněna výkresem.The economical efficiency of ingesting the described process for obtaining dry, fast-dissolving granular msaerals in the industry is due to the improved quality of the finished product, since cooling the powder before agglomeration assists condensation of vapors on the particle surface. . granulation process. In addition, the drying of the agglomerated particles in the palatable layer in co-current with the heat medium permits an increase in the intensity of the drying process and avoids the break-up of the more formed granules. The essence of the process according to the invention is illustrated by the drawing.

Na výkresu je schemaaicky zobrazeno zařízení, na němž se realizuje·předložený způsob získávání suchých rychlerozpustných zgranulovaných maaterálů.The drawing shows a schematic diagram of an apparatus on which the present method of obtaining dry, fast-dissolving granular materials is realized.

Zařízení se skládá z rozprašovací sušárny 1 s rozprašovačem 2 a přívodem J teplonosného média od· prvního kaloriferu 4, vzduchového potrubí £·pro obvod využitého teplonosného média a usušeného prášku cyklónu 6, ven^l^átoru J, zásobníku 8, dávkovače neudopravy 10 se škrtící klapkou 11. která je připojena k chladiči 12, sušící · komory 13. v.jejíž horní části je umístěn granulátor 14 s trubkovou tryskou 15 připojenou parním ·potrubím · 16 k parogenerátoru 12· Suuící komora 13 je opia třena nátrubky 18 pro přívod teplo^sného média od druhého keloriferu 19 a výstupními hrdly 20, pro obvod využitého teplonosného měcHa, přes vratné potrubí 21 do druhého cyklónu 61. Ve spodní části suící komory 13 je rozvádě215219 cí prstenec 22· Vnitřní prostor komory je spojen s atmosférou otvory 23, hrdlem 24 se škrtící klapkou 22* Hotový produkt se vypouští ze zařízení výstupním ústrojím 26·The apparatus consists of a spray drier 1 with a sprayer 2 and a heat transfer medium inlet J from the first calorifer 4, an air duct 6 for the circumference of the heat transfer medium used and the dried cyclone powder, outflower J, reservoir 8, non-transport dispenser 10. a choke valve 11, which is connected to a cooler 12, a drying chamber 13, in which a granulator 14 with a tube nozzle 15 connected by a steam line 16 to a steam generator 12 is located at the upper part. In the lower part of the drying chamber 13 there is a distribution ring 22. The inner space of the chamber is connected to the atmosphere through the openings 23, the throat. 24 with throttle 22 * The finished product is discharged from the device through the outlet device 26 ·

Zařízení pro získávání suchých rychlerozpustných . mattrrálů pracuje takto: Vysoušený matterál, například mléko, o obsahusušiny od 40 do 50 % je rozprašován rozprašovačem 2 do rozprašovací sušárny 1, do které přívodem J dodává venZilátor J tepi^onosné médium ohřáté v prvním kaloriferu 4 na teplotu od 160 do 180°C· Vzáemnným působením s teplonosným médiem se částice maíterálu vysouSš^ a vzniklý prášek o vlhkosti od 3 do 5 % se dopravuje využitým teplonosným médiem o teplotě od 70 do 9O°C vzduchovým potrubím % do prvního cyklonu 6, kde dochází k oddělení prášku. Ten postupuje do . zásobníku 8, odkud ho dávkovač £ podává do pneudopravy 10, do níž proudí vzduch ochlazený v chladiči 12 ná . teplotu od 8'do 15°C· Zchlazený prášek spolu s dopravním vzduchem jsou vedeny do granulátoru 14, kde na prášek působí vlhká pára přiváděná od parogenerátoru 17 parním potrubím 16 do trubkové trysky .15· Tlak páry před trubkovou tryskou je od 200 do'300 kPa. Při styku ochlazených suchých částic prášku s vlhkou parou dochází ke kondenzaci páry na Jejich struktury z amorfního stavu na stav krystalický, . a tím i znaěně lepší rozpustnootí. Kromě toho proudy páry vytékajcí m otvoru trubkové trysky 15· · vyvolávej intenzivní turbulenci uvnitř prostoru grazulátoru a.způtsbbSí vzáeemné srážky zvlhčených částic, Což.vede ke vzniku jejich agloVeliastt.agOonerátů jé určována stupněm očJhaaezí prášku, rychto!! průchodu částic granulátořem, kozzcnZtad naCtriálu ve vzduchu a mxzožtvímpáry. Stupeň ochlazováni prášku je dán teplotou dopravního vzduchu, ochlazovaného v chladiči 12 c rychlost jeho průchodu granulátořem 14, polohou škrtící klapky 11· Koncentrace je dánc mzostvím matterálu a vzduchu podávaných do potrubí pneudopravy10 a reguluje se otáčkami dávkovače % a odpovída jcí polohou škrtící klapky 11*Equipment for obtaining dry quick-soluble. The dried material, for example milk, with a dry matter content of 40 to 50% is sprayed with a sprayer 2 into a spray drier 1, to which inlet J supplies a fan J with a heat transfer medium heated in the first calorifher 4 to a temperature of 160 to 180 ° C. By interacting with the heat transfer medium, the material particles are dried and the resulting powder having a moisture content of 3 to 5% is conveyed by the utilized heat transfer medium having a temperature of 70 to 90 ° C through an air duct% to the first cyclone 6 where the powder is separated. He progresses to. The dispenser 8 feeds it into a pneumatic conveying 10 into which the air cooled in the cooler 12 flows. The cooled powder together with the conveying air are led to a granulator 14 where the powder is subjected to wet steam supplied from the steam generator 17 via a steam line 16 to the tube nozzle. 300 kPa. Upon contact of the cooled dry powder particles with wet steam, condensation of the steam on their structures from an amorphous state to a crystalline state occurs. and thus much better solubility. In addition, the steam streams flowing out of the nozzle opening 15 induce intense turbulence within the space of the granulator and cause mutual precipitation of wetted particles, resulting in their agglomerated particles being determined by the degree to which they are powdered. passage of the particles through the granulator, the base on air in the air, and through the steam. The degree of cooling of the powder is given by the temperature of the conveying air cooled in the cooler 12 c, the speed of its passing through the granulator 14, the throttle position 11 · The concentration is determined by the amount of material and air fed into the pneumatic conveying piping10.

Mnzožsví páry přiváděné do .' trubkové trysky 15 se reguluje veztieem, který není na výkresu zakreslen· Reegdací uvedených parametrů možno získat granule o rozměru od 0,2 do 2 mm·Amounts of steam fed into. ' of the nozzle 15 is regulated by a rod which is not shown in the drawing. By re-regulation of said parameters it is possible to obtain granules having a size of 0.2 to 2 mm.

Aglomeráty zvlhčených částic pov’tΊsppsí z granulátoru 14 do tsSící komory 22, do níž se nátrubky 18 přivádí teplonoszé prostředí ohřáté v druhém kalorite™ 19 na teplotu od 120 do 140^oC· Rychlost proudění teplonoszého média v tsSící komoře je v rozmeeí od 0,5 do 2 m/· Stykem s teplonosným médiem se. ahlomerát.y vysoušel na vlhkost od 3 do 5 % a . využité teplonosné prostředí o teplotě od 60 do 100°C spolu s jemnými frakcemi produktu proudí výstupním hrdlem 20 a vratným potrubím 21 do druhého cyklónu 61 kde se jemné částice odlučuj a znovu se zúčastňují uvedeného procesu·The agglomerates of the wetted particles are most likely from the granulator 14 to the suction chamber 22, into which the sleeves 18 are fed the heat-bearing medium heated in the second calorite ™ 19 to a temperature of 120 to 140 ^° C. 5 to 2 m / · Contact with heat transfer fluid. The agglomerate was dried to a moisture content of from 3 to 5%. the utilized heat transfer medium at a temperature of 60 to 100 ° C, together with the fine product fractions, flows through the outlet orifice 20 and the return line 21 to the second cyclone 61 where the fine particles are separated and re-participate in said process.

Teplota teplonosného média na vstupu a výstupu se tsSící komory 13 a jeho rychlost jsou dány rozměry gra^x^ulí a požadovanou konečnou vlhasstí hotového produktu· Naapíklad pro granule rozměřu 0,2 mm, vlhаsstí hotového produktu 3 % se dosahuje při teplotě 120°C teplonosného média na vstupu do sušící komory 13 a na výstupu 80°C při jeho . rychlosti proudění 0,5 Пз· Zvýšení rychlosti teplonoszého média na 2 m/s vede k úletu obchodnífrakce ze sušící komory 22 a na výstupu 80°C při jeho rychlosti proudění 0,5 Пз· Zvýšení rychlosti UploníSZéhO Bréůifl na 2 o/s veůe k úletu obchodní frakce ze sušící komory 13 do druhého cyklónu 61· Při teplotě teplonoSného média. na vstupu do tsSící komory 120°C a na výstupu *The temperature of the heat transfer medium at the inlet and outlet of the sealing chamber 13 and its velocity is given by the dimensions of the granules and the desired final moisture content of the finished product. For example, for granules of 0.2 mm. the heat transfer medium at the inlet to the drying chamber 13 and at the outlet at 80 ° C at its temperature. flow velocity 0.5 Пз · Increasing the velocity of the heat transfer medium to 2 m / s results in a drift of the commercial fraction from the drying chamber 22 and at an outlet of 80 ° C at a flow velocity of 0.5 Пз · Increasing the velocity the commercial fraction is blown from the drying chamber 13 to the second cyclone 61 at the temperature of the heat transfer medium. 120 ° C inlet and outlet *

60°C, vlhkost hotového produktu . dosahuje 5 %·60 ° C, humidity of the finished product. reaches 5% ·

Pro hrubší frakce se patřičně zvyšuje teplota teplonosného média na vstupu a výstupu ae sušící komody 13. Například pro granule rozměru 2 mm vlhkost hotového produktu dosahuje 3 % při teplotě 140°C teplonosného média na vstupu do sušící komory 13 a na výstupu 100°C a 5 % při 140°C a 80°C· Při rychlosti teplonosného média na 2 m/s napomáhá úletu jemného podílu do druhého cyklonu 61 a jeho opakovanému průchodu popsaným procesem.For coarser fractions, the temperature of the heat transfer medium at the inlet and outlet of the drying chamber 13 is increased accordingly. For example, for 2 mm granules, the moisture of the finished product reaches 3% at 140 ° C at the heat transfer medium inlet to the drying chamber 13 and 100 ° C; 5% at 140 ° C and 80 ° C · At a velocity of heat transfer medium to 2 m / s, it helps to remove the fine fraction to the second cyclone 61 and to repeat it through the described process.

Usušené zaglomerované částice postupují do spodní části sušící komory 13. kde na ně působí vzduch o teplotě rovné nebo nižší než teplota okolního vzduchu. Ťento vzduch je podáván do sušící komory 13 otvory 23 z rozváděcího prsténce 22. spojeného hrdlem 24 s atmosférou. Množství podávaného vzduchu se reguluje škrtící klapkou 25. К dosažení teploty vzduchu nižší než je teplota okolí se hrdlo 24 připojuje к chladiči, který na výkresu není zakreslen.The dried agglomerated particles advance to the bottom of the drying chamber 13 where they are exposed to air at or below ambient air temperature. This air is fed into the drying chamber 13 through openings 23 from the distributor ring 22 connected by the neck 24 to the atmosphere. The amount of air supplied is controlled by the throttle 25. To achieve an air temperature lower than the ambient temperature, the neck 24 is connected to a cooler not shown in the drawing.

Suché aglomeráty Částic zchlazené na teplotu od 25 do 30°C se vypouštějí ze sušící komory 13 výstupním ustrojím 26. Zchlazením zaglomerovaných částic se zabraňuje jejich slehávání při dalším skladování a dopravě.Dry agglomerates of the particles cooled to a temperature of 25 to 30 ° C are discharged from the drying chamber 13 via the outlet device 26. By cooling the agglomerated particles, they are prevented from collapsing during further storage and transport.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for obtaining dry, fast-dissolving granular materials, for example milk, by spray drying, subsequently wetting the obtained powder with saturated steam and agglomerating the wetted particles, drying and cooling the agglomerated particles, characterized in that the powder is pre-agglomerated it cools down and the drying of the agglomerated particles takes place in the falling layer in co-current with the heat transfer medium whose flow velocity is in the range from 0.5 to 2 m / s, the inlet temperature of the drying chamber from 120 to 140 60 to 10 ^yr .