DD154874A3 - Vorrichtung zur wirbelschichttrocknung grobstueckiger haufwerke - Google Patents
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Abstract
Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Wirbelschichttrocknung grobstueckiger Haufwerke liegt, bei der bei verringertem Energieaufwand eine Steigerung der Arbeitsproduktivitaet und eine Erhoehung der Qualitaet des Endproduktes erreichbar sind, besteht die Aufgabe darin, bei geringem apparativen Aufwand eine Zerkleinerung des zugefuehrten Gutes in annaehernd gleichgrosse Stuecke, die eine Verkuerzung der Verweilzeit derselben im Trockner und das Erreichen eines einheitlichen Trockengrades der Teilchen ermoeglichen, gewaehrleistet ist und irreversible Schaeden thermolabiler Gueter ausgeschlossen sind. Erfindungsgemaess ist nunmehr eine Vorrichtung vorgesehen, die einen an sich bekannten zylindrischen Schweberaum mit einem sich unterhalb an diesen anschliessenden konisch verengenden Wirbelraum,der einen Antroemboden mit einem Luftkasten sowie eine am Boden des Wirbelraumes angeordnete Zerkleinerungsvorrichtung aufweist, umfasst, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung aus einer Doppelwelle und mindestens einem zweigliedrigen, gegenlaeufig bewegbaren Schneidelement gebildet ist, und oberhalb des Schweberaumes ein in einen nachgeschalteten Materialabscheider einmuendender Ueberlauf vorgesehen ist.
Description
217976 -4- Berlin, den 26.-11.1981
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Vorrichtung zur Wirbelschichttroclmung von grobstückigen Haufwerken
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wirbelschichttrocknung von grobstückigen, weichen bis mittelharten Haufwerken, insbesondere von Produkten der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie, deren Feuchte vorwiegend als Quellflüssigkeit gebunden ist«
Charakteristik der bekannten technischen. Lösungen
Grobstückige Haufwerke, insbesondere wenn deren Feuchte als Quellflüssigkeit vorliegt, eignen sich aus verschiedenen Gründen nicht gut für die Trocknung in der Wirbelschichto Die Anwendung der Wirbelschichttechnik erfordert, bedingt durch den Habitus des Feuchtgutes, zwingend eine Mindestgeschwindigkeit für das strömende Medium. Die Anwendung hoher Trockenmittelternperaturen führt meist zu irreversiblen Produktschädigungen, weil aus der Gutsmasse nicht mehr genügend Feuchte zur Gutsoberfläche dringen kann,
Haufwerke mit den dargelegten Haufwerkseigenschaften gelten deshalb als typische Vertreter der Langzeittrocknung. Sollen solche Haufwerke in einer Wirbelschicht getrocknet werden, so treten, bedingt durch die zwingend '"vorgeschriebene Mindestgeschwindigkeit für das strömende Medium und der Notwendigkeit der Reduzierung der !Trockenmitteltemperaturen, eine niedrige Effektivität der Trockeneinrichtung und ein
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hoher spezifischer Energieverbrauch auf*
Zur Vermeidung und irreversiblen Schädigungen thermolabiler Güter und zur Verringerung des spezifischen Energieverbrauches sind bereits verschiedene Lösungen bekannt geworden»
Bekannt sind ze B. Vorrichtungen zum Trocknen von grobstückigen Haufwerken in der Wirbelschicht, bei denen der Anströmboden oder der gesamte Trockner vertikal odor horizontal mit einer bestimmten Amplitude und Frequenz schwingt. Damit können die Arbeitsgeschwindigkeit für das Trockenmedium verringert und höhere Trockenmitteltemperaturen angewendet werden. Der effektive Wärme st rom wird dadurch aber nicht erhöht, so daß.im Endeffekt keine Verminderung der Trockendauer eintritt. Die dargelegten Lösungen sind außerdem apparativ außerordentlich aufwendig« Ein gleichmäßiger Bndtrockengrad für das Trockengut ist aufgrund der bekannten Verweilzeitverhältnisse in einer einstufigen Wirbelschicht nur in absatzvieisem Betrieb erreichbar«.
Darüber hinaus ist nach dem SU-Urheberschein 230 730 ein Apparat zum Trocknen'von pastenföxmigen und Klümpchen bildenden Materialien bekannte Bei der hier beschriebenen Wirbelschicht-Mahltrocknung hat die'Mahlvorrichtung die Aufgabe, die oberflächlich abgetrockneten im Trockenraum gebildeten Agglomerate zu zerdrücken, um so eine Fortführung des Trocknungsprozesses zu ermöglichen. Mit dieser Lösung wird aber kein hoher und einheitlicher Trockengrad erreicht und Produktschäden an thermolabilen Gütern aufgrund einer längeren Verweilzeit der Güter im Trockner sind nicht
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ausgeschlossen. Heben dem insgesamt hierbei notwendigen hohen Energieaufwand ist auch festzustellen, daß mit dieser Lösung keine gleichbleibende Qualität des Endproduktes gewährleistet ist.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Y/irbelschichttrocknung grobstückiger Haufwerke so auszuarbeiten, daß bei verringertem Energieaufwand eine Steigerung der Arbeitsproduktivität und.eine Erhöhung der Qualität des Endproduktes erreichbar sind*
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Wirbelschichtrocknung grobstückiger Haufwerke zu schaffen, wobei bei geringerem apparativen Aufwand eine Zerkleinerung des zugeführten Gutes in annähernd gleich große Stücke, die eine Verkürzung der Verweilzeit derselben im Trockner und das Erreichen eines einheitlichen Trockengrades der Teilchen ermöglichen, gewährleistet ist und irreversible Schäden therraolabil^er· Güter ausgeschlossen sind*
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nunmehr dadurch gelöst, daß die Vorrichtung einen an sich bekannten zylindrischen Schvüeberaum mit einem sich unterhalb an diesen anschließenden konisch verengenden Wirbelraum, der einen Anströmboden mit einem Luftkasten sowie eine am Boden des Wirbelraumes angeordnete Zerkleinerungsvorrichtung aufweist, umfaßt, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung aus einer
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Doppelpfeile und mindestens einem zweigliedrigen, gegenläufig bewegbaren Schneidelement gebildet ist, und'oberhalb' des Schweberaumes ein in einen nachgeschalteten Materialabscheider einmündender Überlauf vorgesehen ist.
Die Doppelwelle und die darauf befestigten Schneidvorrichtungen werden gegenläufig angetrieben« Sie rotieren dabei im verwirbelten grobstückigen Haufwerk und zerkleinern das grobstückige Haufwerk schneidend» Eine Scherwirkung väird ausgeschlossen, wodurch ein erheblicher Mus- und ^einanteil vermieden wird, der zu einer Verschmierung der Zerkleinerungs« vorrichtung und Strukturschädigung führt«, Die Schneidvorrichtung kann gleichpaarig oder ungleichpaarig ausgeführt sein. Möglich ist se B6 ein dreigliedriges Obermesser und ein zweigliedriges Untermesser«, Die 'DxOhzahlen für das Ober- und Untermesser können gleich oder auch unterschiedlich sein«. Wird mit einem unpaarigen Verhältnis von Ober- und Untermesser gearbeitet, so sind Drehzahlen annähernd entgegenproportional erforderliche
•Vorteilhafterweise sind die Schneidmesser in einem Winkel gegen die Eadiale bis 40 °$ entgegen der Bewegungsrichtung angeordnet. Hierdurch wird die effektive Sehne idleistung erhöht, die Messer laufen aneinanderschleifend und selbstnachschärfend ab, wobei die Energie für die Zerkleinerung gleichmäßiger verbraucht wird.
Zweckmäßig ist es weiterhin zur Erzielung einer stoßfreien Schneidarbeit, die Schneidmesser so anzuordnen, daß die Schneidkanten nicht durch den Drehpunkt der Schneidvorrichtung gehen, sondern diesen tangieren. Dadurch entsteht ein "Schereneffekt", der verhindert, daß die Messer
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anlaufen und abbrechen« Außerdem erfolgt eine kontinuierliche Schneidarbeit»
Durch die schneidend arbeitende Zerklainerungseinrichtung worden strukturschonend ständig neue Oberflächen freigelegt, so daß die Produktfeuchte nicht.mehr vom Gutsinneren zur Gütsoberfläche diffundieren muß. Dadurch werden die Voraussetzungen für den Wärme- und Stoffübergang wesentlich verbessert, die Trocknung selbst im wesentlichen im ersten Trocknungsabschnitt durchgeführt und eine wirksame Nutzung des Wärmeangebotes und eine Senkung des spezifischen Wärmeverbrauches pro kg verdampften Wassers erreicht werden.
Vorteilhafterweise beträgt die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der gegenläufig rotierenden Schneidelemente 1,0 bis 25 m/s, vorzugsweise 6 bis 15 m/s.
Die Trockenmittelgeschwindigkeiten werden so gestaltet, daß das grobstückige Haufwerk im konischen Wirbelraum bei Geschwindigkeiten von 6 bis 15 mal U^. (kritische Wirbelgeschwindigkeit einer Vibrationswirbelschicht) fluidisiert wird, daß die zerkleinerten jedoch im wesentlichen noch feuchten Kleinteile aus der Wirbelschicht des grobstückigen Haufwerkes ausgetragen, über den grobstückigen Haufwerk wirbeln und eine klassierte Wirbelschicht bilden, im zy~ lindrischen Schweberaum solange wirbeln, bis sie den gewünschten einheitlichen Trockengrad erx"eicht haben und von der Abluft in den nachgeschalteten Materialabscheider gefördert werden, so daß das Trockenmittel sowie das Trockengut im wesentlichen im Gleichstrom sich befinden.
Zweckmäßig ist es, wenn der AnstxOmboden vom Zentrum zur
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Peripherie eine verringerte Durchlaßfähigkeit für das Trockenmittel aufweist.
Die freie S^bflache dee Wirbelschichtbodens kann zwischen 50 % bis 80 % liegen« Sie sollte gedoch vorzugsweise oberhalb 70 % liegen«, Vorteilhaft ist es? wenn die freie Siebfläche in der Mitte des Wirbelschichtbodens höher liegt als an der Peripherie« Das begünstigt die Zerkleinerungsarbeit und trägt zur mus freien Zerkleinerung der grobstückigen Haufwerke bei*
Mit der Erfindung werden die Wege für den Feachtetransport zur Gutsoberfläche verkürzt und irreversible Schaden thermolabilder Güter wirksam vermieden.
Weiterhin wird ein selektiver Austrag des Trockengutes in bezug auf einheitlichen.Trockengrad bis kontinuierlicher Verfahrensführung erreicht^
Durch Vermeidung des absatzweisen Betriebes werden der spezifische Energieverbrauch reduziert und die Trockendauer verkürzt„
Auch der apparative Aufwand wird verringerte Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen? ·
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Fig. 1s eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtungι
Fig. 2s eine Draufsicht des Anströmbodens.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen konischen Wirbelrauni 1, einen zylindrischen Schweberaum 2, einen Anströmboden 3 mit einem Luftkasten 4 und einer motorisch angetriebenen Zerkleinerungsvorrichtung 5 auf. Die Zerkleinerungsvorrichtung 5 ist gebildet aus einer Doppelwelle 6 und gegenläufig rotierenden Schneidelementen 7· Dem Schweberaum 2 ist ein Materialabscheider 8 mit einer Austragvorrichtung 9 für das Trockengut nachgeschaltet. Die Zuführung des. feuchten Materials erfolgt über eine Förderschnecke 10« Der Trockenmittelstrom wird von einem Ventilator 11 erzeugt und über einen Wärmeaustauscher 12 geführt .
In Fig. 2 ist eine'Draufsicht auf einen Anströmboden 3 mit gleichpaarig zweigliedrigen Schneidelementen 7 und angedeuteter freier Siebflächee Hierunter wird die Gesamtfläche der Durchtrittsquerschnitt© im Anströmboden 3 verstanden, Die Schneidkanten der Schneidelemente 7 sind nicht durch den Drehpunkt der HohlvaeHe 6 verlaufend, sondern diesen tangierend angeordnet.
Mit der in Fig. 1 und 2 näher beschriebenen Vorrichtung lassen sich eine Vielzahl, von verfahrenstechnischen Aufgaben lösen. .·
Die Erfindung soll mit folgendem Anwendungsbeispiel bei der Trocknung von blanchierten Speisekartoffe!würfel mit einer
2 Kantenlänge von 8x8x4 mm erläutert werden. Blanchierte
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Kartoffelwürfel bilden während der Trocknung keine Mikrorisse, aus denen Feuchtigkeit der inneren Schichten verdampfen kann» Vielmehr besteht, die Oberfläche aus einer ,glasartigen, aus verkleisterter'Stärke bestehenden Haut mit einem hohen Diffusionswiderstande Diese Erscheinung ist allgemein als Verhornung bekannte
Die nichtigsten Abmessungen der in dem Beispiel verwendeten und in Fig« 1 und 2 schematisch dargestellten Vorrichtung sinds
Bodenfläche des Anströmboden 0,785 m freie Siebfläche 75 %
Durchmesser des zylindrischen . Schweheraumes . 2,3 ω
Drehzahl der Schneidvorrichtung ' 250 U/min
In die beispielgemäße Vorrichtung werden stündlich ca» 850 kg gewürfelte und blanchierte Speisekartoffeln eingetragen« Die Trockenluftmenge von 28 000 nr/h hat eine Temperatur von 160 0C, In Bodennähe herrscht eine große Turbulenz und eine vergleichsweise niedrige Aufladung« Dadurch kommt es zu keiner Überlastung der Antriebsmotoren der Zerkleinerungsvorrichtung. Nach oberflächiger Trocknung werden die Kartoffeln von der Zerkleinerungsvorrichtung erfaßt und zerschnitten» Die unregelmäßig geformten Schneidgranulate werden aus der Wirbelschicht ausgetragen und oberhalb der Wirbelschicht in einer kassierenden Wirbelschicht bei cae 80 0C fertiggetrocknet» Dabei schrumpfen sie unter Feuchtigkeitsabgabe weiter, so daß sie bei den angegebenen Strömlings Verhältnissen nach Erreichung des Endtrockengrades mit dem
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Abluftstrom aus der Vorrichtung ausgetragen werden« Das Trockenprodukt ist ein Feingranulat und frei von artfremdem Geruch und verbrannten Stellen, Unter Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Trockenspeisekartoffelproduktes können beispielsweise unter Zugabe der üblichen Ingradenzien wohlschmeckende Kartoffelklöße angefertigt werden«
Unter Verwendung der erfindungsgemäßeη Lösung können eine Vielzahl von Erzeugnissen der Land- und Nährungsguterindustrie, wie zt B, Kartoffeln, Möhren, Erbsen, Bohnen, Sellerie, Kohlrabi, Rot- und Weißkraut, Äpfel, Zuckerrüben, rote Rüben, Zwiebeln etc« produktsehonend getrocknet werden.
Claims (4)
- 26.11,1981 0728 DD 27 WP F 26 B/217•tv Tor^iohtuiig: sur Wirtals^McM trocknung τοπ grobstSokigen Haiifw@rk©ii » gekennzeichnet dadurchs daß dieselbe einen an sich bekannten zylindrischen Schweberäum (2) mit einem sich unterhalb an diesen anschließenden konisch verengenden Wirbelraum (1), der einen Anströmboden (3) mit einem Luftkasten (4) sowie eine am Boden des Wirbelraumes (1) angeordnete Zerkleinerungsvorrichtung (5) aufweist, umfaßt, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung (5) aus einer Doppelwelle (6) und mindestens einem zweigliedrigen, gegenläufig bewegbaren Schneidelement (7) gebildet ist, und oberhalb des Schweberauines (2) ein in einen nachgeschalteten Materialabscheider (8) einmündender Überlauf vorgesehen ist«
- 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schneidmesser der Schneidelemente (7) entgegen der jeweiligen Bewegungsrichtung in einem Winkel bis zu ° gegen die Radiale angeordnet sind*
- 3« Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Schneidkanten der Schneidelemente (7) den Drehpunkt der Zerkleinerungsvorrichtung (5) tangieren,,
- 4. Vorrichtung nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Anströmboden (3) vom Zentrum zur Peripherie eine verringerte Durchlaßfähigkeit für das Trockenmittel auf weist.- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -
Priority Applications (4)
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