DE1604964A1

DE1604964A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Gefriertrocknen rieselfaehiger Gueter

Info

Publication number: DE1604964A1
Application number: DE19661604964
Authority: DE
Inventors: Heinz-Gerhard Dr-Ing Kessler
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1966-08-10
Filing date: 1966-08-10
Publication date: 1971-11-04
Also published as: US3460269A

Description

KRAUSS-MAFFEI * AKTIENGESELLSCHAFT ■ 8 MÜNCHEN-ALLACH

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Gefriertrocknen

rieselfähiger Güter

Die Erfindung bezieht sich-auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gefriertrocknen rieselfähiger Güter durch Vakuumsublimation unter ständigem Wärmeaustausch zwischen einer beheizten Trägerfläche und dem auf dieser sublimierenden Feststoff.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird das Trocknungsgut in Schalen durch einen evakuierten Tunnel gefördert und hierbei der Wärmestrahlung von in diesem angeordneten Heizkörpern ausgesetzt. Bei einem anderen bekannten Verfahren werden die Schalen auf mehrere im Tunnel neben- und übereinander angeordneten Heizplatten abgesetzt, so daß die Wärmeübertragung auf das Trocknungsgut teils durch Wärmeleitung und teils durch Wärmestrahlung dieser Platten erfolgt. Indessen erfahrt die Übertragung der Wärme auf das Troofcnungsgut in beiden fällen insofern ejLne wesentliche Einbuße dadurch, daß die an der Schalenwand anliegende bzw. der Wärmestrahlung ausgesetzte äußere Gutschicht alsbald ausgetrocknet wird und hierauf eine Wärmeisolation für die innere Gutschioht bildet, woduroh der Trocknungsvorgang erhtblioh verzögert wird und ein ungleich getrooknetθs Endprodukt entsteht.

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Hier setzt die Erfindung.ein, der die Aufgabe zu Grunde liegt, das Verfahren der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, 'daß ein schnelles und gleichmäßiges Trocknen des Gutes ermöglicht wird.

Zur lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den sublimierenden Stoff auf der Trägerfläche ständig umzuschaufeln. In vorteilhafter Weise wird der Feststoff während des Sublimationsvörganges in Zonen niedrigerer Temperatur und' Partialdruckes gefördert.

Eine günstige Ausgestaltung der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, den Sublimator als Tellertrockner mit mehreren übereinander angeordneten beheizbaren Tellern und umlaufenden, auf diesen schleifenden schrägstehenden Schaufeln auszubilden. .

Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zugrunde liegend· Aufgabe in günstiger Weiee dadurch gelöst, daß durch das Umschaufeln des sublimierenden Stoffes dieser in ständigen Kontakt mit der Heizfläohe kommt, wodurch die Trocknungszeit verkürzt und ein gleichmäßig getrocknetes Endprodukt erhalten wird, sondern'darüber hinaus werden weitere Vorteile erzielt.

So läßt sioh die Trooknüngsdauer durch Drehzahlveränderung der Schaufeln verändern und damit die Intensität des UmBchaufel Vorgang es beeinflussen. Bei diesem Vorgang wird das Gut

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weitgehend geschont, insbesondere nicht zerkleinert. Ein weiterer Vorteil ist daxin zu sehen, daß die Höhe der zur !trocknung des Gutes angewendeten Temperatur durch Regelung des Heizmittels für die Teller der Beschaffenheit des jeweiligen Trocknungsgutes leicht angepaßt werden kann. Insbesondere läßt sich die Temperatur von Tellergruppen durch Regelung der Heizmittelzufuhr zu diesen zur Beeinflussung des Verfahrensablaufes verändern. Weiterhin gelangt das Trocknungegut durch die schrägstehenden Schaufeln von jeweils einem im Trocknergehäuse höher angeordneten Teller zu dem jeweils tiefer liegenden Teller und hierdurch aus Zonen höheren Partialdruckes in solche niedrigeren Partialdruckee, wodurch die Restfeuchtigkeit des Gutes weiter vermindert wird. Schließlich wird eine Energieeinsparung für die Vakuumerzeugung dadurch erzielt, daß die zu evakuierenden Ein- und Austragschleusen verhältnismäßig klein gehalten werden können, weil das Volumen des Ein- und Austraggutes praktisch dem Schleusenraum entspricht*

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens schematisch dargestellt· Es zeigt

Abb. -1 einen Langsmlttelschnitt durch einen Tellertrockner

und
Abb. 2 eine Ansicht des Tellertrockners nach Abb. 1 mit den

an diesem angeschlossenen Ein- und Austragschleusen.

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Zur kontinuierlichen Gefriertrocknung rieselfähiger Güter, wie JMilch-, Kaffee-und FruchtsaftkriBtalle, ferner Nahrungsmittel, wie Karotten- und Fleischwürfel, gefrorenes Bananengranulat, Champignönstückchen od.dgl. ist ein Vakuumteller"-trockner der üblichen Bauart vorgesehen. Dieser besteht aus einem stehenden zylindrischen Gehäuse 1 bzw. Kessel mit mehreren koaxial in diesem sowie zueinander angeordneten Tellern 2 abwechselnd kleineren und größeren Durchmessers und zentraler Durchbrechung 3. Diese Teller sind als Hohlkörper ausgebildet und jeder Teller 2 mit einem in den Hohlraum einmündenden Zu- und Abführungsstutzen 4, 5 für ein Heizmedium an diametral gegenüberliegenden Stellen des Tellerrandes versehen. Die Teller sind in zwei Gruppen 6, 7 unterteilt, deren unterster Teller 2 mittels je einer an den Zuführungsstutzen angeschlossenen Zuführungsleitung 8 ein flüssiges oder dampfförmiges Heizmedium zugeführt erhält. Die Ableitung dieses Mediums erfolgt durch eine an den Abführungsstutzen 5 des jeweils letzten Tellers 2 jeder Gruppe angeschlossene Abführungsleitung 9. Das Heizmedium wird den zwischen den untersten und obersten Tellern 2 vorgesehenen weiteren Tellern 2 dadurch zu- bzw. aus diesen abgeleitet, daß jeweils der Abführungsstutzen 5 des unteren Tellers 2 mit dem Zuführungsstutzen 4 des darüber angeordneten Tellers 2 mittels einer Leitung 10 verbunden ist. Durch die Unterteilung der Tellersäule in zwei Gruppen wird ermöglicht, den diesen zugeordneten Tellern 2 verschiedene Mengen des Heiemitttle rueufuhren, um deren Temperatur zu verändern. Alle diese Leitungen sind an

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im Innern des Gehäuses 1 seitlich der Seiler 2 lotrecht angeordneten !Dragsäuleii 11 "befestigt und verleihen hierdurch den Seilern 2 ihren Halt im Gehäuse 1 und zwar im Abstand -voneinander. Die zentralen Durchbrechungen 3 der Seiler 2 werden von einer Welle 12 durchsetzt, die in einem Querhaupt 11a der Tragsäulen 11 gelagert sowie durch den Boden 14 des Gehäuses gasdicht hindurchgeführt ist. An dem freien Wellenende ist die Abtriebswelle 15 eines regelbaren Übersetzungsgetrie- i bes 16 angeflanscht, dessen Antriebswelle 17 durch einen Motor 18 angetrieben wird* An der Welle 12 sind im Abstand über den Seilern 2 und über dem Boden 14 des Gehäuses 1 zweiarmige Ausleger 19 befestigt, an denen schrägstehende Schaufeln 20 befestigt sind, die sieh bis zu der oberen Seilerfläche erstrecken, bzw. auf dieser schleifen. Durch den Antrieb der Welle 12 wird erreicht, daß das sublimierende Gut jeweile zum Rand der den kleineren Durchmesser und die kleinere Durchbrechung 3 aufweisenden Seller 2 gefördert und dabei umgeschaufelt wird, dae von dort auf den benachbarten unteren Seiler größeren Durchmessers und der größeren Durchbrechung 3 fällt. Mittels dejr umlaufenden Schaufeln 20 wird das Gut zur zentr al en Durchbrechung 3 dieses Sellers gefördert, durch die es zu dem nächstfolgenden Seiler 2 geringeren Durohmessers und kleineren Durohbrechung 3 fällt. Das auf diese Weise allmählich zu einem Zwischenboden 14a dee Gehäuses gelangende Gut wird mittel· der untersten Schaufeln 20 einem Ausfallstutzen 21 zugeführt, der mit einem Absperrorgan bzw. einer Austrag- ■ohleuee rtreehen iet, die in einem von der Ausfallmenge ab-

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hängigen Takt geöffnet und geschlossen wird. Desgleichen ist in der Decke des Gehäuses 1 ein Eintragstutzen 22 für das zu sublimierende Gut angeordnet, das gleichfalls ein Absperrorgan bzw. eine taktweise öffnende bzw. schließende Eintragsschleuse aufweist. Weiterhin ist in der Decke 13 ein weiterer Rohrstutzen 23 vorgesehen, an den eine in der Zeichnung nichtdargestellte Vakuumerzeugungsanlage angeschlossen ist. Schließlich sind auch im Gehäusemantel mehrere Rohrstutzen 24 großen Durchmessers angeordnet, von denen einer zum Anschluß eines Kondensators dient und die übrigen, die durch nicht gezeichnete Deckel verschließbar sind, den Zugang zu den !Tellern 2 zu Reinigungszwecken ermöglichen sollen.

Abb. 2 zeigt den iDellertrockner nach Abb. 1 in der Ansicht und ein Ausführungsbeispiel der Eintrag- und Austragschleuse. Die Eintragschleuse 25 ist von einem Aufnahmegefäß 26 für das gefrorene Eintraggut gebildet, das aus einem nach oben schlank kegeligen. Oberteil 27 und einem an dessen Basis angeschlossenen ellipeoidförmigen Unterteil 28 besteht sowie von einem Kühlmantel 27a zur Verhinderung des Schmelzens der Gutkristalle umschlossen ist. Der Oberteil 27 let durch einen Deckel 29 abgeschlossen, in dem ein Anschlußstutzen 30 für die Vakuumerzeugungsanlage angeschlossen ist und der einen verschließbaren Einfüllstutzen 31 für das Eintraggut aufweist. An der unteren Gehäusewand des Unterteiles 28 ist ein Ausfallβtutζen 32 vorgesehen, der über ein Schiebeventil 33 an den Eintraget ut ζ en 22 des lellertrookners angeschlossen ist. Am Übergang

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vom Oberteil Zl zum Unterteil 28 dee Aufnahmegefäßes 26 ist eine Kreisförmige Platte 34 angeordnet, die auf einer gasdicht durch den Unterteil 28 herausgeführten Welle 35 sitzt, die von einem nicht gezeichneten Motor angetrieben wird. Auf der dem Oberteil 27 zugekehrten Fläche der Platte 34 ist ein Verteilkegel 56 koaxial zur Welle 35 angeordnet, der mit radialen Stiften 37 versehen ist, die zwischen weiteren an der G-ehäuseinnenwand befestigten Stiften 37a kreisen. Diese.angetriebene Vorrichtung dient dazu, ein Zusammenballen des Eintraggutes zn verhindern und dieses zu einem Verbindungskanal 38 zwischen dem Oberteil 27"und Unterteil 28 zu fördern, um es dem jiintragstutisen 22 zuzuführen. Hierzu ist an der Gehäuseimienwand im Bereich des Verbindungskanales 38 ein zur Drehrichtung der Platte 34 schräg einstellbarer Schaber 38a angeordnet, durch dessen Einstellung sowie durch Veränderung der Plattendrehaahl die Eintragmenge des Gutes in den Tellertrockner dosiert werden kann.

Die Austragschleuse 39 ist von einem vakuumdicht geschlossenen, nach unten kegelförmig verjüngten Bunker 40 gebildet, der an seiner Decke 41 einen Eintragstutzen 42 aufweist, mit dem der Bunker 40 über ein Schieberventil 43 an dem Ausfallstutzen des Tellertrockners angeschlossen ist» An dem kegelförmig verengten Ende des Bunkers 40 ist ein Entnahmeventil 44 und an der Decke 41 des Bankers ein Anschlußstutzen 45 für eine ein Inertgas zuführende Jieitung 46 sowie eine Anschlußleitung 47 zur Vekttumerzeugungsanlage angeschlossen. Der Bunker 40 ruht

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auf einem fahrbaren Gestell 48, tun ihn im gefüllten Zustand zu einer Verpackungsstelle für das getrocknete Gut fahren zu können, nachdem er-vom Ausfallstutzen 23 gelöst und bei geschlossenem Schieberventil 43 mit dem Inertgas gefüllt ist.

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Claims

- 9 ' KRAUSS-MAFFEi · Aktiengesellschaft · 8 M ü nch en ->allach Patentansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen Gefriertrocknen rieBeifähiger Güter durch Vakuumsublimation unter ständigem Wärmeaustausch zwischen einer beheizten Trägerfläche und dem auf dieser sublimierenden Feststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der sublimierende Feststoff auf der Trägerfläche ständig umgeschaufelt wird. .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff während der Sublimation in Zonen niedrigerer !Temperatur und niedrigerem Partialdruok gefördert wird.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sublimator ein evakuierbarer ΐeilertrockner mit mehreren übereinander angeordneten beheizbaren Tellern (2) sowie mit umlaufenden auf diesen schleifenden schrägstehenden Schaufeln (20) vorgesehen ist.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet» daß an den Eintragstutzen (22) des Tellertrockners eine Eintragschleuse (25) angeschlossen ist, die von einem verschließbaren, mit einem Kühlmantel versehenen Aufnahmegefäß (26) für das gefrorene Eintraggut gebildet ist, das eine umlaufende

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Rührvorrichtung mit einem einstellbaren Schaber (38a) -und einen durch einen Schieber (33) verschließbaren Ausfallstutzen (32) aufweist.

5. Torrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Rührvorrichtung von einer auf einer ¥elle (35) sitzenden Platte (34) gebildet ist, auf der ein Verteilkegel (36) angeordnet ist, der radial auf dessen Mantel befestigte Stifte (37) aufweist, die zwischen am Innenmantel des Aufnahmegefäßes (26) radial vorgesehenen Stiften(57a) bewegbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausfallstutzen (21) des Tellertrockners ein Buruier (40) über ein Schieberventil (43) angeschlossen ist, der an der tiefsten Stelle ein Entnahmeventil (44) und an der Decke (41) einen Anschlußstutzen aiifweist, in den eine ein Inertgas zuführende leitung (46) eingeleitet und der an die ■Vakuumerzeugungsanlage angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bunker (40). auf einem fahrbaren Gestell (48) angeordnet ist.

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