DE1119773B

DE1119773B - Vorrichtung zum Durchfuehren eines in Grob- und Feintrocknung unterteilten Vakuumtrocknungsprozesses

Info

Publication number: DE1119773B
Application number: DEL26221A
Authority: DE
Inventors: Heinz Ravet
Original assignee: Leybold Hochvakuum Anlagen GmbH
Current assignee: Leybold Hochvakuum Anlagen GmbH
Priority date: 1956-11-17
Filing date: 1956-11-17
Publication date: 1961-12-14

Description

Vorrichtung zum Durchführen eines in Grob-und Feintrocknung unterteilten Vakuumtrocknungsprozesses Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen eines in Grob- und Feintrocknung unterteilten Vakuumtrocknungsprozesses für temperaturempfmdliche Substanzen, wobei während der Grobtrocknung der sich aus dem Gut abscheidende, weiter als Trocknungsmittel dienende Dampf in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird, in den zwischen Dampfkondensator und -überhitzer ein Rootsgebläse eingeschaltet ist.
Die Trocknung von temperaturempfindlichen Substanzen in überhitzter Wasserdampfatmosphäre ist auch im Druckgebiet der Vakuumtrocknung bereits mehrfach durchgeführt worden. Bei bekannten Ausführungsformen solcher Trocknungsvorrichtungen wird beispielsweise ein Wasserdampfstrom in einer Kreisleitung durch ein Radialgebläse oder durch einen Propeller umgewälzt, wobei der oberhalb eines bestimmten Wasserdampfgehaltes anfallende Dampf fortgesetzt durch eine Kondensatoreinheit abgeschieden und diesem vor seiner Rückführung zu der zu trocknenden Substanz durch ein Heizelement Wärme zugeführt wird. Bei einer derartigen Anordnung ergeben sich Schwierigkeiten, wenn man eine scharfe Feintrocknung bis zu geringen Restfeuchtigkeiten durchführen will.
Die Erfindung geht von der Aufgabestellung aus, eine Vorrichtung für die Grob- und Feintrocknung innerhalb eines Vakuumtrocknungsprozesses anzugeben, bei der die bereits zur Grobtrocknung unter Umwälzung des Wasserdampfes benötigten Fördermittel in besonders rationeller Weise auch im Bereich der Feintrocknung mit benutzt werden können. Hierzu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß im Kreislauf zwischen dem Rootsgebläse und dem Dampfüberhitzer ein Absperrelement und zwischen diesem und dem Gebläse eine absperrbare Zweigleitung zu einer mehrstufigen Gasballastpumpe angeordnet sind.
Da der zur Trocknung benötigte Wasserdampf aus dem Feuchtigkeitsgehalt der zu trocknenden Substanzen entnommen wird, besitzt eine solche Vorrichtung gegenüber Konstruktionen mit gesondertem Dampferzeuger, etwa in Form eines Dampfkessels, wesentliche Vorteile. Es ist jedoch erforderlich, daß die zu trocknende Substanz bei ihrem Einsatz einen ausreichenden Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Diese Voraussetzung wird bei der Anwendung von überhitztem Dampf für die Grobtrocknung stets erfüllt, so daß diese ohne äußere Dampfzufuhr durchgeführt werden kann. Bei der Feintrocknung handelt es sich um ein möglichst vollständiges Abpumpen des aus der Trocknungssubstanz austretenden Wasserdampfes, und man muß daher durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Evakuierungsmittel für einen hinreichend niedrigen Wasserdampfpartialdruck im Trocknungsbehälter sorgen, so daß zwischen dem Dampfdruck im Inneren des zu trocknenden Gutes und im Umgebungsraum ein genügendes Druckgefälle entsteht. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß das bereits als Umwälzpumpe bei der Kreisförderung des Wasserdampfes bei der Grobtrocknung verwendete Rootsgebläse nunmehr in. der Feintrocknung die Hochvakuumstufe eines mehrstufigen Pumpenaggregates bildet, wobei die Vorvakuumstufe durch eine mehrstufige - insbesondere zweistufige - Gasballastpumpe gebildet wird.
In der Zeichnung ist ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In einem Trocknungsbehälter 1 mit einer Heizung 2 in Form einer Heißdampfspirale befindet sich in einem perforierten- Behälter 3 die Trocknungssubstanz 4. Vom Trocknungsbehälter 1 führt eine Kreisumwälzleitung 5 zu einem Dampfkondensator 6 mit Kühlflächen in Form einer Kühlschlange 7. An dem Dampfkondensator ist ein Abscheider14 in bekannter Weise angebracht.
Die Kreisumwälzleitung 5 führt weiter zu einem Rootsgebläse 8 und von dort in einen Dampfüberhitzer 9, dem ein Heizmedium in einer Heizspirale 10 zugeführt wird. Vom Dampfüberhitzer 9 wird die Kreisumwälzleitung 5 wieder zum Trocknungsbehälter 1 zurückgeführt. Es ist somit ein geschlossener Umwälzkreis für das dampfförmige Trocknungsmittel vorhanden. Zwischen dem Rootsgebläse 8 und dem Dampfüberhitzer 9 ist in die Kreisumwälz- Leitung 5 eine Zweigleitung 11 eingesetzt; welche über ein Absperrelement 12 mit einer Pumpe zum Absaugen von dampfhaltigen Gemischen, vorzugsweise mit einer Gasballastpumpe 13 verbunden ist, die vorteilhaft zweistufig ausgebildet ist. Zwischen dem Rootsgebläse 8 und dem Dampfüberhitzer 9 befindet sich ein Absperrelement 15 in der Kreisumwälzleitung 5.
Der Betrieb der Anlage wird"iri folgender Weise vorgenommen: Zunächst wird - die - Tiocknungssubstanz 4 in dem perforierten Behälter 3 in den Trocknungsbehälter 1 eingesetzt. Die Heizung 2 am Trocknungsbehälter 1, die @ Kühlschlange 7 im Kondensator 6, die Heizspirale 10 im Dampfüberhitzer 9 und das Rootsgebläse 8 sind zunächst noch nicht in. Betrieb. Die Absperrelemente 15 und 12 sind geöffnet, die Gasballastpumpe 13 wird in Betrieb gesetzt und führt zunächst eine Vorevakuierung des gesamten Systems, bestehend aus Trocknungsbehälter 1, Kreisumwälzleitung 5, Kondensator 6, Rootsgebläse 8 und Dampfüberhitzer 9, durch. Nachdem entsprechend niedere Druckwerte, beispielsweise einige Torr erreicht sind, wird das Absperrelement 12 geschlossen und die zweistufige Gasballastpumpe 13 stillgesetzt. Nun wird die in dem perforierten Behälter 3 eingesetzte Trocknungssubstanz durch die Dampfzuführung zur Heizung 2 erhitzt, so daß sich Dampf entwickelt. Gleichzeitig werden der Kondensator 6 und der Dampfüberhitzer 9 in Tätigkeit gesetzt, indem durch die Kühlschlange 7 des Kondensators 6 ein Kühlmittel von entsprechender Temperatur, vorzugsweise Kühlwasser, geleitet wird, während ein entsprechendes Heizmedium die Heizspirale 10 des Dampfüberhitzers durchströmt. Nunmehr wird das Rootsgebläse 8 eingeschaltet, und es beginnt die Kreisumwälzung des dampfförmigen Trocknungsmittels, das aus der Trocknungssubstanz selbst stammt. Der aus dem Trocknungsbehälter 1 zunächst austretende, weitgehend gesättigte Dampf wird im Kondensator 6 teilweise niedergeschlagen. Der nicht kondensierte, aus dem Kondensator 6 austretende Dampf gelangt über die Kreisumwälzleitung 5 in das Rootsgebläse 8, welches die Kreisumwälzung bewirkt. Von dort wird der Dampf in den Dampfüberhitzer 9 geleitet und durch das Heizmittel in der Heizspirale 10 überhitzt. Der überhitzte Dampf tritt erneut in den Trocknungsbehälter 1 ein und kann wieder Feuchtigkeit aus der Trocknungssubstanz aufnehmen. Der beschriebene Kreisprozeß wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Grobtrocknung beendet ist.
Dann wird die Anlage auf Feintrocknung umgeschaltet. Dies wird erreicht durch Absperren des Abscheiders 14 und Schließen des Absperrelementes 15 unter gleichzeitigem Öffnen des Absperrelementes 12. Das Rootsgebläse 8, welches bis zu diesem Zeitpunkt `die Kreisumwälzung des Dampfstromes bewirkt hat, dient nunmehr als Feinvakuumpumpe, dem die zweistufige Gasballastpumpe 13 über die Zweigleitung 11 vorgeschaltet ist. Dabei erfolgt eine Evakuierung des trocknungsbehälters 1 auf niedrigere Drücke, wobei zunächst der vorhandene Dampf aus dem System entfernt wird, so daß unter weiterem Absaugen mit ansteigendem Vakuum eine Feintrocknung erfolgt. Hierzu kann eine zusätzliche Beheizung der Trocknungssubstanz durchgeführt werden, es ist jedoch auch möglich, die in der Trocknungssubstanz während der Grobtrocknung gespeicherte Wärme in der Feintrocknung zu benutzen, so daß auf eine weitere Beheizung verzichtet werden kann.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des Rootsgebläses, welches während der Grobtrocknung die Kreisumwälzung des Dampfstromes vornimmt und nach der Umschaltung auf Feintrocknung als Feinvakuumpumpe wirkt, wenn die vorgeschaltete Gasballastpumpe zweistufig ausgebildet ist, damit sehr niedrige Enddrücke, etwa in der Größenordnung 10-3 Torr, erzielt werden können.
Die Beheizung des Trocknungsbehälters 1 bei der Grobtrocknung und die Kühlwirkung des Kondensators 6 müssen während der Grobtrocknung so aufeinander abgestellt werden, daß der gewünschte Wasserdampfpartialdruck im System entsteht. Während der anschließenden Feintrocknung können der Kondensator 6 und der Dampfüberhitzer 9 durch Unterbrechung der entsprechenden Betriebsmittelzufuhr zur Kühlschlange 7 und zur Heizspirale 10 abgeschaltet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Durchführen eines in Grob-und Feintrocknung unterteilten Vakuumtrocknungsprozesses für temperaturempfindliche Substanzen, wobei während der Grobtrocknung der sich aus dem Gut abscheidende, weiter als Trocknungsmittel dienende Dampf in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird, in den zwischen Dampfkondensator und -überhitzer ein Rootsgebläse eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreislauf zwischen dem Rootsgebläse und dem Dampfüberhitzer ein Absperrelement und zwischen diesem und dem Gebläse eine absperrbare Zweigleitung zu einer mehrstufigen Gasballastpumpe angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 3 857, 520 286, 603 918; österreichische Patentschriften Nr. 61078, 169 557; schweizerische Patentschriften Nr. 17 225, 157 271; französische Patentschrift Nr. 980 759.