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Verfahren zur Stromtrocknung von zerbrechlichen, feuchten Mehlagglomeraten
und lotrechter, rohrförmiger Stromtrockner zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Stromtrocknung von zerbrechlichen, feuchten Mehlagglomeraten
im Gleichstrom mit einem diese umgebenden fallenden Luftstrom und deren lotrechte
Einführung in diesen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Luftstrom etwa 121
bis 204° C warm ist und seine Geschwindigkeit, die beim Trocknen unter der Geschwindigkeit
der somit nahezu frei fallenden Agglomerate liegt, anschließend derart vermindert
wird, daß sich die getrockneten Mehlagglomerate langsam absetzen, sowie einen lotrechten,
rohrförmigen Stromtrockner zur Durchführung des Verfahrens.
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In letzter Zeit wurden Verfahren zum Sofort-Verarbeitbarmachen von
Mehl entwickelt, wobei Mehlteilchen mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit benetzt
werden, wodurch auf den Teilchen eine klebrige Oberfläche gebildet wird. In einigen
Fällen kann die Agglomerierflüssigkeit die Klebrigkeit erzeugen. Die Teilchen werden
dann miteinander in Berührung gebracht, wobei sie zu locker gebundenen Teilchen
zufälliger Größe und Form agglomerieren. Das Trocknen dieser zerbrechlichen, feuchten
und klebrigen Mehlagglomerate ist sehr schwierig. Bei kleinen Mengen können zwar
gewisse diskontinuierliche Trocknungsverfahren, z. B. Trocknen in Schalen, angewendet
werden. Für eine Verarbeitung großer Mengen sind derartige diskontinuierliche Verfahren
jedoch unpraktisch. Bekannte kontinuierliche Trocknungsverfahren sind deshalb nicht
befriedigend, weil dabei einerseits leicht eine weitere Agglomerierung der feuchten,
klebrigen Mehlagglomerate zu unerwünscht großen Teilchen, die oft schwer zu lösen
und zu dispergieren sind und die dem Produkt ein unangenehmes Aussehen verleihen
würden, und andererseits leicht ein Zerbrechen der Mehlagglomerate in ihre ursprünglichen
Teilchen oder in unerwünscht kleine Agglomerate auftreten würde. Viele der bisherigen
Trocknungsverfahren haben auch den Nachteil, daß sie sich nicht mit den Sauberkeitserfordernissen
in der Lebensmittelindustrie vereinbaren lassen.
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So würden beispielsweise bei einem bekannten Verfahren zur Trocknung
von Getreide, wobei das Getreide im Gleichstrom mit Luft zunächst durch ein Rohr
vertikal aufwärts und horizontal transportiert wird und dann in einem vertikalen
Konditionierraum nach unten fällt und sich in gleichbleibend großer Menge ansammelt,
während die Luft, die die Feuchtigkeit enthält, unten abgezogen wird, Mehlagglomerate
bei der Ansammlung einerseits weiteragglomerieren und andererseits zerbrechen.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Trocknung von Gemüse, Heu
oder Getreide in mehreren aufeinanderfolgenden Türmen, die sich jeweils nach unten
konisch verengen, wobei in jedem Turm Trocknungsgut und Trocknungsmittel von oben
nach unten im Gleichstrom fließen, würden das mehrfache Umleiten und die sich konisch
verengenden Wände zur Beschädigung der Mehlagglomerate führen.
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Ein weiterhin bekanntes Verfahren zur Trocknung von körnigem bis faserigem
Gut im Gleichstrom mit einem Trocknungsmittel unter Vorschaltung einer Turbulenzkammer
und mit anschließender Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit durch eine Querschnittserweiterung
zwecks rascher Verdampfung der Flüssigkeit im Trocknungsgut, wobei der Trocknungsmittelstrom
tangential in die Turbulenzkammer eingeführt wird und dadurch eine Drallbewegung
erhält, würde ebenfalls zu einer starken Beschädigung von Mehlagglomeraten führen.
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Ein bekannter Zerstäubungstrockner, der mit perforierten Seitenwänden
oder einem perforierten Boden ausgestattet ist, wobei durch die perforierten Teile
Luft unter Druck eingeführt wird, um das zu trocknende Gut aufzuwirbeln, wäre für
die Trocknung feuchter Mehlagglomerate ungeeignet, da eine Aufwirbelung zu Beschädigungen
derTeilchen führen würde.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die
Aufgabe zugrunde, zerbrechliche, feuchte Mehlagglomerate als besonders empfindliches
Gut so zu trocknen, daß diese einerseits nicht weiteragglomerieren und andererseits
nicht zerbrechen. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch das eingangs beschriebene
Verfahren. gelöst.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise
ein lotrechter, rohrförmiger Stromtrockner verwendet, der mit Einlässen für die
Mehlagglomerate und die erwärmte Luft und einer angeschlossenen Trennkammer für
Luft und Trokkengut versehen und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Einlaß für
die Mehlagglomerate auf dem Trocknungsrohr befestigt istund in einkegehnantelförmiges
perforiertes Blech mündet, das im oberen Rohrteil eingebaut ist und von der seitlich
zugeführten Trocknungsiuft durchströmt wird.
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Nach dem Verfahren und in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
werden feuchte Agglomerate mit einem Minimum an Aufwirbelung und Aufeinanderschlagen
durch das System geführt und sehr wirksam getrocknet. Tatsächlich fallen sie frei
während des gesamten Trocknungsvorganges, und infolgedessen erfolgt praktisch keine
Beschädigung des Produktes.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels
näher erläutert.
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A b b. 1 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromtrockners;
A b b. 2 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Teilansicht des oberen Endes des
Stromtrockners gemäß A b b. 1 und zeigt im einzelnen, wie der Luftstrom und die
feuchten agglomerierten Mehlteilchen zusammengebracht werden; A b b. 3 ist eine
Ansicht zu A b b. 2; A b b. 4 ist ein lotrechter Schnitt entlang der Linie 4-4 der
A b b. 1; A b b. 5 ist eine Ansicht eines Teiles des in A b b. 2 gezeigten kegelmantelförmigen
perforierten Bleches.
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Die A b b. 1 und 2 erläutern eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Im Agglomerator 10
werden einzelne Mehlteilchen unter Anfeuchten mit Wasser
oder einer ähnlichen Agglomerierfiüssigkeit nach bekannten Verfahren zu kleinen,
feuchten Mehlagglomeraten 12 umgebildet. Die feuchten Mehlagglomerate 12 werden
aus dem Agglomerator in den Einlaß 17 eingeführt. Statt die feuchten Mehlagglomerate,
wie erläutert, direkt einzuführen, kann man sie dem Einlaß 17 auch mittels eines
Förderbandes oder einer anderen geeigneten Vorrichtung zuführen. Wegen der zerbrechlichen
und klebrigen Natur der Mehlagglomerate werden diese jedoch vorzugsweise direkt
aus dem Agglomerator in den Einlaß eingeführt. Die feuchten Mehlagglomerate 12 gelangen
von dem Einlaß in den inneren Teil des kegelmantelförmigen perforierten Bleches
18. Erhitzte Luft 11
aus dem Lufterhitzer 13 fließt durch die
Leitung 14
in die Kammer 15 und strömt durch die Öffnungen 20 des kegelmantelförmigen
Bleches 18 abwärts und erfaßt die feuchten Mehlagglomerate 12, vermischt sich innig
mit ihnen und trägt sie in das Trocknungsrohr 21.
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Die Konstruktion des kegelmantelförmigen Bleches 18 hängt weitgehend
davon ab, wie die Mehlagglomerate 12 in das Trocknungssystem eingeführt werden.
Die Öffnungen im Blech sollten hinsichtlich des Winkels und der Größe so gestaltet
sein, daß ein Anhaften von feuchten Mehlagglomeraten 12 an den Seiten des Bleches
18 oder ein Hindurchtreten der Agglomerate durch die Öffnungen 20 des Bleches 18
verhindert werden. Die Öffnungen 20 sind gleichmäßig über die Oberfläche
des Bleches 18 verteilt, so daß die Luft gleichmäßig von allen Seiten durch das
kegelmantelförmige Blech tritt, um die Teilchen von den Seiten des Bleches 18 wegzuführen.
Die Öffnungen 20 sind in einem geeigneten Winkel in das Blech 18 (s. F i
g. 5) eingeschnitten, so daß ein sich auf das Blech 18 zubewegendes Teilchen 12
durch das heiße Gas oder die heiße Luft 11 abgelenkt wird, die aus dem Rohr 14 in
den Kegelmantel 18 eintritt. Der Eintrittswinkel der Luft 11 ist abhängig von der
Richtung des Stromes der Teilchen 12, der Teilchengeschwindigkeit, der Neigung
der Wände des Kegelmantels 18 und der Geschwindigkeit der Luft 11. Diese Faktoren
werden so reguliert, daß sich keine Laminarströmung aus heißer Luft und Mehlagglomeraten
12 bildet. Eine echte Laminarströmung vermindert die Wirksamkeit der Trocknung.
Luftgeschwindigkeiten von 15 bis 25 m/Sek. reichen in den meisten Fällen aus, um
ein Kleben und Entweichen der Mehlagglomerate zu verhindern und wirksam zu trocknen.
Die optimale Strömungsgeschwindigkeit der Luft hängt von der Kraft ab, mit der die
feuchten Mehlagglomerate 12 in das Trocknungsrohr 21 eingeführt werden.
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Das Trocknungsrohr 21 steht im allgemeinen senkrecht und ist
frei von -Prallwänden und anderen Hindernissen, so daß ein freier, ununterbrochener
Luftstrom erhalten wird.
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Die erhitzte Luft 11 fließt mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,5
bis 20 m/Sek., vorzugsweise etwa 5 bis 10 m/Sek., in dem Trocknungsrohr abwärts,
während die Mehlagglomerate sich infolge weiterer Einflüsse, z. B. der auf sie einwirkenden
Schwerkraft, mit einer etwas höheren Geschwindigkeit bewegen. Die Mehlagglomerate
können durch andere bekannte Methoden beschleunigt-werden, um eine Geschwindigkeitsdifferenz
zu erzielen. Mit Vorteil wird eine möglichst niedrige Luftgeschwindigkeit angewendet,
um eine Teilchenbeschädigung zu verhindern. Hohe Luftgeschwindigkeiten verursachen
ein Zerbrechen der Agglomerate während der Trocknung, und niedrige Luftgeschwindigkeiten
ergeben keine gute Trocknung. Die Geschwindigkeit der Trocknungsluft muß jedoch
unter der der Mehlagglomerate liegen, um eine wirksame Trocknung der Agglomerate
zu erreichen. Die optimale Luftgeschwindigkeit hängt sehr stark von der Natur der
feuchten Mehlagglomerate 12, der Art der Einführung der feuchten Mehlagglomerate
und der Luft in die Trocknungsvorrichtung, der Feuchtigkeitsmenge, die von den Mehlagglomeraten
entfernt werden soll, dem Gewichtsverhältnis der in das Trocknungsrohr eingeführten
Luft und Mehlagglomerate zueinander und der Strecke ab, die die Teilchen während
des Trocknens fällen. Das Trocknungsrohr 21 sollte im allgemeinen eine Länge zwischen
3,1 und 61 m, vorzugsweise zwischen 7,6 und 30,1 m haben.
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Wenn die feuchten Mehlagglomerate 12 mit der erhitzten Luft 11 zusammenkommen,
nehmen sie fast sofort den Naßwärmegrad der erhitzten Luft 11 an. In Abhängigkeit
von dem anfänglichen und dem angestrebten endgültigen Feuchtigkeitsgehalt erfolgt
die Trocknung derMehlagglomeratewährend einer durch
einen gleichbleibenden
Zustand gekennzeichneten Trocknungsperiode. Unter der Annahme, daß die gesamte Trocknung
während der Periode konstanter Geschwindigkeit stattfindet, bleibt die Temperatur
der feuchten Mehlagglomerate 12 relativ konstant, während sie sich im Trocknungsrohr
21 progressiv abwärts bewegen. Da der Trocknungsprozeß im wesentlichen adiabatisch
verläuft, sinkt die Temperatur der erhitzten Luft 11 mit der Länge des Trocknungsrohres
proportional dem Ausmaß der Trocknung. Die erhitzte Luft 11 tritt mit Temperaturen
von bis etwa 204° C, vorzugsweise etwa 121 bis 149° C, in das Trocknungsrohr
21 ein. Die optimale Temperatur hängt vom Feuchtigkeitsgehalt der feuchten
Mehlagglomerate 12, dem Feuchtigkeitsgehalt der eintretenden Luft, der Größe
der Mehlagglomerate, der Dauer der Bewegung durch das Trocknungsrohr 21 und
dem Verhältnis von Feststoffen zu Luft ab.
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Aus dem Trocknungsrohr 21 gelangen Trockengut und Luft
24 in die Trennkammer 25. An diesem Punkt beträgt die Lufttemperatur etwa
38 bis 93° C, vorzugsweise etwa 65° C, und liegt so nahe wie möglich bei der Temperatur
des Trockengutes, die etwa 35 bis 49° C beträgt. Die Trennkammer 25 besitzt
einen stark vergrößerten Querschnitt, verglichen mit dem Querschnitt des Trocknungsrohres
21. Infolge der verringerten Luftgeschwindigkeit in der Trennkammer
25 setzen sich die getrockneten Mehlagglomerate 26 aus der feuchten
Luft 27 auf dem Boden der Trennkammer 25 ab. Ein Fließbett 28 befördert die
getrockneten Agglomerate 26 durch eine Rutsche 29 zu einem Aufwirbeler
30, von wo sie einem (nicht gezeigten) Speicherbehälter zugeführt werden.
Die feuchte Luft 27 wird in einen Zyklonabscheider 31
geleitet, in
dem Feinteilchen 32 aus der austretenden Luft 33 abgetrennt werden.
An Stelle des Zyklonabscheiders kann eine andere Abscheidevorrichtung verwendet
werden. Die aus dem Zyklonabscheider 31
austretende Luft 33 kann einem
zwischengeschalteten Filtersack oder einer ähnlichen Vorrichtung zur Rückgewinnung
von feinem Material zugeführt werden, oder die austretende Luft 97 kann ohne
weitere Gewinnung von feinem Material abgelassen werden.
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Die Entfernung der austretenden Luft 33 aus dem System sollte mit
einer solchen Geschwindigkeit erfolgen, daß der Luftdruck am Eingang des Trocknungsrohres
21 praktisch Normaldruck entspricht. In A b b. 4 besteht die Rutsche 29 aus
einem Gutförderer 35 und einem Luftverteiler 36, die durch ein poröses
Tuch 37 voneinander getrennt sind. Getrocknete Mehlagglomerate 26 werden
in einem Luftstrom suspensiert, der von dem Luftverteiler 36 in den Gutförderer
35 gelangt. Hierdurch werden die agglomerierten Teilchen 26 ähnlich einer
Flüssigkeit suspensiert gehalten, und die fließenden Teilchen strömen in der Rutsche
29 unter der Einwirkung der Schwerkraft abwärts. Die Wirkung des Fließbettes
kühlt ein typisches Mehlprodukt auf etwa 21 bis 38° C ab, bevor es die Rutsche
29 verläßt.