DE1278949B

DE1278949B - Walzentrockner fuer Nahrungsmittel

Info

Publication number: DE1278949B
Application number: DEB84636A
Authority: DE
Inventors: Robert Adrian Daane
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1964-11-23
Filing date: 1965-11-23
Publication date: 1968-09-26
Also published as: NO120672B; FR1461771A; US3363665A; NL6515139A; GB1110457A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F26b

Deutsche Kl.: 82 a-22/01

Nummer: 1278 949

Aktenzeichen: P 12 78 949.0-16 (B 84636)

Anmeldetag: 23. November 1965

Auslegetag: 26. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Walzentrockner für Nahrungsmittel mit einem Paar zusammenwirkender zylindrischer, gegensinnig drehbarer Trockenwalzen. Es ist bereits bekannt, bei Walzentrocknern unterschiedlich einstellbare Heizungsvorrichtungen an einer Walze vorzusehen, die unabhängig voneinander je nach der gewünschten Behandlungsdauer ein- oder ausgeschaltet werden können. Dabei wird das Behandlungsmittel durch Rohre geleitet und gelangt auf das zu behandelnde Gut. Mit dieser bekannten Vorrichtung läßt sich keine gleichmäßige Trocknung erzielen.

Es ist auch bereits bekannt, eine in mehrere Luftkammern aufgeteilte Trockenvorrichtung zu verwenden, wobei Heißluft durch eine Anzahl parallel zueinander liegender Rohre zugeführt wird und die Rohre vom Einlaß zum geschlossenen Auslaßende hin verjüngt sind, um einen Druckabfall längs des Rohres beim Durchströmen von Luft zu vermeiden und dadurch eine gleichmäßige Austrittsgeschwindigkeit der Luft über die gesamte Länge des Schlitzes eines Rohres zu erzielen. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht zwar eine Einstellung der Beheizungsvorrichtungen, sie benötigt jedoch verhältnismäßig viel Trockenluft, da diese nach kurzzeitiger Berührung der heißen Oberfläche durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Rohren abströmen kann.

Es ist auch bereits bekannt, eine Luftkammer vorzusehen, bei der die Trockenluft durch innerhalb der Kammer angeordnete Rohre abgesaugt und mittels eines Gebläses über eine Wärmequelle dem zu trocknenden Stoff wieder zugeführt wird. Dies ist verhältnismäßig leicht ausführbar bei Vorrichtungen, bei denen nur ein kleiner Feuchtigkeitsentzug vorzunehmen ist, z. B. bei Papierbahnen. Da die zur Behändlung verwendete Trockenluft immer noch einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, ist die Vorrichtung jedoch nicht als Nahrungsmitteltrockner geeignet, wo der gesamte Trocknungsvorgang sich über einen Winkelbereich von 180 bis 270° der Walzen-Oberfläche abspielt und also eine möglichst große Verdampfungsgeschwindigkeit erzielt werden muß. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzentrockner für Nahrungsmittel zu schaffen, welcher eine verbesserte Qualität der Nahrungsmittel ergibt durch eine schnelle Entfernung der Feuchtigkeit aus dem Nahrungsmittel bei niedrigen Trockentemperaturen und welcher eine Steuerung der Temperatur des Nahrungsmittels während des Trocknens, eine Beeinflussung der Packungsdichte, eine Steuerung des endgültigen Feuchtigkeitsgehaltes des Nahrungsmittels, die Wiedergewinnung von Essenzen und Walzentrockner für Nahrungsmittel

Anmelder:

Beloit Corporation, Beloit, Wis. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. Dr. W. Langhoff,

8000 München 27, Mauerkircherstr. 4

Als Erfinder benannt:

Robert Adrian Daane, Rockford, JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. November 1964
(413 263)

eine Beeinflussung der Zusammensetzung der Atmosphäre während des Trocknens ermöglicht.

Die Erfindung geht aus von einem Walzentrockner für Nahrungsmittel mit einem Paar zusammenwirkender zylindrischer, gegensinnig drehbarer Trockenwalzen, die einen schmalen Walzenspalt zwischen sich bilden, der das zu trocknende Nahrungsmittel aufnimmt, wobei die Oberflächen der Trockenwalzen so auf den Walzenspalt hin bewegbar sind, daß eine dünne Schicht des Nahrungsmittels an den Oberflächen anhaftet und auf diesen trocknet, mit einer Schabeklinge zum Abschaben des getrockneten Nahrungsmittels von den Oberflächen der Trockenwalzen und mit einer Anzahl geheizter Trockenkammern, die längs des Umf anges der Trockenwalzen angeordnet sind.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im wesentlichen darin zu sehen, daß die Trockenkammern als geschlossene Kammern ausgebildet sind, daß die den Trockenwalzen zugewandten Wände der Trockenkammern mit Bohrungen versehen sind und daß aneinandergrenzende Kammern einen Zwischenraum für den Luftaustritt frei lassen. Bei einer derartigen Vorrichtung sind auf der gesamten Luftzuführungsfläche keine Organe zum Abführen der mit Feuchtigkeit beladenen Heißluft vorgesehen, so daß diese lediglich an den Kanten der Kammern austritt. Dies bewirkt nicht nur eine verbesserte Ausnutzung der Heißluft, sondern ergibt auch eine einfachere Konstruktion.

809 618/183

3 4

Vorzugsweise ist die Temperatur der aus den ein- wie es schematisch durch die Pfeillinie 24 a anzelnen Kammern austretenden Luft so eingestellt, gedeutet ist. Das Stirnlager kann z. B. auf einem daß die Temperatur mit zunehmender Entfernung Schlitten sitzen mit einer Gewindespindel und einem von dem Walzenspalt abnimmt. Dadurch lassen sich Folgeglied, und die Stirnlager an den beiden Enden optimale Trockenbedingungen erzielen. 5 sind einstellbar, so daß eine parallele Lage der Trok-

Eine Optimierung der Trockenbedingungen läßt kenwalzen und ein gleichmäßiger Spalt zwischen sich auch dadurch erzielen, daß die Kammern mit denselben einstellbar ist.

zunehmender Entfernung von dem Walzenspalt Oberhalb der Trockentrommeln ist eine Dampfkleiner werden und eine kürzere Bogenlänge der abzugshaube 26 vorgesehen, deren vornehmlicher Oberfläche der Trockenwalzen überdecken als die io Zweck darin besteht, Dampf aus dem Trockenraum jeweils vorhergehende Kammer. zu entfernen.

Vorzugsweise sind die Bohrungen im Bereich der Wenn der Nahrungsmittelbrei eine Schicht auf den

Stirnflächen der Trockenwalzen mit größerer Dichte Oberflächen der Trockentrommeln bildet und durch angeordnet. Dadurch erzielt man eine große Gleich- den Walzenspalt N nach unten gelangt, trennen sich mäßigkeit der Verdampfungsgeschwindigkeit über die 15 einige Teilchen ab und fallen nach unten in einen gesamte Nutzfläche der Trockenwalzen. Spalt G, der sich vertikal nach unten erstreckt, um

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schema- ein Durchfallen dieser Teilchen zu ermöglichen. Zum tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbei- Auffangen dieser Teilchen sind geeignete Sammelspielen ergänzend beschrieben. einrichtungen vorgesehen, von denen aus die Teil-F i g. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines 20 chen wieder dem Verarbeitungsprozeß zugeführt bekannten Zweitrommeltrockners; werden.

F i g. 2 ist eine Seitenansicht eines Zweitrommel- Dem Nahrungsmittel wird Wärme vom Innenraum

trockners nach der Erfindung, wobei einzelne Teile der beheizten Trockentrommeln 20 und 21 zugeführt zur klareren Darstellung fortgelassen sind; sowie ferner von einer Reihe Luftkammern, die eine

F i g. 3 ist eine Ansicht von Teilen der Vorrichtung 25 Heißluftströmung hoher Geschwindigkeit durch runde nach F i g. 2 in ihrer relativen Lage; Öffnungen auf die Nahrungsmittelschicht blasen. Die

F i g. 4 ist eine Seitenansicht einer abgeänderten Luftkammern sind in Abschnitten angeordnet, um Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfin- die Lufttemperatur bei aufeinanderfolgenden Segmendung; ten des Umfanges der Trockentrommeln beeinflussen

F i g. 5 ist eine etwas größere Darstellung im Quer- 3° zu können, und wenn die Temperatur des Produktes schnitt, die den Trocknungsvorgang zeigt; abnimmt, nimmt auch die Temperatur der gegen die

Fig. 6 und 7 sind Kurvendarstellungen, welche äußere Oberfläche geblasenen Luft ab. Die Nahrungs-Zusammenhänge zwischen einzelnen Faktoren der mittelschicht auf der Trockentrommel 20 gelangt Vorrichtung nach der Erfindung zeigen; nacheinander an Luftkammern 29, 31 und 32 vorbei.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines Teiles längs 35 Die Nahrungsmittelschicht auf der Trockentrommel der Linie VHI-VHI von F i g. 5. - 21 gelangt entsprechend nacheinander an den Luft-

Der in F i g. 1 dargestellte bekannte Zweitrommel- kammern 33, 35 und 36 vorbei. Wenn das getrocktrockner umfaßt zwei einander parallel gegenüber- nete Nahrungsmittel zwischen den Luftkammern liegende Dampftrommeln 10 und U, welche zwi- nach oben transportiert wird, wird es von der Oberschen sich einen Walzenspalt bilden, über dem eine 40 fläche der Trockentrommeln durch Schabeklingen 37 Lache 12 des Nahrungsmittelbreies liegt, welche beim und 38 abgeschabt und gleitet auf Führungsbleche 39 Rotieren der Trommeln eine dünne Schicht des Nah- und 40. Diese Führungsbleche können durch Dampfrungsmittels auf diesem bilden. Das Nahrungsmittel leitungen geheizt sein, und erforderlichenfalls können wird durch einen Speisemechanismus zugeführt, und Saugdüsen vorgesehen sein, um das Entfernen des die Schichten des Nahrungsmittels werden während 45 Nahrungsmittels von den Trockentrommeln beim der Zeit getrocknet, wo sie sich auf den Trommel- Abschaben von der Oberfläche derselben zu unteroberflächen befinden, bis sie von diesen durch Schabe- stützen. Das Produkt gleitet über die Führungsbleche klingen 14 und 15 abgeschabt werden. Die fertigen auf seitliche Walzen 41 und 42, die umlaufen und Produkte 16 und 17 fallen nach unten in Schrauben- das Produkt nach unten auf die Schraubenförderer förderer 18 und 19. Es ist ferner eine Haube 13 vor- 50 43 und 44 leiten. Diese Schraubenförderer fördern gesehen, um ein Entweichen von überschüssigem das getrocknete Produkt nach außen an einen Quer-Dampf in den Trockenraum zu vermeiden. förderer, wo es abgepackt wird (nicht dargestellt).

Bei der in Fig. 2 dargestellten Erfindung sind zwei Die Heißluft gelangt von einer geeigneten Heißlufteinander parallel gegenüberliegend angeordnete, quelle S über Steuerventile V an die einzelnen Luftgegensinnig drehbare geheizte Trockentrommeln 20 55 kammern.

und 21 vorgesehen, zwischen denen sich ein schmaler Um ein Entweichen des Dampfes zu vermeiden,

Walzenspalt N befindet. Oberhalb desselben befindet sind Abschirmungen 45 und 46 vorgesehen, welche sich eine Speisevorrichtung F, mit der ein Brei des an ihren oberen Enden von der Haube 26 gehalten Nahrungsmittels auf den Walzenspalt gegeben wird. werden und an ihren unteren Enden jeweils eine Die Trockentrommeln 20 und 21 sind auf Wellen 60 Walze 47 bzw. 48 tragen, welche auf den seitlichen 22 und 23 gelagert, die in Stirnlagern 24 und 25 Walzen 41 bzw. 42 laufen.

laufen. Die Stirnlager sind gegeneinander seitlich ein- Wie bereits erwähnt, wird die Temperatur der in

stellbar, um den Abstand zwischen den Trocken- die Luftkammern 29, 31 und 32 sowie 33, 35 und 36 trommeln und daher die Dicke der Schicht des Nah- eintretenden Luft nach und nach mit zunehmender rungsmittels, die sich auf den Trommeloberflächen 65 Entfernung von dem Walzenspalt iV vermindert, bildet, beeinflussen zu können. Das Stirnlager 24 Beim Trocknen von Kartoffeln z. B. ergibt sich eine kann mit irgendeinem geeigneten Mechanismus ver- gute Betriebsweise, wenn die Temperatur in der sehen sein, der eine seitliche Einstellung ermöglicht, ersten Luftkammer 316° C beträgt. Die Temperatur

in den zweiten Luftkammern 31 und 35 beträgt 149° C, und die Temperatur in den dritten Luftkammern 32 und 36 ist 93° C. Die maximal verwendbare Temperatur in jeder Luftkammer ist festgelegt durch die maximale Temperatur, die zwar eine möglichst rasche Verdampfung der Feuchtigkeit bewirkt, jedoch noch keine Beschädigung oder nachteilige Beeinflussung des behandelten Nahrungsmittels mit sich bringt. Die Trockentrommeln sind dampfbeheizt, und die Temperatur im Innern derselben liegt in der Größe der Temperatur des gesättigten oder leicht überhitzten Dampfes, beispielsweise bei 104° C.

Fig. 5 zeigt die Verhältnisse zwischen einer Innenwand 52 einer Luftkammer 51, die ähnlich aufgebaut ist wie die Luftkammern nach F i g. 2. Die Innenwand 52 weist Perforationen 53 auf, aus denen die Heißluft in Richtung der Pfeile austritt. Die Heißluft strömt über die Oberfläche des Materials in den Raum 55. Die Perforationen 53 haben typischerweise einen Durchmesser von 0,48 cm, und der ringförmige Raum 55 eine radiale Ausdehnung von 1,27 cm. Die Perforationen sind gleichmäßig über die Fläche der Innenwand 52 verteilt in einem Muster von gleichseitigen Dreiecken mit einer offenen Fläche von etwa lV2°/o. Zum Entweichen der Heißluft sind Auslaß-Öffnungen vorgesehen, durch die die Luft nach Durchqueren des ringförmigen Raumes 55 gelangte. Diese öffnungen sind an dem Spalt G und den Stellen 56, 57, 59 und 60 von F i g. 4 dargestellt. Die aus diesen öffnungen entweichende Luft führt Dampf mit sich, der in Auslaßkammern 58 und 61 gesammelt wird. Gemäß F i g. 4 ist die Luftströmung an den Enden der Luftkammern verstärkt, um ein gleichmäßiges Produkt zu erreichen. Dies geschieht dadurch, daß die Anzahl der Perforationen pro Flächeneinheit erhöht ist, indem die Perforationen im Bereich der Kante dichter zusammen liegen (s. Perforationen 53 a in Fig. 8). Es läßt sich natürlich auch eine andere Einrichtung anwenden, um den Wärmeübergangskoeffizienten zu erhöhen, etwa indem die Größe der Perforationen oder die Strömungsgeschwindigkeit zum Ende hin erhöht wird.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 4 wird das Nahrungsmittel in Schichten auf den Trommeln befördert und über einen Umfangswinkel Θ der Wärmewirkung unterworfen, um die Feuchtigkeit zu entfernen. Am Ende des Umfangsweges wird das Nahrungsmittel mittels Schabeklingen 37 und 38 von den Trommeln abgeschabt, und es sind Vakuumabsaugleitungen 49 und 50 vorgesehen, deren Öffnung in der Nähe der Schabeklingen 37 und 38 liegt, um das getrocknete Produkt abzufangen und es zur Verpackung oder sonstigen Lagerung weiterzuleiten.

Die Luftkammern sind gemäß F i g. 2 auf Schienen 62 und 63 gelagert. Jede Gruppe der Luftkammern für die einzelnen Trockentrommeln 20 und 21 ist getrennt aufgebaut, so daß sie von den Trockentrommeln 20 und 21 zur Säuberung oder Überwachung weggeschoben werden können. Die den Trockentrommeln zugeordneten Luftkammern sind in Abschnitten aufgebaut, wobei die inneren Abschnitte"29 und 33 schwenkbar mittels Gelenkgliedern 70 und 71 an den anderen Abschnitten gelagert sind. Dadurch ist es möglich, die inneren Luftkammern nach oben in unmittelbare Nähe der Trockentrommeln in der Betriebsstellung zu bewegen und sie zum Überwachen und Säubern von diesen fortzubewegen.

Fig. 3 zeigt in ausgezogenen Linien, wie die innerste Luftkammer 33 nach oben in die Nähe der Trockentrommel gestellt ist. Die gestrichelt dargestellte Anordnung im rechten Teil von F i g. 3 zeigt den inneren Abschnitt 33 im herabgeklappten Zustand, wobei dieser Abschnitt um das Gelenkglied 71 gekippt ist, da das Stützrad 69 auf der gekrümmten Schiene 63 herabgeglitten ist. Jeder Abschnitt der Luftkammern weist Tragräder auf, wobei die Räder 64 und 65 die Luftkammern für die Trockentrommel 20 und die Räder 67 und 68 die Luftkammern für die Trockentrommel 21 tragen. Die Förderer werden zusammen mit den Luftkammern ebenfalls von den Rädern getragen. Die innenliegenden Stützräder 66 und 69 gleiten auf gekrümmten innenliegenden Bereichen der Schienen 62 und 63, so daß die inneren Abschnitte 29 und 33 der Luftkammern in die in F i g. 2 dargestellte Lage kommen können oder beim seitlichen Fortschieben der Luftkammern in eine nach unten abgekippte Stellung kommen können, so daß die Trockentrommeln 20 und 21 frei liegen.

Es gibt zwei wesentliche Umstände beim Trocknen einer Nahrungsmittelschicht auf Trockentrommeln in einem Trocknungssystem. Dies sind

1. die Wärmeübertragung auf das Nahrungsmittel und

2. die Diffusion von Dampf aus dem Nahrungsmittel.

Der Wärmeübergang in die Nahrungsmittelschicht auf einer Trommel umfaßt die Wärmeübertragung von der Trommeloberfläche in die Schicht und die Wärmeübertragung von der umgebenden Luft an die Oberfläche des Nahrungsmittels. Im allgemeinen ist die Wärmeübergangsgeschwindigkeit durch folgende Gleichung gegeben:

In dieser Gleichung bedeutet

q — Wärmeübergangsgeschwindigkeit in kcal/h-m²,

k = Wärmeleitfähigkeit des Materials der Mantelfläche der Trockentrommel in kcal/h · ° C,

-ττγ = Temperaturgradient in dem Mantel der

Trockentrommel an der äußeren Oberfläche in ° C/m,

h_a = Wärmeübergangskoeffizient von der Luft
an die Oberfläche des Nahrungsmittels
in kcal/h · m² · ° C,

T_a = Temperatur der in die Luftkammern

geleiteten Luft in ° C,
T = Temperatur der Nahrungsmittelschicht in ° C.

Hierbei wird die Annahme gemacht, daß die Dicke der Nahrungsmittelschicht genügend dünn und deren Wärmeleitfähigkeit genügend groß ist, so daß man annehmen kann, daß die Temperatur an der Oberfläche der Trockentrommel gleich der Temperatur der Nahrungsmittelschicht ist. Diese Annahme gilt sehr genau über den größten Teil des Trockenbereiches und ist selbst für den Bereich mit niedriger Feuchtigkeit einigermaßen genau für Dicken der Nahrungsmittelschicht in der Größe von 25 Mikron.

S rji

Obwohl der Temperaturgradient -^- für jeden spezifischen Fall berechnet werden kann, steht er nicht in einer einfachen Beziehung zu den grundlegenden

Systemparametern. Es ist jedoch lehrreich, den Durchschnittswert der Wärmeübergangsgeschwindigkeit über den vom Nahrungsmittel bedeckten Bereich der Trockentrommel zu betrachten. Dieser Durchschnittswert läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

Θ 2π

Die einzelnen Terme haben folgende Bedeutung: Θ = Winkelkoordinate, die die Stellung auf der Oberfläche der Trockentrommel im Bogenmaß angibt,

h_c = Wänneübergangskoeffizient von Dampf an die Oberfläche der Trockentrommel in kcal/h · m² · ° C,

T_c = Dampftemperatur im Innenraum der Trokkentrommel in ° C.

Die durchschnittliche Verdampfungsgeschwindigkeit läßt sich durch folgende Gleichung beschreiben:

e = l-q. (3)

In dieser Gleichung bedeutet

e = Verdampfungsgeschwindigkeit in kg/m² · h, λ = Verdampfungswärme in kcal/kg.

Die Verdampfungsgeschwindigkeit, ausgedrückt durch die Dampfdiffusionsgeschwindigkeit, ist durch folgende Gleichung gegeben:

e = c · h„ · hi -

O--

₍₄₎

30

In dieser Gleichung bedeutet
Pa = Dampfdruck in Atmosphären in der das Nahrungsmittel umgebenden Luft,

P_eff = effektiver Dampfdruck an der Nahrungsmittelschicht in Atmosphären, c = ein konstanter Faktor bei dem Massenübertragungskoeffizienten in kg · m² · ° C/kcal.

Bei der Verdampfung von freiem Wasser ist P_e£f gleich dem Sättigungsdruck, der der Temperatur der Wasseroberfläche entspricht. Bei einem Nahrungsmittel mit einem geringen Feuchtigkeitsgehalt läßt sich die obige Beziehung immer noch anwenden, wenn P_eft als genau eingerichtete Funktion des Sättigungsdruckes genommen wird, der der Temperatur der Nahrungsmittelschicht entspricht. Das Verhältnis von P_ett zu P_sat hängt im allgemeinen von der Nahrungsmittel-Feuchtschichtdicke und von der Trockengeschwindigkeit ab. Die Nützlichkeit dieser Auffassung liegt jedoch in dem Umstand, daß für irgendein bestimmtes Nahrungsmittel in einem vernünftig begrenzten Bereich der Schichtdicke und der Trokkengeschwindigkeit das genannte Verhältnis annähernd allein vom Feuchtigkeitsgehalt abhängt.

F i g. 6 zeigt den obenerwähnten Zusammenhang zwischen der Trockengeschwindigkeit und der Temperatur des Produktes. Die Kurve A zeigt die durchschnittliche Trockengeschwindigkeit nach den Gleidrangen (1), (2) und (3), und man erkennt, daß mit zunehmender Durchschnittstemperatur des Produktes die Temperaturunterschiede abnehmen und demnach die Wärmeübertragung und die Trockengeschwindigkeit linear abnehmen. Kurve B zeigt die Trockengeschwindigkeit nach der Gleichung (4). Mit zunehmender Temperatur des Produktes nimmt P_efi zu, und die Verdampfungsgeschwindigkeit und Produkttemperatur, die in irgendeinem gegebenen Zustand vorhanden sind, werden bestimmt durch den Schnittpunkt der Kurven A und B. Die Wirkung der Luftkammern besteht darin, die Große h_a zu erhöhen und P_a zu verringern im Vergleich zu einem üblichen Trockensystem. Mit dem Luftkammernsystem nach der Erfindung lassen sich Wärmeübergangskoeffizienten von 60 bis 90 kcal/h · m · ° C erzielen, und der Dampfdruck in der zugeführten Luft kann auf vernachlässigbaren Werten gehalten werden. Dies bewirkt, daß die Kurve B vergrößert wird und dementsprechend eine höhere Verdampfungsgeschwindigkeit und eine niedrigere Produkttemperatur erzielt werden. Die zweite Wirkung der Luftkammern besteht in der Erhöhung der Wärmeübertragung, die einer Vergrößerung der Kurve A entspricht, wodurch die Verdampfungsgeschwindigkeit noch weiter erhöht wird. Je nach der Luftgeschwindigkeit, der Temperatur usw. läßt sich durch Zusatz von Luftkammern eine höhere oder niedrigere Produkttemperatur erreichen, abhängig von den relativen Beträgen, um die die Kurven A und B vergrößert sind. Verwendet man z. B. kalte Luft und einen verringerten Dampfdruck für die Trockentrommeln, so ist es möglich, bei gleichbleibender Trockengeschwindigkeit eine merkliche Erniedrigung der Produkttemperatur zu erreichen. Andererseits wird bei Verwendung von Heißluft die Trockengeschwindigkeit wesentlich erhöht bei gleicher Produkttemperatur im Vergleich zu üblichen Trockensystemen, Man kann die Betriebsbedingungen auch noch in anderer Weise kombinieren, so daß z.B. sowohl die Trockengeschwindigkeit erhöht und die Temperatur des Produktes erniedrigt wird.

Wenn unter all diesen Bedingungen die Vorrichtung die minimale praktische Schichtdicke des Nahrungsmittelproduktes auf den Trockentrommeln aufrechterhält, so kann offensichtlich mit der erhöhten Trockengeschwindigkeit eine höhere Drehzahl der Trnr.kf;ntrnmmp,1n erreicht werden, so daß jeder Teil des Nahrungsmittels in einer kürzeren Zeit getrocknet und entsprechend kürzer höheren Temperaturen ausgesetzt wird. Die Hinzufügung von Luftkammern zu dem Zweitrommeltrockner ermöglicht daher sowohl eine Reduzierung der maximalen Temperatur des Nahrungsmittels während des Trocknens als auch der Zeitdauer, während der das Nahrungsmittel diese Temperatur annimmt. Typische Vergleichsversuche haben ergeben, daß bei Verwendung von Luftkammern mit mäßig erwärmter Luft und mit einem verringerten Dampfdruck in den Trockentrommeln die maximale Produkttemperatur von 121° C bei einem üblichen System auf 82° C durch Hinzufügen von Luftkammern erniedrigt wird. Es hat sich ferner gezeigt, daß die Trockengeschwindigkeit des Nahrungsmittels verdoppelt wurde, obwohl die maximale Temperatur von 121 auf 110° C erniedrigt wurde.

F i g. 7 zeigt den qualitativen Zusammenhang, wobei die Temperatur der Trommeloberfläche als Ordinate und die Winkelstellung der Trommelober-

fläche als Abszisse aufgetragen ist. Die Abszissenendpunkte stimmen überein mit der Lage des Walzenspaltes. Man erkennt, daß die Temperatur der Trommeloberflächen abfällt, wenn diese mit der Lache des Nahrungsmittels in Berührung kommen (rechte vertikale Linie in Fig. 7). Hinter dem Walzenspalt nimmt das Nahrungsmittel schnell die während des Trocknens vorherrschende Temperatur an. Die Trockentemperatur erhöht sich mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt. Wenn das Produkt von den Trommeln abgeschabt wird (linke vertikale gestrichelte Linie in F i g. 7), so steigt die Oberflächentemperatur mit etwas höherer Geschwindigkeit bis zu der Stelle, wo die Trommeln wieder mit der Nahrungsmittellache in Berührung kommen.

Die Luftkammern sind in Umfangsrichtung so in Abschnitte eingeteilt, daß jeder Abschnitt unabhängig in bezug auf die Geschwindigkeit der Luft und der Lufttemperatur geregelt werden kann. Dadurch ist eine Modifizierung der Temperaturänderung in Um- so fangsrichtung um die Trockentrommel möglich, mit anderen Worten: eine Modifizierung des Temperaturverlaufes des Produktes auf seinem Weg durch das Trockensystem. Die Luftkammern ergeben demnach eine Möglichkeit, diesen Temperaturverlauf in irgendeiner gewünschten oder erforderlichen Weise zu bestimmen, so daß schädliche Effekte durch die Zeitdauer und Temperatur der Einwirkung auf das Produkt beim Trocknen gering gehalten werden.

Der Aufbau der Luftkammern ist optimal hinsichtlich des für irgendeine beliebige Luftzuführungsstärke erreichbaren Wärmeübergangskoeffizienten. Eine Erhöhung der offenen Fläche in irgendeinem beliebigen Bereich der mit Perforationen versehenen Wand auf einen größeren Wert als IV2«/» (IV2 bis 3%) ergibt einen höheren Wärmeübergangskoeffizienten bei einem bestimmten Druck in den Luftkammern. Dieser Umstand kann ausgenutzt werden, um den Temperaturverlauf über die Breite des Trommeltrockners zu verändern. Es ergeben sich nahe den Stirnkanten der Trockentrommeln typi-SGherweise verringerte Wärmeübergangsgeschwindigkeiten. Dies läßt sich dadurch kompensieren, daß man die offene Fläche der mit Perforationen versehenen Wand im Bereich der Kanten vergrößert. Dadurch wird der Wärmeübergangskoeffizient nach den Kanten zu erhöht, was äußerst wichtig ist, da hierdurch die Gleichmäßigkeit des Produktes über die Breite der Trockentrommeln verbessert wird und zusätzlich die wirksame Breite der Trockentrommeln um einen wesentlichen Betrag erhöht wird. Eine Erhöhung der offenen Fläche der mit Perforationen versehenen Wand ergibt eine höhere Luftdurchflußgeschwindigkeit und demnach keine optimalen Bedingungen vom Standpunkt des Leistungsaufwandes. Dies wird jedoch weit aufgewogen durch den obengenannten Vorteil.

Claims

Patentansprüche:

1. Walzentrockner für Nahrungsmittel mit einem Paar zusammenwirkender zylindrischer, gegensinnig drehbarer Trockenwalzen, die einen schmalen Walzenspalt zwischen sich bilden, der das zu trocknende Nahrungsmittel aufnimmt^ wobei die Oberflächen der Trockenwalzen so auf den Walzenspalt hin bewegbar sind, daß eine dünne Schicht des Nahrungsmittels an den Oberflächen anhaftet und auf diesen trocknet, mit einer Schabeklinge zum Abschaben des getrockneten Nahrungsmittels von den Oberflächen der Trockenwalzen, mit einer Anzahl geheizter Trockenkammern, die längs des Umfanges der Trockenwalzen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenkammern (39, 31, 32, 33, 35, 36) als geschlossene Kammern ausgebildet sind, daß die den Trockenwalzen (20,21) zugewandten Wände der Trokkenkammern mit Bohrungen (53) versehen sind und daß aneinandergrenzende Kammern einen Zwischenraum für den Luftaustritt frei lassen.

2. Walzentrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der aus den einzelnen Kammern austretenden Luft so eingestellt ist, daß die Temperatur mit zunehmender Entfernung von dem Walzenspalt abnimmt.

3. Walzentrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern mit zunehmender Entfernung von dem Walzenspalt kleiner werden und eine kürzere Bogenlänge der Oberfläche der Trockenwalzen überdecken als die jeweils vorhergehende Kammer.

4. Walzentrockner nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (53) im Bereich der Stirnflächen der Trockenwalzen mit größerer Dichte angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 903 556;
britische Patentschrift Nr. 746 244;
USA.-Patentschriften Nr. 2526 012, 2578 633, 828 552, 2 878 583, 3 052 991, 3 068 585.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen