DE10357410A1

DE10357410A1 - Verfahren und Schachttrockner zum Trocknen von rieselfähigen Schüttgütern

Info

Publication number: DE10357410A1
Application number: DE2003157410
Authority: DE
Inventors: Jochen Mellmann; Oliver Jost
Original assignee: Institut fur Agrartechnik Bornim eV
Current assignee: Institut fur Agrartechnik Bornim eV
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-07-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Trocknen von rieselfähigen Schüttgütern, wobei das Schüttgut einen im Wesentlichen vertikalen Schacht (12) eines Schachttrockners (10) durchläuft und Trocknungsluft (20) dem Schacht (12) auf einer Zuluftseite des Schachts (12) zugeführt und auf einer Abluftseite des Schachts (12) abgeführt wird und die Trocknungsluft (20) das Schüttgut im Wesentlichen quer zu seiner Durchlaufrichtung durchströmt DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass die Trocknungsluft dem Schacht (12) in verschiedenen Höhen wechselseitig zugeführt wird, derart, dass die Trocknungsluft das Schüttgut in verschiedenen Höhen in unterschiedlichen Richtungen, insbesondere im Kreuzgegenstromprinzip, durchströmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von rieselfähigen Schüttgütern, insbesondere Getreide, sowie einen nach dem Verfahren arbeitenden Schachttrockner.

Es ist bekannt, Getreide und andere rieselfähige Schüttgüter in so genannten Dächerschachttrocknern oder Vertikaltrocknern zu trocknen. Diese Trockner umfassen einen im Wesentlichen vertikalen Schacht, in den das vorgereinigte, rieselfähige Getreide von oben eingespeist wird. Das Getreide durchläuft dann der Schwerkraft folgend den Schacht abwärts. Dabei wird das Getreide quer zu seiner Durchlaufrichtung von einer vorgewärmten Trocknungsluft umspült, die auf einer Zuluftseite des Schachts zugeführt und auf einer gegenüberliegenden Abluftseite des Schachts abgeführt wird. Die Trocknungsluft wird über einen zuluftseitigen Luftschacht über Zuluftöffnungen in den Vertikalschacht zugeführt und über abluftseitige Öffnungen des Vertikalschachts und einen daran anschließenden zweiten Luftschacht abgeführt. Innerhalb des Vertikalschachts wird die Trocknungsluft durch horizontal den Schacht durchlaufende dächerförmige, nach unten offene Luftkanäle geführt. Am unteren Ende des Trockners befindet sich in der Regel eine Kühlzone, in der die Temperatur des Schüttguts auf Umgebungsniveau abgesenkt wird, um einem Verderb des Guts entgegenzuwirken. Die Verweilzeit des Schüttguts richtet sich nach einem Durchsatz, der über Öffnungs- und Schließzeiten (Abspeise- und Standzeiten) einer im unteren Bereich des Schachttrockners angeordneten Austragsvorrichtung geregelt wird. Der Abtransport des getrockneten Schüttguts zu seinem Bestimmungsort erfolgt dann über Fördereinrichtungen, beispielsweise Trogketten-, Schnecken- oder Gurtbandförderer (Übersicht hierzu: W. Mühlbauer: Trocknen von Getreide. In: K. Kröll, W. Kast: Trocknungstechnik, Band 3: Trocknen und Trockner in der Produktion, Springer-Verlag, Berlin, 1989, S. 64–93).

Nach dem derzeitigen Stand der Technik wird der Trocknungszone innerhalb des Schachts über der gesamten Höhe Trocknungsluft gleicher Temperatur und Feuchtigkeit zugeführt. Dafür wird Außenluft angesaugt, erwärmt und über Gebläse den Zuluftkanälen zugeführt. Der Feuchtegehalt des Schüttguts nimmt vom Trocknereintrag bis zum Trockneraustrag kontinuierlich ab. Da Getreide mit einem höheren Feuchtegehalt temperaturempfindlicher ist als Getreide geringerer Feuchtigkeit, wird die Temperatur der zugeführten Trocknungsluft (Zulufttemperatur) entsprechend dem höchsten Feuchtegehalt des Getreides, das heißt der obersten Getreideschichten, bemessen (W. Maltry: Einige Untersuchungen zur Aufklärung des Verhaltens von Getreide im Dächerschachttrockner, Archiv für Landtechnik, 5 (1966) 3, S. 223–264). Beispielsweise verträgt Weizen bei einer Verweilzeit von 60 Minuten in einem Dächerschachttrockner bei einem Feuchtegehalt von 16 bis 18 % eine maximale Korntemperatur von etwa 50 °C und bei einem Feuchtegehalt von 22 bis 24 % eine maximale Korntemperatur von etwa 35 °C (J. Feustel: Aufbereitung von Getreide und Saatgut: Technologische Verfahren, Prozesse, Ausrüstungen und Anlagen der Getreide und Saatgutwirtschaft. VEB Fachbuchverlag, Leipzig, 1987). Somit wird bereits vorgetrocknetes Getreide unterer Schichten mit einer Zulufttemperatur beaufschlagt, die deutlich unterhalb der für diesen Feuchtebereich maximal zuträglichen Temperatur liegt. Durch die niedrig anzusetzenden Zulufttemperaturen kommt es zu niedrigen Trocknungsgeschwindigkeiten und hohen Verweilzeiten des Schüttguts.

Zudem kommt es bei derzeitigen Trocknern zu deutlichen Unterschieden der Verweilzeit einzelner Kornschichten (Maltry, 1966) sowie Unterschieden in der Wärmebeaufschlagung einzelner Schüttgutpartien. Beispielsweise sind Schüttgutpartien, die an der Trocknerwand entlangrutschen, der eintretenden warmen Trocknungsluft für einen längeren Zeitraum ausgesetzt als Mittelpartien des Getreidestroms. Die unterschiedlichen, durch Randgängigkeit bedingten Verweilzeiten des Schüttguts im Trockner, die durch halbe Dacheinbauten an den Seitenwänden verstärkt werden, und die satzweise Trocknung führen zu unterschiedlichen Gutfeuchten über den Austragsquerschnitt des Trockners. Eine zusätzliche Aufwärmung und damit mögliche Schädigung des Getreides wird durch Kontakterwärmung des Schüttguts an den Zuluftdächern hervor gerufen. Weiterhin ist der Austausch von Getreidepartien, welche sich direkt unter den Zuluft- oder Abluftdächern befinden, nicht gewährleistet.

Ein weiterer Nachteil derzeitiger Trockner ist in dem mit der Abluft fortgetragenen Staub zu sehen, dessen maximale Emissionswerte gesetzlichen Bestimmungen unterliegen. Dem Staubaustrag wird durch diskontinuierlichen Betrieb des Trockners entgegengewirkt, indem während kurzer Abspeisezeiten im Bereich weniger Sekunden, in denen die Austragsvorrichtung öffnet und ein Teil des Getreides ausgetragen wird, die Zuluft in den Trockner unterbrochen wird. Während der kurzen Abspeisezeit wird bei kontinuierlich betriebenen Peripherieaggregaten, beispielsweise Förderer, Ventilatoren und Brenner, die Trocknungsluft am Schachttrockner vorbeigeführt. Das Verhältnis von Abspeisezeit zur Standzeit, während der das Getreide als ruhende Schüttung getrocknet wird, beträgt etwa 1 : 100. Der diskontinuierliche Betrieb führt zwar zu einer Reduzierung des Staubaustrags, reicht allein jedoch nicht, um den gesetzlichen Bestimmungen gerecht zu werden, weshalb nachgeschaltete Entstaubungsanlagen erforderlich sind. Zudem führt der diskontinuierliche Betrieb zu einem hohen Energieaufwand, einerseits durch die während der langen Standzeiten nicht genutzte Antriebsenergie für die leer laufende Fördertechnik, andererseits durch die während der Abspeisezeiten ungenutzte Energie für die Zuluftbeheizung und den Ventilatoren- und Gebläseantrieb.

Energetisch ebenfalls ungünstig ist, dass das Trocknungspotential der Warmluft nur unvollständig genutzt wird. Typischerweise verlässt die Abluft bei einer Temperatur von 30 °C mit einer relativen Luftfeuchtigkeit entsprechend der Sorptionsisotherme von 70 den Trockner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trocknungsverfahren für Schüttgüter zur Verfügung zu stellen, das einen verbesserten Energiewirkungsgrad aufweist und zu gleichmäßigeren Trocknungsergebnissen führt. Zudem soll ein nach dem Verfahren arbeitender Schachttrockner vorgeschlagen werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Schachttrockner nach Anspruch 10. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Trocknungsluft dem Schacht in verschiedenen Höhen wechselseitig zugeführt wird, in einer Weise, dass die Trocknungsluft das in dem Schacht befindliche Schüttgut in verschiedenen Höhen in unterschiedlichen Richtungen durchströmt. Durch dieses Prinzip der wechselnden Strömungsrichtungen. der Trocknungsluft durch das Schüttgut und den Schacht wird erreicht, dass jede Gutschicht von mindestens zwei unterschiedlichen Seiten durchströmt wird. Hierdurch kann mit geringem Aufwand ein gleichmäßigeres Trocknungsergebnis erzielt werden. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die wechselseitige Luftzuführung derart erfolgt, dass die Trocknungsluft das Schüttgut in aufeinander folgenden, in unterschiedlichen Höhen des Schachts gelegenen Trocknungs zonen in einander entgegengesetzter Richtung durchströmt. Auf diese Weise wird eine Gutschicht in einer ersten Trocknungszone von einer ersten Seite durchströmt und in der nachfolgenden Trocknungszone von der gegenüberliegenden Seite usw. Durch die wechselseitige Zugabe der Trocknungsluft wird weiterhin einer Qualitätsminderung des zu trocknenden Schüttguts durch zu starke Erwärmung an der Zuluftseite entgegengewirkt, da die Zuluftseite in verschiedenen Höhen des Schachts auf wechselnden Seiten lokalisiert ist.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung- der Erfindung wird das Schüttgut von ein und demselben Strom der Trocknungsluft im Kreuzgegenstrom mehrmalig durchströmt, das heißt, der Luftstrom wird auf Höhe der untersten Trocknungszone (das ist die letzte vom Schüttgut passierte Trocknungszone) zugeführt und wird in Richtung des oberen Endes des Schachts durch den Schacht und das darin befindliche Schüttgut hin und her geführt. Diese spezielle Art der Luftführung führt zu einer besseren Ausnutzung des Trocknungspotentials der Luft, wodurch die zu fördernde und zu beheizende Luftmenge verringert wird. Dies ermöglicht eine deutliche Energieeinsparung gegenüber der derzeitigen Verfahrensweise. Das zonenweise Durchströmen der Getreideschüttung führt zu einem Filtereffekt für die Trocknungsluft. Das Schüttgut in einer Trocknungszone fungiert dabei als Staubfilter für die Abluft aus der darunter liegenden Trocknungszone. Aus dem insgesamt erheblich reduzierten Staubaustrag aus der Anlage ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, das Verfahren kontinuierlich zu führen, wobei eine kontinuierliche Zu- und Abspeisung des Schüttguts sowie Luftzufuhr in den Schacht erfolgt. Aufgrund des Fehlens von Standzeiten wird ein weiterer Energievorteil erzielt sowie die Verweilzeit des Schüttguts reduziert. Durch den kontinuierlichen Betrieb befindet sich das Schüttgut auf seinem Weg durch den Trockner ständig in Bewegung, wodurch Übertrocknungserscheinungen, die durch zu hohe Verweilzeiten an den erwärmten Zuluftstellen hervorgerufen werden, entgegengewirkt wird. Zudem ist eine Erhöhung der Zulufttemperatur bei bewegtem Schüttgut möglich, womit ein Anstieg der Trocknungsgeschwindigkeit erzielt wird. Die ständige Auslastung aller im Betrieb befindlichen Peripherieaggregate der Anlage führt zu einem deutlich verbesserten Wirkungsgrad der Gesamtanlage.

Die erfindungsgemäße Luftführung ermöglicht ferner einen optimierten Wärmeeintrag in die Anlage und das Schüttgut. Nach einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist daher vorgesehen, die Temperatur der den einzelnen Trocknungszonen zugeführten Trocknungsluft entsprechend dem an dieser Stelle vorliegenden Feuchtegehalt des Schüttguts gezielt einzustellen. Dafür kann der Feuchtegehalt des Schüttguts in den verschiedenen Zonen beispielsweise über Temperaturmessungen im Schüttgut oder über die gemessenen Zu- und Ablufttemperaturen ermittelt werden. Ebenso ist auch eine Steuerung der einzustellenden Zulufttemperaturen gemäß empirischer Kennfelder denkbar. Die zonenspezifische Temperierung kann durch Zuführung der jeweils erforderlichen Energiemenge zur Zulufttemperatur in Abhängigkeit von der Gutfeuchte durch entsprechend angeordnete Heizeinrichtungen erfolgen. Vorzugsweise wird die Temperatur der Zuluft derart eingestellt, dass sie in Bewegungsrichtung des Schüttguts, das heißt mit zunehmendem Trocknungsgrad, zunimmt. Somit kann in den unteren Trocknungszonen eine höhere Lufttemperatur eingestellt werden, als es nach derzeitigem Stand der Technik möglich ist. Hierdurch wird der Trocknungsvorgang zusätzlich verkürzt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen einzelnen aufeinander folgenden Trocknungszonen, insbesondere zwischen allen aufeinander folgenden Trocknungszonen, Schwitzzonen angeordnet, in welchen keine Trocknungsluft zugeführt wird. In diesen Schwitzzonen wird die im Schüttgut gespeicherte Wärme genutzt und der im Inneren des Korns befindlichen Feuchtigkeit Zeit gegeben, um nach außen zu diffundieren. Dies führt zu einer höheren Trocknungsgeschwindigkeit beim Eintritt in die nächste Trocknungszone sowie zu einem Feuchtigkeitsausgleich zwischen der das Korn umgebenden Luft und den einzelnen Körnern.

Die Erfindung betrifft ferner einen Schachttrockner, der die erfindungsgemäße Luftführung ermöglicht. Der Schachttrockner zeichnet sich dadurch aus, dass Zuluft- und Abluftseite in verschiedenen Höhen des Schachts wechselseitig angeordnet sind, derart, dass das Schüttgut in den verschiedenen Höhen von der Trocknungsluft in unterschiedlichen Richtungen, ins besondere in einander entgegengesetzter Richtung, durchströmbar ist.

Diese Luftführung wird insbesondere durch eine Luftführungseinrichtung ermöglicht, die mindestens zwei entlang einer Längserstreckung des Schachts angeordnete Luftschächte umfasst, die so konstruiert sind, dass die Trocknungsluft von einer Abluftseite einer Trocknungszone zu einer Zuluftseite einer in Strömungsrichtung der Trocknungsluft nachfolgenden Trocknungszone geleitet wird. Dies wird vorzugsweise durch in den Luftschächten zwischen zwei aufeinander folgenden Trocknungszonen im Wesentlichen horizontal angeordnete Umlenkböden erreicht, die vorzugsweise umklappbar sind, um unterschiedliche Luftführungsstrategien einstellen zu können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 zwei Schnittansichten eines Dächerschachttrockners gemäß dem Stand der Technik;
2 zwei Schnittansichten eines Dächerschachttrockners gemäß der vorliegenden Erfindung und
3 zwei Schnittansichten eines Ausschnitts aus einem erfindungsgemäßen Dächerschachttrockner.
1a und 1b zeigen einen insgesamt mit 10 bezeichneten Schachttrockner gemäß Stand der Technik in Form zweier stark vereinfachter Längsschnitte. Dabei entspricht 1b der Schnittansicht A-A aus 1a. Der Trockner 10 weist einen im Wesentlichen vertikal angeordneten Schacht 12 auf, der sich über die gesamte Länge des Trockners 10 erstreckt. Das zu trocknende Schüttgut, insbesondere Getreide, wird in einem oberen Bereich des Schachts 12 zugespeist. Es weist den Massenstrom ṁ_S1, den absoluten Feuchtegehalt X₁ sowie die Temperatur ϑ₁ auf. Seiner Schwerkraft folgend durchläuft das Getreide bis zu einer im unteren Bereich des Schachts 12 angeordneten Austragsvorrichtung 14 den Schacht 12. Dabei ist im laufenden Betrieb praktisch der gesamte Schacht 12 mit dem Getreide angefüllt. Die Verweilzeit des Getreides bestimmt sich nach dem Durchsatz, welcher durch Öffnungs- und Schließzeiten (Abspeise- und Standzeiten) der Austragsvorrichtung 14 geregelt wird.
Der Schachttrockner 10 umfasst zudem zwei Luftschächte 16 und 18, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Schachts 12 anschließen und sich parallel zur Längsrichtung des Schachts 12 erstrecken. Der Luftschacht 16 dient als Zuluftschacht der Zuführung der durch die Pfeile 20 angedeuteten Trocknungsluft (Zuluft ZU). Der Luftschacht 18 hingegen ist als Abluft schacht ausgestaltet und dient der Abführung der Trocknungsluft 20 (Abluft AB).
Das frisch zugespeiste Getreide durchläuft zunächst eine Erwärmungszone 22, in der eine Vorerwärmung stattfindet. Anschließend durchläuft das Getreide eine Trocknungszone 24, in welcher das Getreide quer zu seiner Bewegungsrichtung, das heißt im Wesentlichen horizontal, von der zuluftseitig zugeführten Zuluft 20 umspült wird. Hierfür wird über eine nicht dargestellte Ansaugvorrichtung Außenluft AU mit den Parametern ṁ_AU, ϑ_AU und φ_Au und über einen zugeführten Wärmestrom Q ._ZU, welcher durch eine Heizeinrichtung 26 erzeugt wird, auf eine gewünschte Zulufttemperatur ϑ_ZU erwärmt. Die so temperaturmäßig kondidionierte Zuluft mit den Parametern ṁ_ZU, ϑ_ZU und φ_ZU wird über den Luftschacht 16 dem Schacht 12 und dem darin befindlichen Getreide zugeführt. Abluftseitig verlässt die Trocknungsluft als Abluft AB den Schacht 12 und wird über den Luftschacht 18 und ein Gebläse 28 als Fortluft FO aus dem Trockner 10 abgeführt. Dabei wird die Trocknungsluft 20 über die gesamte Höhe der Trocknungszone 24 mit einem einheitlichen Massenstrom ṁ_ZU, einer einheitlichen Temperatur ϑ_ZU sowie einem einheitlichen relativen Feuchtegehalt φ_ZU zugeführt.
Das so getrocknete Gut durchläuft eine Kühlzone 30, in der die Guttemperatur auf Umgebungsniveau abgesenkt wird, um einem Verderb entgegenzuwirken. Nach dieser Kühlung wird das Gut in kurzen, durch die Austragsvorrichtung 14 bestimmten Abspeisezeiten von wenigen Sekunden ausgetragen. Der Abtransport des getrockneten Schüttguts mit den Parametern ṁ_S2, X₂ und ϑ₂ erfolgt über eine nicht dargestellte Fördereinrichtung, beispielsweise einem Trogkettenförderer, Schneckenförderer oder Gurtbandförderer.
1b zeigt den Schachttrockner 10 aus 1a gemäß dem Stand der Technik nach der Längsschnittansicht A-A. Zu erkennen ist hier eine Vielzahl von Dacheinbauten 32, die den Schacht 12 im Bereich der Trocknungszone 29 in versetzter Anordnung in gesamter Schachtbreite horizontal durchziehen. Gemäß der Ansicht in 1b sind die Dacheinbauten 32 im Querschnitt zu sehen. Die nach unten offenen Dacheinbauten 32 sind schichtweise alternierend als Zuluftkanäle 34 und Abluftkanäle 36 ausgestaltet. Dabei sind – in den Darstellungen nicht erkennbar – die Zuluftkanäle 34 über zuluftseitig in der Schachtwand angeordnete Zuluftöffnungen mit dem Luftschacht 16 verbunden. Auf der anderen Seite sind die Abluftkanäle 36 über abluftseitig in der Schachtwand angeordnete Abluftöffnungen mit dem Abluftschacht 18 verbunden. Die Trocknungsluft tritt demnach über den Zuluftschacht 16, die Zuluftöffnungen und die Zuluftkanäle 34 in die Trocknungszone 24 des Schachts 12, ein, wo es die Zuluftkanäle 34 über die unteren Öffnungen verlässt. Von dort strömt die Luft durch die im Schacht 12 befindliche Getreideschicht in die darüber und darunter angeordneten Abluftkanäle 36. Über die Abluftkanäle 36, die Abluftöffnungen und den Abluftschacht 18 verlässt die Trocknungsluft den Schacht 12. Typischerweise weist die Abluft AB gemäß Stand der Technik eine Temperatur ϑ_AB von 30 °C bei einer relativen Luftfeuchte φ_AB von etwa 70 % auf.
Wie bereits eingangs erwähnt, arbeitet der Schachttrockner 10 gemäß Stand der Technik diskontinuierlich, um den Staubaustrag mit der Abluft zu senken. Dabei wird in den kurzen Abspeisezeiten von wenigen Sekunden, in denen die Austragsvorrichtung 14 geöffnet ist, die Trocknungsluft 20 am Schacht 12 vorbeigeführt, um die Anlage ungenutzt zu verlassen. Währenddessen sind die Heizeinrichtung 26 sowie Gebläseeinrichtungen in Betrieb. Hingegen ist während der längeren Standzeiten, in denen das Schüttgut von der Trocknungsluft 20 durchströmt wird und die Austragsvorrichtung 14 geschlossen ist, die Fördereinrichtung zum Abtransport des getrockneten Schüttguts in Betrieb. Es sind zwar auch kontinuierlich betriebene Anlagen bekannt, jedoch erfordern diese grundsätzlich die Nachschaltung von großkapazitiven Filter- oder Luftwäscheanlagen, um die Abluft von dem ausgetragenen Staub zu befreien.
Die 2a und 2b zeigen einen Schachttrockner 10 gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Für gleiche Elemente wurden die gleichen Bezugszeichen wie in den 1a und 1b verwendet. Diese werden im Einzelnen nicht nochmals erläutert.
Der erfindungsgemäße Schachttrockner 10 zeichnet sich gegenüber dem Trockner gemäß Stand der Technik durch eine veränderte Luftführung aus. Insbesondere ist der Schachttrockner 10 derart konstruiert, dass die Trocknungsluft den Schacht 12 und das darin befindliche Schüttgut nicht wie gemäß Stand der Technik einseitig durchströmt, sondern aus wechselnden Richtungen in verschiedenen Höhen, insbesondere im Kreuzgegenstrom. Auf diese Weise werden im Schacht 12 mehrere Trocknungszonen 24i ausgebildet, die sich durch eine wechselnde Strömungsrichtung der Trocknungsluft 20 auszeichnen. In 2 dargestellt sind drei Trocknungszonen 24₁ , 24₂ und 24₃ , von denen die unterste Trocknungszone 24₃ sowie die oberste 24₁ jeweils gemäß der Darstellung nach 2a von rechts nach links von der Trocknungsluft 20 durchströmt werden. Hingegen wird die dazwischenliegende Trocknungszone 24₂ in entgegengesetzter Richtung von links, nach rechts durchströmt. Auf diese Weise kommt es innerhalb eines Luftschachts 16, 18 zu einer abwechselnden Anordnung von Zuluft- und Abluftseite. Obwohl in der 2 lediglich drei Trocknungszonen 24₁ , 24₂ und 24₃ dargestellt sind, versteht es sich, dass auch eine andere, insbesondere höhere Anzahl von Trocknungszonen vorgesehen sein kann.
Die alternierende Luftbeaufschlagung wird konstruktiv durch Umlenkböden 38 erreicht, die in den Luftschächten 16 und 18 auf Höhe zwischen zwei aufeinander folgenden Trocknungszonen 24 angeordnet sind und an dieser Stelle die Luftschächte 16 und 18 horizontal segmentieren. Vorzugsweise sind – insbesondere bei einer höheren, geradzahligen Anzahl von Trocknungszonen 24₁ – die Umlenkböden 38 beweglich angeordnet, so dass sie zwischen einer geöffneten und einer ge schlossenen Position umklappbar sind und somit variable Luftwege gestatten. In dem in 2a dargestellten Beispiel weist jeder Luftschacht 16, 18 jeweils eine geschlossene Luftklappe 38 auf, die höhenversetzt angeordnet sind.
Die im unteren Bereich des Schachttrockners 10 zugeführte Zuluft ZU₁ strömt in den Schacht 16 und wird durch den zwischen den Trocknungszonen 24₃ und 24₂ angeordneten Umlenkboden 38 am weiteren Aufsteigen gehindert. Die Trocknungsluft 20 tritt dann durch die zuluftseitig geöffneten Zuluftkanäle 34 (siehe 2b) in die unterste Trocknungszone 24₃ und umspült das dort befindliche, bereits relativ trockene Schüttgut. Die Trocknungsluft 20 verlässt als Abluft AB₁ die Trocknungszone 24₃ über die entsprechenden Abluftkanäle 36 und tritt abluftseitig in den Luftschacht 18. Dort steigt sie maximal bis zu dem zwischen den Trocknungszonen 24₂ und 24₁ angeordneten Umlenkboden 38 auf und wird der Trocknungszone 24₂ als Zuluft ZU₂ über die entsprechenden Zuluftkanäle 34 zugeführt. Nach Austritt als Abluft AB₂ in den Luftschacht 16 wird die Luft 20 in analoger Weise durch die oberste Trocknungszone 24₁ geführt.
Bei dem dargestellten Schachttrockner 10 sind zwischen den einzelnen Trocknungszonen 24_i jeweils Schwitzzonen 40_i vorgesehen, in denen keine Trocknungsluft 20 zugeführt wird. Dies kann etwa, wie in 2b dargestellt, dadurch herbeigeführt werden, dass in den Trocknungszonen 40_i keinerlei Dacheinbauten 32 im Schacht 12 vorgesehen sind. Alternativ lässt sich der gleiche Effekt auch erzielen, indem die entsprechenden Zuluftöffnungen der Zuluftkanäle 34 beispielsweise durch bewegliche Klappen geschlossen sind. Die zwischen den Trocknungszonen 24_i geschalteten Schwitzzonen 40_i erlauben der im Inneren des Schüttguts befindlichen Feuchtigkeit, nach außen zu diffundieren. Hierdurch wird die im Schüttgut gespeicherte Wärme genutzt. Dies hat eine höhere Trocknungsgeschwindigkeit zu Beginn der nachfolgenden Trocknungszone zur Folge und erlaubt zudem einen Feuchtigkeitsausgleich zwischen der umgebenden Trocknungsluft 20 und den einzelnen Körnern.
Der erfindungsgemäße Schachttrockner 10 weist gemäß 2a zudem separate Heizeinrichtungen 26 auf, mit denen durch Zuführung der Wärmeströme Q ._ZUi eine gezielte Temperatureinstellung der in die jeweils nachfolgende Trocknungszone 24_i zugeführten Zuluft ZU_i erfolgt. Insbesondere kann die jeweilige Zulufttemperatur ϑ_ZUi speziell auf den jeweiligen Feuchtegehalt des Schüttguts eingestellt werden, der sich nach der zuvor durchlaufenen Schwitzzone 40_i ergibt.
Nach Durchlaufen des Schüttguts durch die unterste, das heißt letzte Schwitzzone 40₃ durchläuft dieses die Kühlzone 30, in welcher eine Abkühlung des Schüttguts auf Umgebungstemperatur erfolgt. Gemäß der dargestellten Ausführung erfolgt die Kühlung durch Außenluftzufuhr AU₁, die durch die Luftfördereinrichtung 42 (zum Beispiel Ventilator) angesaugt und über entsprechende, in der Kühlzone 30 angeordnete Zuluftkanäle 34 zugeleitet wird. Die von hier über die Abluftkanäle 36 abgeführte Luft wird als Umluft UL der dem Schacht 12 zugeführten Trocknungsluft 20 zugemischt. Da die Umluft durch das erwärmte Getreide bereits vorgewärmt ist, kann auf diese Weise die der Zuluft ZU₁ zugeführte Wärmemenge reduziert werden.
Details der Luftführung durch die Zu- und Abluftkanäle 34 und 36 sind am Beispiel der Trocknungszone 24₃ anhand der Schnittteilansichten in den 3a und 3b gezeigt, um die Strömungsverhältnisse innerhalb des Schachts 12 zu verdeutlichen. Dabei stellt 3b die Schnittansicht C-C gemäß 3a dar. 3a zeigt die Dacheinbauten 32 der Trocknungszone 24₃ im Querschnitt und 3b im Längsschnitt, so dass von auf gleicher Höhe angeordneten Dacheinbauten 32 hier jeweils nur der vorderste sichtbar ist.
Es ist in 3b erkennbar, dass die Zuluftkanäle 34 über Zuluftöffnungen 44 mit dem Luftschacht 16 in Verbindung stehen, während sie abluftseitig, also seitens des Luftschachts 18, geschlossen sind. Auf der anderen Seite sind die Abluftkanäle 36 über Abluftöffnungen 46 mit dem Luftschacht 18 verbunden und zuluftseitig geschlossen. Auf diese Weise tritt die Zuluft ZU über den Luftschacht 16, die Zuluftöffnungen 44 und die Zuluftkanäle 34 in die Trocknungszone 24₃ des Schachts 12 ein und umspült das dort befindliche Schüttgut. Von dort strömt es über die Abluftkanäle 36, die Abluftöffnungen 46 in den Luftschacht 18 und wird der nächst höheren Trocknungszone 24₂ zugeführt.
Gemäß dem in 3b dargestellten Ausschnitt sind zudem insgesamt vier in den Luftschächten 16 und 18 Umlenkböden 38 angeordnet, die umklappbar an den Außenwänden der Luftschächte 16, 18 angeordnet sind. Durch die bewegliche Anordnung der Umlenkklappen 38 werden auch veränderte Luftführungen möglich. Beispielsweise lassen sich so zwei benachbarte Trocknungszonen 24i derart zusammenfassen, dass sie von der Trocknungsluft 20 gleichgerichtet durchströmt werden.
Die erfindungsgemäße Luftführung weist zunächst den Vorteil eines geringeren Staubaustrags aus dem Trockner 10 auf, da ein und derselbe Luftstrom mehrmalig durch das Schüttgut geführt wird, wobei letzteres als Filter fungiert und den Staub zurückhält. Durch den gegenüber dem Stand der Technik stark reduzierten Staubaustrag sind lediglich niedrig dimensionierte Filter- oder Luftwäscheranlagen erforderlich, die zur Abluftnachbehandlung dem Trockner 10 nachgeschaltet sind. Durch den verminderten Staubaustrag ist ferner die Möglichkeit gegeben, den Schachttrockner kontinuierlich zu betreiben, wofür eine kontinuierlich arbeitende Austragsvorrichtung 14 vorgesehen ist. Eine Umlenkung der Trocknungsluft um den Schacht 12 herum während der Abspeisezeiten ist nunmehr nicht erforderlich. Ferner wird durch die wechselseitige Luftbeaufschlagung des Schüttguts ein gleichmäßigeres Trocknungsresultat erzielt. So wird etwa eine auf Zuluftseite randgängige Gutpartie, die gemäß Stand der Technik auf ihrem gesamten Weg durch den Schacht 12 durch die heiße einströmende Trocknungsluft 20 beauf schlagt wird, nunmehr alternierend zuluftseitig und abluftseitig beaufschlagt.
Die erfindungsgemäße Luftführung ist ferner mit dem Vorteil verbunden, dass das Trocknungspotential der Trocknungsluft 20 besser genutzt wird, da diese mehrmalig das Schüttgut durchströmt. Auf diese Weise lassen sich bei einer Ablufttemperatur von 30 °C relative Luftfeuchten von über 90 % erzielen. Zudem können in den unteren Trocknungszonen, in denen das Schüttgut bereits vorgetrocknet ist, höhere Zulufttemperaturen eingestellt werden, wodurch sich eine höhere Trocknungsgeschwindigkeit ergibt.
Ein weiterer Vorteil ist der höhere Grad der Automatisierbarkeit des Trocknungsprozesses, der durch die Vielzahl beeinflussbarer Stellgrößen ermöglicht wird.

10: Schachttrockner
12: Schacht
14: Austragvorrichtung
16: Luftschacht
18: Luftschacht
20: Trocknungsluft
22: Erwärmungszone
24_i: Trocknungszone
26: Heizeinrichtung
28: Gebläse
30: Kühlzone
32: Dacheinbauten
34: Zuluftkanal
36: Abluftkanal
38: Umlenkboden
40_i: Schwitzzone
42: Luftfördereinrichtung
44: Zuluftöffnung
46: Abluftöffnung
ṁ: Massenstrom (kg/s)
ϑ: Temperatur (°C)
φ: relativer Feuchtegehalt (%)
X: absolute Gutfeuchte (kg H₂O/kg TS)
Q .: Wärmestrom (J/s)
AU: Außenluft
ZU: Zuluft
AB: Abluft
FO: Fortluft
UL: Umluft
S1: Schüttgut-Zuspeisung
S2: Schüttgut-Abspeisung

Claims

Verfahren zum Trocknen von rieselfähigen Schüttgütern, wobei das Schüttgut einen im Wesentlichen vertikalen Schacht (12) eines Schachttrockners (10) durchläuft und Trocknungsluft (20) dem Schacht (12) auf einer Zuluftseite des Schachts (12) zugeführt und auf einer Abluftseite des Schachts (12) abgeführt wird und die Trocknungsluft (20) das Schüttgut im Wesentlichen quer zu seiner Durchlaufrichtung durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsluft (20) dem Schacht (12) in verschiedenen Höhen wechselseitig zugeführt wird derart, dass die Trocknungsluft das Schüttgut in verschiedenen Höhen in unterschiedlichen Richtungen durchströmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsluft (20) wechselseitig zugeführt wird derart, dass sie das Schüttgut in aufeinander folgenden, in unterschiedlichen Höhen gelegenen Trocknungszonen (24_i ) in einander entgegengesetzter Richtung durchströmt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsluft (20) das Schüttgut im Kreuzgegenstrom mehrmalig durchströmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den verschiedenen Trocknungszonen (24_i ) zugeführte Trocknungsluft (20) auf unterschiedliche Temperaturen temperiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der zugeführten Trocknungsluft (20) in der Bewegungsrichtung des Schüttguts zunimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen manchen der aufeinander folgenden Trocknungszonen (24_i ) Schwitzzonen (40_i ) angeordnet sind, in welchen keine Zufuhr von Trocknungsluft (20) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kontinuierlich geführt wird, wobei eine im Wesentlichen kontinuierliche Zu- und Abspeisung des Schüttguts und Zufuhr der Trocknungsluft (20) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsluft (20) über zuluftseitig angeordnete Zuluftöffnungen (44) zugeführt und über abluftseitig angeordnete Abluftöffnungen (46) abgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsluft durch im Wesentlichen horizontal den Schacht (12) durchquerende, dächerförmige Zuluftkanäle (34) beziehungsweise Abluftkanäle (36) geführt wird, wobei die Zuluftkanäle (34) zuluft seitig an die Zuluftöffnungen (44) und die Abluftkanäle (36) abluftseitig an die Abluftöffnungen (46) anschließen.
Schachttrockner (10) zum Trocknen von rieselfähigen Schüttgütern, mit einem im Wesentlichen vertikalen, von dem Schüttgut durchlaufbaren Schacht (12) und einer Luftführungseinrichtung zum Führen von Trocknungsluft (20) durch den Schacht (12) im Wesentlichen quer zu einer Durchlaufrichtung des Schüttguts mit einer Luftzufuhr auf einer Zuluftseite des Schachts (12) und einer Luftabfuhr auf einer Abluftseite des Schachts (12), dadurch gekennzeichnet, dass Zuluftseite und Abluftseite in verschiedenen Höhen des Schachts (12) wechselseitig angeordnet sind, derart, dass das Schüttgut in den verschiedenen Höhen von der Trocknungsluft (20) in unterschiedlichen Richtungen durchströmbar ist.
Schachttrockner (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Zuluftseite und Abluftseite derart wechselseitig angeordnet sind, dass der Schacht (12) von der Trocknungsluft (20) in unterschiedlichen Höhen gelegenen Trocknungszonen (24_i ) in einander entgegengesetzter Richtung durchströmbar ist.
Schachttrockner (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung mindestens zwei entlang einer Längserstreckung des Schachts (12) angeordnete Luftschächte (16, 18) aufweist zur Leitung der Trocknungsluft (20) von einer Abluftseite einer Trocknungszone (24_i ) zu einer Zuluftseite einer in Strömungsrichtung der Trocknungsluft (20) nachfolgenden Trocknungszone (24_i ).
Schachttrockner (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Luftschächte (16, 18) jeweils mindestens einen zwischen zwei aufeinander folgenden Trocknungszonen (24_i ) angeordneten Umlenkboden (38) aufweisen.
Schachttrockner (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Umlenkboden (38) beweglich, insbesondere umklappbar, in den Luftschächten (16, 18) angeordnet ist.
Schachttrockner (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass den Trocknungszonen (24_i ) Temperiereinrichtungen (26) zugeordnet sind, mit denen eine der Trocknungszone (24_i ) zugeführte Zuluft (ZU) temperierbar ist.
Schachttrockner (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung zuluftseitig in einer Schachtwand angeordnete Zuluftöffnungen (44) und abluftseitig in einer Schachtwand angeordnete Abluftöffnungen (46) umfasst.
Schachttrockner (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung im Wesentlichen horizontal den Schacht (12) durchquerende, dächerförmige Zuluftkanäle (34 ) und Abluftkanäle (36) umfasst, wobei die Zuluftkanäle (39) zuluftsei tig an die Zuluftöffnungen (44) und die Abluftkanäle (36) abluftseitig an die Abluftöffnungen (46) anschließen.
Schachttrockner (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der in Durchlaufrichtung des Schüttguts letzten Trocknungszone (24_i ) eine insbesondere kontinuierlich arbeitende Austragsvorrichtung (14) angeordnet ist zum Austragen des getrockneten Schüttguts aus dem Schachttrockner (10).