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Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung für landwirtschaftliche Produkte, mit einem Gehäuse und mit einem Gebläse und mit einer Heizeinrichtung für von dem Gebläse geförderte Trocknungsluft, die an zumindest ein Trocknungselement mit Trocknungsgut geführt ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 22.
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Die Trocknung landwirtschaftlicher Produkte, wie Getreide oder Körnerfrüchte, wie Mais, aber auch Gartenbau-Ernteprodukte, wie Gemüse, Obst oder auch die Trocknung von Arznei- Drogen- und Gewürzpflanzen oder Pflanzenteilen, ermöglicht eine Lagerstabilität des Trocknungsgutes bei gleichzeitiger Bewahrung der Produktqualität über einen ausreichend langen Zeitraum. Solche landwirtschaftlichen Güter und Ernteprodukte haben eine natürliche Anfangsfeuchte nach der Ernte von etwa 35% ihres Gewichtes oder mehr, während für eine stabile Lagerfähigkeit die Feuchte zwischen etwa 14% und 15% liegen sollte. Bei Trocknungsvorrichtungen der genannten Art wird Luft aus der Umgebung der Trocknungsvorrichtung mit Hilfe eines Gebläses angesaugt und über einen Wärmetauscher, der solar oder mittels eines Gas- oder Ölbrenners betrieben wird, geleitet und erwärmt. Heizenergie kann auch durch Wärmepumpen oder auf andere Weise bereitgestellt sein. Dabei erwärmt sich das Trocknungsgut und es gibt seine Feuchtigkeit an die an ihm vorbeistreichende Warmluft ab.
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Die Trocknungsluft nimmt Feuchte auf und kühlt ab, um anschließend über ein oder mehrere Abluftkanäle aus dem Trockenraum zu entweichen oder wieder von dem Gebläse in den Strömungskanal gefördert zu werden.
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Die
DE 1811787 U beschreibt eine Trocknungsvorrichtung für landwirtschaftliche Produkte in der Art eines Hordentrockners, mit einem Gehäuse und mit einem Gebläse und einer Heizeinrichtung für von dem Gebläse geförderter Trocknungsluft, die an zumindest ein Trocknungselement in Form einer Horde geführt ist. Das Gebläse fördert wahlweise Trocknungsluft in Form von erwärmter Frischluft oder Kühlluft zur Abkühlung des zu trocknenden landwirtschaftlichen Gutes. Zur Steuerung der Luftführung und der wahlweisen Zufuhr von Trocknungsluft oder von Kühlluft an das landwirtschaftliche Trocknungsgut sind Blechschieber oder Klappen in einer Luft-Verteilleitung vorgesehen.
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Bei solchen Trocknungsvorrichtungen für landwirtschaftliche Produkte wird in der Regel die Kondensation von Wasser, das die Trocknungsluft nach Durchstreichen des Trocknungsgutes aufgenommen hat, in der Trocknungsvorrichtung durch eine entsprechende Wahl der Temperatur der Trocknungsluft oder einer hohen Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft in dem Gehäuse verhindert. Nicht immer zum Vorteil der erzielten Produktqualität des Trocknungsgutes.
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Es kann bei bekannten Trocknungsvorrichtungen auch nicht ausgeschlossen werden, daß Kondensatbildung im Gehäuse der Trocknungsvorrichtung an nicht dafür vorgesehenen Stellen und zum Nachteil der Prozessführung in der Trocknungsvorrichtung und zum Nachteil der Produktqualität des Trocknungsgutes entsteht.
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Der Erfindung liegt daher, ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung landwirtschaftlicher Produkte zu schaffen, die eine verbesserte Prozessführung und eine verbesserte Produktqualität ermöglicht.
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Die Aufgabe wird mit einer Trocknungsvorrichtung mit der Gesamtheit der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Dadurch, daß die Trocknungsvorrichtung einen ersten Wärmetauscher aufweist, mit Hilfe dessen die Trocknungsluft nach Durchströmen des Trocknungsgutes als Abluft gekühlt und entfeuchtet ist, ist eine konstruktive Maßnahme geschaffen, unkontrollierte Kondensation von Wasser aus der Abluft der Trocknungsvorrichtung in dem Gehäuse sicher zu verhindern.
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Dies ermöglicht eine, den Guteigenschaften des Trocknungsgutes wesentlich besser angepaßte Temperatur- und Luftgeschwindigkeitssteuerung für die T rocknungsl uft.
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Es kann die Temperatur der Trocknungsluft und/oder die Geschwindigkeit der Trocknungsluft am Trocknungsgut verringert werden, ohne daß befürchtet werden muß, daß in der Trocknungsvorrichtung an nicht dafür vorgesehenen Stellen Kondensation erfolgt. Die Kondensation von Wasser in der Abluft erfolgt ausschließlich an der dafür vorgesehenen Stelle, nämlich an dem Wärmetauscher selbst. Das Kondensat läßt sich kontrolliert abführen und aus dem Gehäuse der Trocknungsvorrichtung entfernen.
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Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Trocknungsvorrichtung ist der Wärmetauscher für Kältezufuhr zu dem Abluftstrom durch ein aus einem Fluidspeicher geführtes Kältefluid gespeist und gekühlt. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung dar. In dem Fluidspeicher kann sich beispielsweise Eiswasser oder dergleichen befinden, das absätzig oder kontinuierlich bereitgestellt werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung ist der Wärmetauscher für Kältezufuhr zu dem Abluftstrom stromab eines Steuerelements zur Steuerung der Abluft zurück zu der Heizeinrichtung oder aus dem Gehäuse angeordnet, sodaß nur Abluft, die für die Ausleitung aus dem Gehäuse der Trocknungsvorrichtung vorgesehen ist, durch ein Kühlelement des Wärmetauschers für Kältezufuhr gelangt.
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Steuert das Steuerelement hingegen die Abluft zurück zu der Heizeinrichtung in einem Umluftbetrieb der Trocknungsvorrichtung, so gelangt sie nicht an den ersten Wärmetauscher. Diese Maßnahme kann solange beibehalten werden (Rückführung der Abluft), bis die Abluft gesättigt ist.
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Es kann auch vorteilhaft sein, stromab des Wärmetauschers einen Rekuperator zur Rückgewinnung der Restwärme der Abluft zu installieren, welcher dann die gewonnene Restwärme der Luft zu dem Gehäuse der Trocknungsvorrichtung zuführt. Auf diese Weise ist eine verbesserte Energiebilanz der gesamten Vorrichtung bewirkt.
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Es kann auch vorteilhaft sein, stromab des Wärmetauschers für Kältezufuhr ein weiteres Steuerelement in einem Kanal zur Abführung der Abluft aus dem Gehäuse anzuordnen, mit dessen Hilfe die am Wärmetauscher getrocknete Abluft erneut der Heizeinrichtung zugeführt werden kann und zur Trocknung von Trocknungsgut in einem Umluftprozess herangezogen werden kann.
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Zusätzlich zu der Heizeinrichtung kann, dieser vorgelagert, ein weiterer, zweiter Wärmetauscher angeordnet sein, der beispielsweise von einem Wärmekreislauf des Rekuperators versorgt, die Trocknungsluft vorwärmt. Der zweite Wärmetauscher kann auch durch ein aus einem Fluidspeicher geführtes Wärmefluid gespeist und erwärmt werden. Dies stellt wiederum ein besonders kostengünstiges Beispiel der Trocknungsvorrichtung dar, da das Wärmefluid auf einfachste Art bereitgestellt werden kann, wie z.B. durch solar oder ein Feuer erhitztes Wasser.
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Der erste Wärmetauscher zur Kondensation von in der Abluft enthaltenem Wasser und der zweite Wärmtauscher zur Vorwärmung der Trocknungsluft, können auch zu einer funktionalen Einheit zusammengefaßt werden, wobei diese funktionale Einheit zumindest ein Kühlelement für die Kondensatbildung bei der Abluft und ein Heizelement zur Vorwärmung der Trocknungsluft aufweist. Das Kühl- und das Heizelement sind mit einem, eine Prozessflüssigkeit, wie Wasser, leitenden Leitungssystem fluidisch verbunden.
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Die Prozessflüssigkeit kann auch durch Glycol oder eine öl- oder wasserhaltige Flüssigkeit dargestellt sein.
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Das Heizelement und/oder der zweite Wärmetaucher können auch stromauf oder stromab der Heizeinrichtung angeordnet sein.
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Das Gebläse zur Beschleunigung der Trocknungsluft an dem oder den Trocknungselementen ist bevorzugt stromab der Heizeinrichtung oder des zweiten Wärmetauschers angeordnet und fördert heiße oder warme Trocknungsluft. Dadurch ist das Gebläse vor korrosiven Einflüssen durch die transportierte Trocknungsluft geschützt.
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Falls ein Rekuperator verwendet wir, so kann dieser von Zuluft aus der Umgebung des Gehäuses und von Abluft aus dem Gehäuse durchströmt sein.
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In Abhängigkeit von der Art der zu trocknenden landwirtschaftlichen Produkte und in Abhängigkeit deren physikalisch - chemische Stoffeigenschaften kann die Trocknungsvorrichtung verschiedenartige Bauformen aufweisen. Z.B. kann die Trocknungsvorrichtung als Satztrockner gebildet sein, bei dem das landwirtschaftliche Produkt im Wesentlichen von unten nach oben von Trocknungsluft durchströmt wird.
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Die Trocknungsvorrichtung kann auch in der Art eines Durchlauftrockners oder in der Art eines Kammertrockners mit Hordenwagen in dem Gehäuse des Kammertrockners gebildet sein, wobei die Hordenwagen bevorzugt mit Trocknungsluft von oben nach unten durchströmt werden oder von einer Seite der Hordenwagen zu der gegenüberliegenden Seite der Hordenwagen.
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Die Trocknungsvorrichtung kann auch in der Art eines Hordentrockners gebaut sein, in dem in diskreten Abständen Hordenbleche zur Auflage von landwirtschaftlichen Produkten in dem Gehäuse der Trocknungsvorrichtung angeordnet sind.
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Der Betrieb der Trocknungsvorrichtung kann mit oder ohne Einschaltung des ersten Wärmetauschers in beliebigen Intervallen erfolgen.
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Insgesamt sind durch die erfindungsgemäße Konstruktion der Trocknungsvorrichtung ein produktschonender Betrieb und eine Trocknung mit dem Resultat einer nicht unwesentlich verbesserten Produktqualität des erzeugten Trocknungsgutes bewirkt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der Zeichnung gezeigt.
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Es zeigen:
- 1 Einen schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt einer als Kammertrockner gebildeten, erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung,
- 2 einen schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt einer als Satztrockner gebildeten, erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung; und
- 3 einen schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt eines als Hordentrockner gebildeten, erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung.
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In 1 ist in einem schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt in vertikaler Richtung eine als Kammertrockner 19 gebildete Trocknungsvorrichtung 1 zum Trocknen von Trocknungsgut 2 in Form landwirtschaftlicher Produkte gezeigt. Die Trocknungsvorrichtung 1 weist ein quaderförmiges, langgezogenes Gehäuse 3 auf, in dem Hordenwagen 20 in einer Reihe in Längsrichtung des Gehäuses 3 angeordnet sind. In einem oberen linken Eckbereich in Blickrichtung auf 1 ist ein Gebläse 4 angeordnet, welches erwärmte Trocknungsluft T in Längsrichtung des Gehäuses 3 und auf die, ein Trocknungselement 6 bildenden Hordenwagen 20 hin fördert. Hierzu wird Frischluft oder Zuluft U von einer schematisch gezeigten, an einem unteren rechten Eckbereich angeordneten Öffnung 22 aus der Umgebung 17 in das Innere des Gehäuses 3 gefördert und durch ein, in einem seitlich und unterhalb des Gebläses 4 angeordneten Strömungskanal mittels Heizeinrichtung 5 erwärmt.
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Der Heizeinrichtung 5 ist ein Wärmetauscher 12 zur Vorwärmung der Zuluft U vorgelagert. Der Wärmetauscher 12 wird in einem besonders einfach aufgebauten Ausführungsbeispiel der Trocknungsvorrichtung 1 mit Wärmefluid 23' aus einem Fluidspeicher 27 versorgt. Ein Steuerelement 8 in Form einer Luftklappe ist zwischen dem Gehäuse 3 und einem Strömungskanal 10, der fluidisch mit dem Gehäuse 3 verbunden ist und sich in Blickrichtung auf 1, an dessen unteren, linken Ende an das Gehäuse 3 anschließt, angeordnet.
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In dem in der 1 gezeigten Betriebszustand der Trocknungsvorrichtung 1 ist die Luftklappe 8 geschlossen, ein Durchströmen des Strömungskanals 10 dadurch verhindert. Die Trocknungsvorrichtung 1 wird in einem Umluftbetrieb betrieben, d.h. schon die Hordenwagen 20 passiert habende Abluft A wird erneut über die Heizeinrichtung 5 und den Wärmetauscher 12 geführt und von dem Gebläse 4 wieder zu den Hordenwagen 20 gefördert.
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In einem geöffneten, oder teilweise geöffneten Zustand des Steuerelementes 8 gelangt mit Wasser angereicherte Abluft A über ein Kühlelement 14 eines ersten Wärmetauschers 7 und wird abgekühlt. Der erste Wärmetauscher 7 wird mit Kältefluid 23 aus einem Fluidspeicher 26 versorgt. Das Kältefluid 23 kann in einer besonders kostengünstig zu erstellenden Trocknungsvorrichtung 1 absätzig bereitgestelltes Eiswasser oder dergleichen sein. Dabei kondensiert Wasser, welches in der Abluft A von dem Trocknungsgut 2 her mitgeführt wird. Die Abluft A wird getrocknet, Wasser wird aufgefangen und kontrolliert abgeführt.
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Hernach wird die Abluft A über einen Rekuperator 9 in dem Strömungskanal 10 geleitet und weiter abgekühlt und getrocknet.
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Der erste und zweite Wärmetauscher 7, 12 können zu einer funktionalen Einheit 13 zusammengefaßt sein, wobei das Kühlelement 14 des ersten Wärmtauschers 7 mit einem Heizelement 15 des zweiten Wärmetauschers 12 durch ein Leitungssystem 16, welches Prozessflüssigkeit, wie Wasser, führt, fluidisch verbunden sind. So kann Wärme aus der Abluft A, die von dem Kühlelement 14 aufgenommen wurde, an das Heizelement 15 geleitet werden. Eine insgesamt verbesserte Energiebilanz der Trocknungsvorrichtung 1 resultiert hieraus.
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In 2 ist in einem weiteren schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt eine Trocknungsvorrichtung 1 in der Art einer Satztrockners 18 gezeigt. Für gleiche Bauteile gelten dieselben Bezugszeichen wie in 1.
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Das Trocknungselement 6 mit dem darin angeordneten Trocknungsgut 2 ist hier in der Art einer Trocknungskiste 24 gebildet, in der beispielsweise Körnerfrüchte zur Trocknung mit einer definierten Schichtstärke aufgeschüttet sind.
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Die Trocknungskiste 24 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von unten nach oben mit erwärmter Trocknungsluft T durchströmt, die an der Oberseite der Trocknungskiste 24 als Abluft A in den seitlich oben an das Gehäuse 3 anschließenden Strömungskanal 10 weiterströmt. Dort wird die Abluft A in Abhängigkeit von einer Stellposition des Steuerelements 8 an den ersten Wärmtauscher 7 geleitet, gekühlt und getrocknet, oder ohne an den Wärmetauscher 7 zu gelangen, wieder der Heizeinrichtung 5 und dem zweiten Wärmetauscher 12 zugeführt.
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Die so erwärmte Abluft A gelangt dann wieder als Trocknungsluft T an die Trocknungskiste 24 um das darin befindliche Trocknungsgut 2 weiter zu trocknen.
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In dem in 2 gezeigten Schaltzustand des Steuerelements 8 jedoch durchströmt die Abluft A den Strömungskanal 10 über ein als Klappe gebildetes Leitelement 11, das dem ersten Wärmtauscher 7 stromab nachgelagert ist, und gelangt zu einem Rekuperator 9, wo die Abluft weiter Wärme abgibt, weiter kondensiert und weiter abkühlt.
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Wie in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigt, können auch bei dem in 2 gezeigten Satztrockner 18 die beiden Wärmetauscher 7 und 12 zu einer funktionalen Einheit 13 zusammengefaßt sein.
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In 3 ist in einem schematischen, nicht maßstäblichen, vertikalen Längsschnitt eine als Hordentrockner 21 gebildete Trocknungsvorrichtung 1 gezeigt. Für gleiche Bauteile gelten dieselben Bezugszeichen wie in den 1 und 2.
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Bei dem Hordentrockner 21 ist das Trocknungsgut 2 auf übereinander angeordneten und beabstandeten Hordenblechen 25 aufgelegt. Wie 3 zeigt, wird das Trocknungsgut 2 durch die zwischen die Hordenbleche 25 hindurchströmende Trocknungsluft T überströmt, wobei die Schicht der Hordenbleche 25 von unten nach oben durchströmt wird. Die feuchte Abluft A verläßt den Hordentrockner 21 an der Oberseite der Schichtung von Hordenblechen 25 über einen Strömungskanal 10 hin zu dem Kühlelement 14 des ersten Wärmetauschers 7.
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Ein Leitelement 11 in Form einer schwenkbaren Klappe, ist stromab des ersten Wärmetauschers 7 in dem Strömungskanal 10 angeordnet und kann so geschwenkt werden, daß der Strömungskanal 10 verschlossen wird und die entfeuchtete, gekühlte Abluft A wieder zu dem zweiten Wärmetauscher 12 der Heizeinrichtung 5 und dem Gebläse 4 geleitet wird.
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Die zuletzt genannten Bauelemente des Hordentrockners sind in einem vertikal verlaufenden Kanal zu einer Seite der Schicht von Hordenblechen 25 in dem Gehäuse 3 angeordnet.
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Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3, kann bei allen in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen der erste Wärmtauscher 7 in dem Gehäuse 3 angeordnet sein und die Abluft A nach Passage des Wärmetauschers 7 als getrocknete Luft für einen zweiten Durchgang durch das Trocknungsgut 2 herangezogen werden.
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Auf diese Weise wird ein Umluftbetrieb aber mit sehr trockener Trocknungsluft T ermöglicht. Auch bei dem Hordentrockner 21 können die Wärmetauscher 7, 12 zu einer funktionalen Einheit 13 zusammengefaßt sein.
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Bezugszeichenliste
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- (1)
- Trocknungsvorrichtung
- (2)
- Landwirtschaftliches Produkt
- (3)
- Gehäuse
- (4)
- Gebläse
- (5)
- Heizeinrichtung
- (6)
- Trocknungselement
- (7)
- Wärmetauscher, erster
- (8)
- Steuerelement
- (9)
- Rekuperator
- (10)
- Strömungskanal
- (11)
- Leitelement
- (12)
- Wärmetauscher, zweiter
- (13)
- Einheit, funktional
- (14)
- Kühlelement
- (15)
- Heizelement
- (16)
- Leitungssystem
- (17)
- Umgebung
- (18)
- Satztrockner
- (19)
- Kammertrockner
- (20)
- Hordenwagen
- (21)
- Hordentrockner
- (22)
- Öffnung
- (23)
- Kältefluid
- (23')
- Wärmefluid
- (24)
- Trocknungskiste
- (25)
- Hordenblech
- (26)
- Fluidspeicher, Kälte
- (27)
- Fluidspeicher, Wärme
- (T)
- Trocknungsluft
- (A)
- Abluft
- (U)
- Zuluft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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