DE1629030B2 - Kontinuierlich arbeitender vakuumtrockner - Google Patents

Kontinuierlich arbeitender vakuumtrockner

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DE1629030B2 DE1965P0036762 DEP0036762A DE1629030B2 DE 1629030 B2 DE1629030 B2 DE 1629030B2 DE 1965P0036762 DE1965P0036762 DE 1965P0036762 DE P0036762 A DEP0036762 A DE P0036762A DE 1629030 B2 DE1629030 B2 DE 1629030B2
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Manuel Edward Cherry Hill N.J. Fuentevilla (V.St.A.)
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Description

Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich arbeitenden Vakuumtrockner zum Trocknen wasserfeuchten oder gefrorenen kleinteiligen Gutes, bestehend aus einem längsgestreckten feststehenden Gehäuse, mindestens einem längsgestreckten, im Gehäuse der Länge nach angebrachten Trocknungsboden, dessen Längsachse gegen die Horizontale geneigt ist, einer ersten Vakuumschleuse in der Nähe des oberen Endes des Trocknungsbodens zum Einführen des zu trocknenden Gutes in das Gehäuse und auf das obere Ende des Trocknungsbodens, einer zweiten Vakuumschleuse in der Nähe des unteren Endes des Trocknungsbodens zum Aufnehmen des getrockneten Gutes vom unteren Ende des Trocknungsbodens und zum Entleeren des getrockneten Gutes aus dem Gehäuse, Einrichtungen zum Vibrieren des Trocknungsbodens zwecks Veranlassen eines Abwärtswanderns des Gutes längs des Trocknungsbodens und an der Unterseite des Trocknungsbodens angebrachten Heizelementen zum Erhitzen des Gutes bei seiner Abwärtswanderung auf dem Trocknungsboden.
Ein derartiger Vakuumtrockner ist aus der GB-PS 48 517 bekannt.
Ein Nachteil dieses bekannten, zum Gefrier- und Vakuumtrocknen verwendeten Trockners besteht darin, daß der der Heizquelle am nächsten liegende Teil des zu trocknenden Gutes überhitzt werden kann, was zu einem »Rösten« der äußeren Oberfläche führt. Nachteilig kann ferner sein, daß die Trocknungsgeschwindigkeit nicht über eine bestimmte Grenze hinaus gesteigert werden kann, ohne daß zu trocknende Gut durch Überhitzung zu gefährden. Außerdem rinnt bei den bisherigen Vakuumtrocknern das kleinteilige Gut völlig aufs Geratewohl über die Trocknungsböden. Dies hat zur Folge, daß einige Partikeln mit der trocknenden Oberfläche eine relativ lange Zeitdauer in Berührung bleiben, während andere Partikeln die Trocknungsbodenoberfläche überhaupt nicht berühren. Daher besteht
ίο die Gefahr, daß bei Anwendung der bisher bekannten Vorrichtungen einige Partikeln verschmort werden, während andere unvollständig trocknen. Auf diese Weise war das Entstehen eines völlig homogenen Trockengutes bisher schwer erreichbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trockner der einleitend angegebenen Gattung so auszubilden, daß mit ihm eine schnellere und gleichmäßigere Trocknung des Gutes als bisher erreicht wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Trocknungsboden (den Trocknungsböden), der (die) mit einer Anzahl von in seiner (ihrer) Längsrichtung verlaufenden lotrecht stehenden parallelen Rippen ausgestattet ist (sind), deren Zwischenräume parallele, getrennte Gutkanäle bilden, die Erhitzung des Gutes in der Endphase der Trocknung durch ein oder mehrere Paare jeweils über und unter dem Endteil des Trocknungsbodens angeordneter Mikrowellen-Heizelektroden erfolgt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn beim erfindungsgemäßen Vakuumtrockner am Ausgangsende des Trocknungsbodens Kondensatorplatten eines kapazitiv arbeitenden Gutfeuchtmessers angeordnet sind, über welchen die Gutendfeuchte den Vibrationsantrieb und/oder die Heizelemente automatisch regelt.
Der erfindungsgemäße Vakuumtrockner weist einen Trocknungsboden auf, welcher eine größere Oberfläche besitzt als die Trocknungsböden der bisher bekannten kontinuierlich arbeitenden Vakuumtrockner. Die die Kanäle des Trocknungsbodens bildenden, parallelen, in Gutförderrichtung verlaufenden lotrechten Rippen erteilen dem zu trocknenden, kleinteiligen Gut einen zusätzlichen Oberflächenkontakt und fördern damit den Trocknungsvorgang. Wie der Grund des Trocknungsbodens, wirken auch die Rippen als wärmeübertragende
oberflächen, so daß innerhalb der Kanäle selbst ein einheitlicheres Temperaturgefälle erzielt wird. Dies führt zu einem getrockneten Gut mit so gesteigerter Trockenqualität, daß es mittels des erfindungsgemäßen Vakuumtrockners nunmehr möglich ist, zu einem wirklich einheitlich getrockneten Produkt zu gelangen. Die Trocknung erfolgt damit auch rascher. Daher ist mar. in der Lage, weit größere Mengen an zu trocknendem Gut je Zeiteinheit zu bewältigen, als bei Anwendung der bisher bekannten Trockner.
Der erfindungsgemäße Vakuumtrockner eignet sich zur Trocknung mannigfaltigen wasserfeuchteri oder gefrorenen kleinteiligen Gutes. Besonders brauchbar ist er beim Gefriertrocknen von Lebensmitteln sowie biologischer und pharmazeutischer Substanzen, beispielsweise Kaffee, Milch, Blut, Nahrungsmittelextrakten usw. Auf solche Weise gewonnene Nahrungsmittelprodukte zeigen keine Beeinträchtigung bzw. keine Einbuße ihres Geschmacks, Vitamingehalts oder ihrer Qualität.
Besondere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Vakuumtrockners werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.
F i g. 1 ist eine Aufsicht auf eine Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Gefriertrockners;
F i g. 2 ist ein lotrechter Schnitt des Trockners nach F i g. 1 längs Linie 2-2 von F i g. 1;
F i g. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Trocknungsbodens;
Fig.4 ist ein waagerechter Schnitt des Trockners nach F i g. 2 längs Linie 4-4 von F i g. 2;
F i g. 5 ist eine schematische Darstellung des Steuerkreises des Gefriertrockners nach F i g. 1 bis 4, und
F i g. 6 ist eine graphische Darstellung, die einen Vergleich des erfindungsgemäßen Vakuumtrockners mit bisher bekannten Gefriertrocknern zum Ausdruck bringt.
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile angeben, ist in F i g. 1 und 2 der kontinuierlich arbeitende Vakuumtrockner allgemein mit 10 bezeichnet.
Der Trockner 10 weist ein L-förmiges Gehäuse 12, bestehend aus einem Vorgehäuse 14 und einem Hauptgehäuse 16 auf. Wie gezeigt, stehen das Vorgehäuse 14 und das Hauptgehäuse 16 miteinander in Verbindung. Das Vorgehäuse 14 ist am Hauptgehäuse 16 mit Hilfe von Flanschen 18 und 20 angeschlossen, welche durch Befestigungseinrichtungen wie Bolzen 26—32 zusammengehalten werden. Zum hermetischen Verschluß erstreckt sich eine Dichtung 24 über die Umfange der Gehäuse 14 und 16 zwischen den Flanschen 18 und 20.
Ein Trichter 34 zur Aufnahme wasserfeuchten oder gefrorenen kleinteiligen Gutes ist verstellbar im Vorgehäuse 14 über zwei Trocknungsböden 36 und 38 angeordnet. Der Trichter 34 ist mit Auslässen 48 und 50 versehen, die sich über den Trocknungsböden 36 und 38 befinden und das zu trocknende Gut auf diese leiten. Stangen 40,42 und 44 tragen den Trichter 34 verstellbar. Die Stange 40 ist an einem Ansatz 46 angeschraubt, der sich an der Seite des Trichters 34 befindet. Die Stangen 42 und 44 sind in gleicher Art am Trichter 34 befestigt.
Die Stangen 40—44 erstrecken sich durch den Boden 52 im Vorgehäuse 14 und sind an einer Platte 54 angeschraubt. Eine Dichtung 56 rings um jede Stange 40—44 dichtet das Vorgehäuse 14 hermetisch ab. Ein Schraubbolzen 58 erstreckt sich durch die Platte 54 und greift mit Gewinde in den Boden 52 ein. Eine verstellbare Mutter 60 ist auf den Bolzen 68 aufgeschraubt und trägt die Platte 54. Durch Verstellen der Mutter 60 auf dem Bolzen 58 wird die Platte 54 von den Boden 52 weg oder näher an ihn heran bewegt. Auf diese Weise führt die Verstellung der Platte 54 zur Veränderung der senkrechten Lage des Trichters 34 über den Trocknungsböden 36 und 38.
Eine Vakuumschleuse 62 ist über dem Vorgehäuse 14 angebracht. Der Deckel 64 mit dem Handgriff 66 ist schwenkbar an der Oberseite der Schleuse 62 mit Hilfe eines Scharniers 68 angebracht. Die Verriegelungsklinke 70 schließt den Deckel 64 hermetisch gegen die Schleuse 62 ab. Die Schleuse 62 trägt einen Auslaß 69, der mit einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe verbunden ist. Mit Hilfe dieser Vakuumpumpe und eines Auslaßstutzens 69 kann die Schleuse 62 luftleer gepumpt werden.
Eine Kühlkammer 76 ist innerhalb der Schleuse 62 angeordnet. Die Einrichtung zum Halten der Kühlkammer 76 besteht aus einem Paar Träger, die an der Wand der Schleuse 62 befestigt sind, sowie einem mit der Kühlkammer 76 aus einem Stück bestehenden Flansch 78, der auf Trägern 72 und 74 ruht. Innerhalb der Kammer 76 wird mit Hilfe einer Kühlschlange, durch die ein Kühlmittel gepumpt wird, eine niedrige Temperatur aufrechterhalten.
Die Kühlkammer 76 dient dazu, das zu trocknende Gut in gefrorenem Zustand zu halten, bevor es in das
Gehäuse 12 gelangt. Es wird durch öffnen des Deckels 64 durch die Oberseite der Vakuumschleuse 62 in die Kühlkammer 76 in gefrorenem Zustand eingeführt. Eine Bodentür 81 ist schwenkbar an der Kammer 76 mit Hilfe eines Scharniers 83 befestigt. Wenn die Bodentür 81
ίο geöffnet wird, fällt das in der Kammer 76 befindliche Gut in den Trichter 34.
Die Vakuumschleuse 62 ist vom Vorgehäuse 14 durch ein Gleitventil 82 getrennt. Wie gezeigt, besteht das Gleitventil 82 aus einem Ventilkasten mit einer Oberwand 84, einer Bodenwand 86 und (nicht gezeigten) Seitenwänden. Ein Gleitteil 88 bewegt sich in den Ventilkasten hinein oder aus ihm heraus, wobei dieser Teil hermetisch gegen Oberwand 84 und Unterwand 86 abgedichtet bleibt. Wenn der Gleitteil 88 sich in seiner äußersten Stellung befindet, richtet er eine öffnung 90 mit der Vakuumschleuse 62 und dem Vorgehäuse 14 aus, und gestattet so der Schleuse und dem Gehäuse 14, offen miteinander in Verbindung zu treten. In seiner inneren Stellung (in gestrichelten Linien gezeigt) dichtet der Gleitteil 88 das Gehäuse 14 gegen die Schleuse 62 ab. Die Dichtungen 92 und 94 gewährleisten den hermetischen Abschluß des Vorgehäuses 14 gegen die Vakuumschleuse 62.
Im Betrieb wird das Gehäuse 12 mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Pumpe, welche mit dem Auslaßstutzen 96 verbunden ist, luftleer gepumpt. Dabei befindet sich der Gleitteil 88 in seiner inneren bzw. geschlossenen Stellung. Der Deckel 64 wird dann geöffnet und gefrorenes Gut, vorzugsweise in Krümel- oder Kornform, in die Kühlkammer 76 eingeführt. Der Deckel 64 wird dann geschlossen und mit Hilfe der Verriegelungsklinke 70 abgedichtet. Die Vakuumschleuse 62 wird durch den Stutzen 69 luftleer gepumpt, bis der Druck in der Schleuse gleich dem Druck im Gehäuse 12 ist. Der Druck in der Vakuumschleuse 62 kann dem Gehäusedruck angeglichen werden, indem man das Ventil 98 in der Ausgleichsleitung 100 öffnet.
Nachdem der Druck in der Vakuumschleuse 62 dem Druck im Gehäuse 12 angeglichen ist, wird der Gleitteil 88 in seine äußere bzw. offene Stellung bewegt, die Bodentüre 81 geöffnet und zu trocknendes Gut in den Trichter 34 geschüttet. Die Bodentür 81 kann dann geschlossen, der Gleitteil 88 in seine geschlossene Stellung bewegt, der Deckel 64 geöffnet und eine neue Charge zu trocknenden Gutes in die Kühlkammer 76 eingeführt werden. Bei Verwendung dieses Schleusensystems ist es zum Einführen zu trocknenden Gutes in das Gehäuse 12 lediglich erforderlich, allein die Schleuse 62 jedesmal unter Unterdruck zu setzen. Diese Schleuse 62 hat ein viel kleineres Volumen als das Gehäuse 12 und es ist wesentlich weniger Zeit notwendig, um sie luftleer zu machen. Auch kann bei Verwendung der hier beschriebenen Schleuseneinrichtung der Trichter 34 gefüllt gehalten werden. Es ist wünschenswert, das Niveau des Materials im Trichter 34 über einem vorherbestimmten Punkt zu halten. Dies kann durch einen Niveauschalter im Trichter 34 geschehen, der ein hörbares oder sichtbares Signal auslöst oder automatisch den gesamten Schleusenzufuhrmechanismus steuert. Auf diese Weise kann das zu trocknende Gut ununterbrochen den Trocknungsböden 36 und 38 zugeführt werden.
Beobachtungsfenster 102 und 104 sind im Endgehäuse 14 und Hauptgehäuse 16 vorgesehen. Ebenso ist ein
großes Beobachtungsfenster 106 am Ende des Hauptgehäuses 16 vorgesehen. Mit Hilfe der Beobachtungsfenster 102, 104 und 106 kann der Trocknungsvorgang beobachtet und es können erforderliche Verstellungen vorgenommen werden.
Das zu trocknende Gut wird aus dem Trichter 34 auf den Trocknungsböden 36 und 38 abgelagert. Wie am besten in Fig.2 und 4 gezeigt, erstrecken sich die länglichen Trocknungsböden 36 und 38 vom Trichter 34 bis über einen Abgabetrichter 108. Der Trocknungsbo- ιό den 36 ist auf Vibratoren 110 und 112 montiert, die mit Hilfe von Trägern 111 und 113 gehalten werden, welche von einer Seitenwandung des Gehäuses 12 abwärts ragen. Der Trocknungsboden 38 ist über dem Trocknungsboden 36 mit Hilfe von Verstrebungen 116, 118 und 120 starr befestigt. Wenn die Vibratoren 110 uhd 112 den Boden 36 vibrieren, wird auch der Boden 38 mitvibriert.
Die Trocknungsböden 36 und 38 weisen eine Bodenplatte 122 auf (Fig.3), auf der eine Anzahl lotrechter Rippen 124 sowie ein Paar Seitenwände 125 angeordnet sind. Die Bodenplatte 122 bildet zusammen mit den lotrechten Rippen 124 und den Seitenwänden 125 eine Anzahl Kanäle. Wie in Fig.4 gezeigt, erstrecken sich die Rippen 124 nicht über die gesamte Länge der Trocknungsböden 36 und 38, sondern nur bis zum äußeren Umfang der Oberseite des Trichters 34. Dies erlaubt eine gleichmäßige Verteilung des Gutes über die Breite der Trocknungsböden 36 und 38, bevor es in dem kanalförmigen Querschnitt vibriert wird.
Die Böden 36 und 38 bestehen aus wärmeleitendem Metall, beispielsweise stranggepreßtem Aluminium. Falls jedoch erwünscht, kann ein Endteil 130 des Bodens in der Nähe des Abgabetrichters 108 aus elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise Kunststoff, hergestellt sein. Das Erhitzen des metallischen Teiles der Trocknungsböden 36 und 38 ist auf verschiedene Weise möglich. Vorzugsweise wird die Bodenplatte 122 mit Hilfe einer Einrichtung 126 aus elektrischen Widerständen geheizt. Die lotrechten Rippen 124 werden durch Wärmeleitung von der Bodenplatte 122 erhitzt. Auf diese Weise wird auf den Trocknungsböden 36 und 38 befindliches Gut sowohl durch Wärmestrahlung als auch durch Wärmeleitung erhitzt. Die lotrechten Rippen 124 dienen dazu, die Wärme gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Gutes zu verteilen.
Das Gut kann auch durch die in die Bodenplatte 122 eingelassene und mit heißem Wasser durchströmte Röhren und/oder durch eine geheizte Fläche erhitzt werden, welche über den Trocknungsböden 36 und 38 angebracht ist und Hitze abwärts auf das Material abstrahlt.
Die Vibratoren UO und 112 werden von einem Wechselstrom aus einer Wechselstromquelle 128 erregt. Es können aber auch mechanische oder pneumatische Vibratoren verwendet werden.
Oberhalb und unterhalb der Endteile 130 und 132 aus elektrisch nichtleitendem Material eines jeden Trocknungsbodens 36 und 38, befinden sich Strahlungsplatten 134, 136, 138 und 140, die die Elektroden von Mikrowellengeneratoren bilden. Die Mikrowellen haben die Eigenschaft, in das zu erhitzende Gut einzudringen und bewirken, daß die gefrorenen Teilchen im Inneren des Gutes sublimieren, ohne daß der Teil des Gutes erhitzt wird, aus dem das Eis bereits absublimiert ist.
Neben dem Ende der Trocknungsböden 36 und 38 befinden sich zwei Kondensatorplattenpaare 142, 144 und 146, 148. Diese bilden einen Teil eines kapazitiv arbeitenden Gutfeuchtemessers. Wie in F i g. 5 gezeigt, sind die Platten 142 und 144 mit einer Wechselstromquelle 150 durch eine Steuerungsvorrichtung 152 verbunden. Die Kondensatorplatten 142 und 148 bilden zusammen mit einem nichtleitenden Endteil 130 des Trocknungsbodens 36 und dem darauf befindlichen Gut einen elektrischen Kondensator, wobei der Endteil 130 und das darauf befindliche Gut als Dielektrikum wirken.
Nun bestimmt die dielektrische Konstante eines Kondensators dessen Kapazität und die Kapazität ihrerseits bestimmt den kapazitiven Widerstand eines Wechselstromkreises.
Unter Anwendung dieses Prinzips ist es möglich, den Feuchtigkeitsgehalt des Gutes zu messen. Der Gutfeuchtemesser 154 in F i g. 5 ist so geeicht, daß er den Feuchtigkeitsgehalt des Gutes nach dem Trocknen anzeigt.
Die Steuervorrichtung 152 im Meßstromkreis ist auch mit einem Schalter 156, beispielsweise einem Relais verbunden. Sie ist so beschaffen, daß sie zwei Funktionen ausführen kann. Zunächst ist sie eine Zeiteinstellvorrichtung, um periodisch den Schalter 156 zu betätigen und so den elektrischen Stromkreis zu den Vibratoren 110 und 112 zu schließen. Zweitens spricht sie auf Veränderungen im Feuchtigkeitsgehalt des Gutes an, die als Veränderungen des Wechselstromwiderstandes des Kondensators gemessen werden.
Wenn während des Betriebes der Feuchtigkeitsgehalt des zwischen den Kondensatorplatten 142 und 148 hindurchlaufenden Gutes innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches liegt, so betätigt die Steuerungsvorrichtung 152 lediglich periodisch die Vibratoren 110 und 112, damit das Gut mit einer Geschwindigkeit über die Trocknungsböden 36 und 38 transportier*, wird, welche zur Erreichung des vorgeschriebenen Feuchtigkeitsgehaltes ausreicht. Beispielsweise werden die Vibratoren 110 und 112 alle 30 Sekunden für 10 Sekunden eingeschaltet. Sollte jedoch der Feuchtigkeitsgehalt des Gutes den vorgeschriebenen Bereich über- oder unterschreiten, was durch Veränderungen des kapazitiven Widerstandes des Meßstromkreises angezeigt wird, dann erhöhen oder verringern die Steuerungsvorrichtungen 152 die Zeiträume, während welcher die Vibratoren 110 und 112 an- oder abgeschaltet werden, oder sie verändern die Intensität der Vibration.
Das getrocknete Gut fällt von den Trocknungsböden 36 und 38 in den Abgabetrichter 108. Ist dieser genügend gefüllt, was durch das Fenster 106 beobachtet werden kann, so wird das Ventil 158 geöffnet, indem man den Gleitmechanismus 160 aus der in Fig.2 gestrichelt gezeigten Stellung in die in vollen Linien gezeigte Stellung verschiebt. Danach wird die Bodentür 162 des Trichters 108 geöffnet, und das Gut fällt in eine Vakuumschleuse, die vorher luftleer gemacht worden ist. Das Ventil 158 entspricht in seinem Aufbau dem Ventil 82. Das gleiche trifft für die Gutabfuhrschleuse 164 in bezug auf die Gutzufuhrschleuse 62 zu mit der Ausnahme, daß die Abfuhrschleuse keine Kühlkammer enthält.
Das kleinteilige gefrorene Gut wird in die Gutzufuhrschleuse 62 eingeführt, wo es durch die Kühlkammer 76 in seinem gefrorenem Zustand gehalten wird. Von hier wird das Gut auf die Trocknungsböden 36 und 38 gebracht. Wenn das Gefriertrocknen beginnt, befinden sich die Gleitteile 88 und 160 in den gestrichelt gezeichneten Stellungen, obwohl dies nicht notwendig
ist, wenn die Vakuumschleusen 62 und 164 sich auf dem gleichen Druckniveau befinden wie das Gehäuse 12.
Wenn das Gehäuse 12 auf den angemessenen Druck evakuiert ist, wird eine Steuervorrichtung betätigt, um die Heizeinrichtung 126 zu veranlassen, die Trocknungsböden 36 und 38 zu erhitzen. Die Trocknungsböden 36 und 38 strahlen dann Wärme in die Kanalbereiche ab. Die Vibratoren 110 und 112 werden betätigt, und das zu trocknende Gut bewegt sich aus seiner Stellung unter dem Aufgabetrichter 34 zum Abgabetrichter 108. Der Zeitraum des Betriebes der periodisch arbeitenden Vibratoren 110 und 112 wird so eingestellt, daß das zu trocknende Gut während eines gesteuerten Zeitraumes einem verringerten Druck bei erhöhter Temperatur ausgesetzt ist. Das Gut wird durch die Kanäle der Trocknungsböden 36 und 38 gerüttelt, wobei als Folge des verringerten Druckes und der erhöhten Temperatur das Eis aus dem gefrorenen Gut absublimiert. Die dadurch im Gehäuse 12 auftretende Feuchtigkeit wird aus dem Gehäuse 12 durch den Auslaßstutzen 96 abgesaugt, wonach ein Kondensieren durch einen (nicht gezeigten) Kondensator erfolgt. Die Vibration der Trocknungsböden 36 und 38 führt nicht nur zu einem Wandern des Gutes über die Böden, sondern sie führt auch zu einem Durchrühren des Gutes. Daher kommt jedes Teilchen des Gutes mit den erhitzten Oberflächen der Trocknungsböden in Berührung, wodurch die Wärmeübertragung verbessert wird. Ferner kommt dadurch jedes Teilchen des Gutes mit durchschnittlich der gleichen Heizoberfläche in Berührung. Daher ergibt sich eine bisher nicht erreichte, gleichmäßige Erhitzung des Gutes, und kein Teilchen wird einem »Rösten« ausgesetzt.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der Vibrationswirkung liegt darin, daß sie zu einer Verringerung der Trocknungszeit führt. Dies ist in F i g. 6 gezeigt, welche einen Teil des Trocknungsganges graphisch darstellt. Das Diagramm zeigt die prozentuale Restfeuchtigkeit, aufgetragen gegen die Trocknungszeit in Stunden. Die durchgezogene Linie gilt für eine Gefriertrocknung unter Verwendung eines feststehenden Trocknungsbodens zum Halten des Gutes. Die gestrichelte Linie gilt für die gleiche Gefriertrocknung unter Anwendung einer Vibrationswirkung auf den das Gut tragenden Trocknungsboden. Wie ersichtlich, ist die Trocknungszeit unter Anwendung von Vibration auf die Böden während des ersten Teiles des Trocknungsganges wesentlich schneller. Die Vibrationswirkung gestattet auch die Anwendung höherer Temperaturen, ohne daß die äußere Oberfläche des Gutes anbrennt bzw. röstet.
Die Wasserabzugsgeschwindigkeit aus dem zu trocknenden Gut wird durch die Wärmeleitfähigkeit der getrockneten äußeren Schicht des trocknenden Gutes bestimmt. Es wird daher bald ein Punkt erreicht, an welchem Wärme durch eine verhältnismäßig dicke, äußere Trockenschicht übertragen werden muß, um eine innere Eisgrenze, welche nicht größer sein mag als wenige Mikron, zu erreichen. Es ist daher eine verhältnismäßig große Wärmemenge erforderlich, um eine kleine Eismenge zu sublimieren. Dies erklärt, daß
ίο von einem gewissen Punkte an die Trocknungsgeschwindigkeit mit Anwendung von Vibration etwa gleich derjenigen ohne Anwendung von Vibration ist. Dies kommt auch in der graphischen Darstellung in F i g. 6 zum Ausdruck, wo die voll durchgezogene Linie
und die gestrichelte Linie nach etwa I3A Stunden die gleiche Neigung haben.
Die Wasserabzugsgeschwindigkeit wird durch Anwendung von Mikrowellenerhitzung gesteigert, wenn es darum geht, den letzten Rest an Feuchtigkeit abzusublimieren. Der Vorteil von Mikrowellenerhitzung besteht darin, daß sie direkt im Eis Wärme erzeugt. Auf diese Weise werden Wärmeübertragungsprobleme vermieden, und die Trocknungszeit wird ohne eine Gutüberhitzung, welche bei Anwendung von Wärmestrahlung eintreten würde, verringert. Die Anwendung von Mikrowellenhitze bietet zu Beginn des Gefriertrocknungsganges keine besonderen Vorteile gegenüber Wärmestrahlung oder Wärmeleitung. Die letzteren Wärmeübertragungsarten wirken genauso schnell, sind wirtschaftlicher und bequemer zu steuern.
Die Mikrowellenerhitzung bringt aber die obenerwähnten Vorteile mit sich, wenn sie am Ende des Trocknungsganges zur Anwendung gelangt. Wenn das zu trocknende Gut den nichtmetallischen Endteil 130 der Trocknungsböden 36 und 38 erreicht, verläuft es zwischen Elektroden 134—140. Die Elektroden stehen mit einem Hochfrequenzmikrowellengenerator in Verbindung. Das zwischen den Elektroden herrschende Hochfrequenzfeld wirkt auf die restlichen Eisteilchen in dem zu trocknenden Gut und erzeugt dort Wärme. Durch Anwendung von Mikrowellenerhitzung gegen Ende des Trocknungsganges wird die restliche Feuchtigkeit in wenigen Minuten aus dem Gut vertrieben. Bei Anwendung von Wärmestrahlung oder Wärmeleitung würde dies eine Stunde oder mehr erfordern.
Außer zum Gefrierirocknen ist der erfindungsgemäße Trockner auch zum Vakuumtrocknen anwendbar, wenn lediglich der Kühlmittelzufluß zur Kühleinheit unterbrochen wird. Wahlweise kann die Kühleinheit entfernt und durch ein nicht gekühltes Gefäß für die Aufnahme des zu trocknenden, wasserfeuchten Gutes ersetzt werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
709 534/150

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Kontinuierlich arbeitender Vakuumtrockner zum Trocknen wasserfeuchten oder gefrorenen kleinteiligen Gutes, bestehend aus einem längsgestreckten feststehenden Gehäuse, mindestens einem längsgestreckten, im Gehäuse der Länge nach angebrachten Trocknungsboden, dessen Längsachse gegen die Horizontale geneigt ist, einer ersten Vakuumschleuse in der Nähe des oberen Endes des Trocknungsbodens zum Einführen des zu trocknenden Gutes in das Gehäuse und auf das obere Ende des Trocknungsbodens, einer zweiten Vakuumschleuse in der Nähe des unteren Endes des Trocknungsbodens zum Aufnehmen des getrockneten Gutes vom unteren Ende des Trocknungsbodens und zum Entleeren des getrockneten Gutes aus dem Gehäuse, Einrichtungen zum Vibrieren des Trocknungsbodens zwecks Veranlassen eines Abwärtswanderns des Gutes längs des Trocknungsbodens und an der Unterseite des Trocknungsbodens angebrachten Heizelementen zum Erhitzen des Gutes bei seiner Abwärtswanderung auf dem Trocknungsboden, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Trocknungsboden (den Trocknungsböden) (36), der (die) mit einer Anzahl von in seiner (ihrer) Längsrichtung verlaufenden lotrecht stehenden parallelen Rippen (124) ausgestattet ist (sind), deren Zwischenräume parallele, getrennte Gutkanäle bilden, die Erhitzung des Gutes in der Endphase der Trocknung durch ein oder mehrere Paare jeweils über und unter dem Endteil des Trocknungsbodens angeordneter Mikrowellen-Heizelektroden (134, 136, 138, 140) erfolgt.
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