DE1667278A1 - Vorrichtung zum Agglomerieren von pulverfoermigen Produkten

Info

Description

Claims

DE1667278A1

Publication number: DE1667278A1
Application number: DE1967S0113190
Authority: DE
Inventors: Georges Dr-Ing Genton; Gustave Weber
Original assignee: Nestle SA
Current assignee: Nestle SA
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-12-07
Publication date: 1972-03-30
Also published as: GB1197628A; US3532517A; BE707915A; DE1667278B2; CH473607A; ES348771A1; AT282569B; NO122589B; FR1549817A

Societe des Produits UestlS S.A₀ in Vevey (Schweiz)

Vorrichtung zum Agglomerieren von pulverförmigen Produkten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Agglomerieren von pulverförmigen Produkten sowie die mit Hilfe dieser Vorrichtung erhaltenen Produkte_o

Es ist bekannt, pulverförmige Produkte, insbesondere Lebensmittel, zu agglomerieren, um ihre Mischbarkeit zu verbessern. Eines der am häufigsten angewendeten Verfahren besteht darin, daß man die Teilchen des pulverförmigen Produktes so stark befeuchtet, daß sie die Neigung haben, miteinander zu verkleben und Agglomerate zu bilden.

Für diesen Zweck werden bereits verschiedene Vorrichtungen verwendet· Diese enthalten meistens einen umschlossenen Raum oder eine Kammer, die im allgemeinen zylindrisch ist und Agglomerationsturm genannt wird« Diese Kammer ist mit Einrichtungen

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versehen, mit deren Hilfe eine feinverteilt flüssige oder dampfförmige Substanz auf das pulverförmige Produkt gespritzt wird, das in diese Kammer fließt und das sich, mindestens teilweise befeuchtet, beim JEierabf allen in der Vorrichtung zusammenballt. Gleichzeitig werden die Agglomerate mit Hilfe eines Warmluftstromes, der von unten nach oben durch den Turm geleitet wird, und gegebenenfalls mit Hilfe einer Trockeneinrichtung am Ausgang des Turmes getrocknet.

Die Strahlen der flüssigen oder dampfförmigen Substanz, im allgemeinen gesättigter Wasserdampf, der manchmal mit Wasser vermischt sein kann, werden mit Hilfe einer Reihe von radialen Düsen oder durchlöcherten Sohrägflachen (rampes), die im allgemeinen paarweise angeordnet sind, in das Innere des Turmes gespritzt. Diese Einrichtungen zum Aufspritzen einer Flüssigkeit sind nur in gewisser Hinsicht befriedigend und ihre Leistungsfähigkeit läßt noch sehr zu wünschen übrig. Um eine zur Agglomeration der Teilchen notwendige Befeuchtung W zu erzielen, muß der Durchsatz des Produktes verhältnismäßig klein sein.

IJm den Durchsatz einer solchen Vorrichtung zu vergrößern, wurde bereits in Erwägung gezogen, den Dampf anstatt in Form eines mehr oder weniger senkrecht zum Weg der Teilchen gerichteten Schleiers etwas mehr parallel zu diesem Weg zu führen,

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und zwar mit Hilfe einer konzentrisch zum Zuleitungsrohr für die Teilchen angeordneten Düse, die entweder im oder außerhalb des Rohres angebracht sein kann, wobei die letztere Art bevorzugt wurde. Mit Hilfe einer solchen Einrichtung konnte der Durchsatz bei gleichbleibenden Abmessungen des Troekenturmes verhältnismäßig stark vergrößert werden· Die Durchsatzmenge ist trotzdem noch begrenzt, was mit dem Prinzip der Wirkungsweise der Einrichtung zusammenhängt. Der Austritt des Dampfes konzentrisch zu dem zu agglomerierenden Pulver übt auf dieses einen Saugeffekt (effect de trompe) aus. Dieser Effekt, der viel stärker als die Austrittsgeschwindigkeit des Dampfes zunimmt, vergrößert die Austragsgesohwindigkeit des Pulvers bis zu einem Punkt,an dem die Teilchen nicht mehr ausreichend befeuchtet werden. Andererseits wird in dem Maße, wie der Durchmesser des Zuleitungsrohres für das Pulver vergrößert wird, das Zentrum des Pulverstrahls weniger befeuchtet als die Peripherie. Maniikann zwar die austretende Dampfmenge vergrößern, um diesen Nachteil zu kompensieren, aber es ist klar, daß darunter die Wirtschaftlichkeit leidet. Weiterhin wird die Trocknung schwieriger, wenn man die Teilchen an der Peripherie zu stark befeuchten muß, um eine ausreichende Befeuchtung des Zentrums zu erhalten. Schließlich ist eine Erhöhung der Zahl der Sprüheinriohtungen im gleichen Turm, die ebenfalls zur Vergrößerung des Durchsatzes in Betracht gezogen wurde, eine wenig rationelle Lösung, da die Trockenluftmenge unddie Ab-

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messungen des Turms in jedem Pall proportional dem Pulverdurchsatz sindo Weiterhin ist eine gleichmäßige Verteilung der gesamten Pulvermenge zwischen den einzelnen Einrichtungen sehr schwierige

Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die angegebenen Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden, da eine beträchtliche Vergrößerung der Durchsatzmenge der Agglomerate bei gleichen Turmabmessungen und bei der gleichen ■Dampfmenge möglich ist. Weiterhin unterscheidet sich das erhaltene Produkt durch seine sehr große Homogenität und dem verminderten Gehalt an feinteiligen Anteilen von dem mit den bekannten Vorrichtungen erhaltenen Produkt»

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Austrittsrohr für das zu agglomerierende pulverförmige Produkt, mindestens eine Düse zum Aufsprühen der flüssigen oder dampfförmigen Substanz auf den Produktstrom von außen und mindestens eine .zentrale Düse zum Aufsprühen der flüssigen oder dampfförmigen Substanz aufweist· Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat das mittlere Rohr eine ringförmige Sprühöffnung.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Agglomerieren von pulverförmigen Produkten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das pulverförmige Produkt in einen umschlossenen Raum oder

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in eine Kammer sprüht, den Strahl des pulverförmigen Produktes mit mindestens einem Strahl einer flüssigen oder dampfförmigen Substanz umgibt und im Inneren des Strahls des pulverförmigen Produkts mindestens einen weiteren Strahl eines flüssigen oder dampfförmigen Produktes anordnet. Schließlich betrifft die Erfindung auch das nach diesem Verfahren erhaltene Produkt.

Die beigefügte Zeichnung zeigt als Beispiel eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,,

Figur 1 zeigt eohematisch im Längsschnitt eine Agglomerationsvorrichtung, die mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung versehen ist.

Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab und zum Teil im Längsschnitt die Einrichtung gemäß der Erfindung.

Bei der Einrichtung nach Figur 1 ist der umschlossene Raum oder der Agglomerationsturm bekannter Art mit 1 bezeichnet. Eine Leitung 2 führt an seinem unteren Teil Trockenluft zu, die oben duroh die Leitung 5 über einen Zyklon 4 zur Wiedergewinnung der feinen Teilchen abgesaugt wird. Da· Innere des umschlossenen Raumes steht vorzugsweise unter Unterdrücke

Eine Leitung 5 führt das zu agglomerierende pulverförmige Produkt zu einer Agglomerationseinriohtung 6, an der es mit

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gesättigtem Wasserdampf aus der Leitung 7 "beladen wird. Bei
einer anderen Ausführungsform kann die Einrichtung 6 auch durch ein Gemisch aus Wasser und Dampf gespeist werden.

Die Agglomerationseinrichtung 6, einer der Gegenstände der
Erfindung ist in Figur 2 näher erläutert. Sie enthält im
wesentlichen:

Ein Austrittsrohr 9 für das zu agglomerierende pulverförmige Produkt, das mit der Leitung 5 verbunden ist;

eine Düse 10 zum Ausblasen des Dampfes, die konzentrisch zum und außerhalb des Rohres 9 angeordnet ist;

eine zentrale Düse 11 zum Ausblasen von Dampf.

In der dargestellten Ausführungsform hat das Rohr 9 einen kreisförmigen Querschnitt ohne Hindernisse_o Die Erfahrung hat gezeigt, daß zufällige Hindernisse, die bei den bekannten Vorrichtungen auftreten, in großem Maße auf Querstreben, Roste, Ventile oder andere Hindernisse im Austrittsrohr des pulverförmigen Produktes zurückzuführen waren»

Weiterhin ist das Rohr 9 an seinem Ende etwas verbreitert· Die Düse 10 wird mit Dampf gespeist, der über die Leitung 7

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der Kammer 8 kommt_o Ihre Endfläche ist gegenüber dem Ende des Rohres 9 etwas zurückgesetzt, derart, daß der Austritt der Düse 10 im Schnitt abgeschrägt ist,,

Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform enthält die mittlere Düse 11 eine Dampfzuleitung 12, die mit einer Leitung 7 verbunden und durch einen Kegel 13 abgedeckt ist, der durch eine zentrale Stange 14 und eine fest mit dem Rohr 12 verbundene. Querstrebe 15 getragen ist. Die abgeschrägten Ränder des Rohres 12 und der Innenrand des Kegels begrenzen auf diese Weise eine Dampfaustrittsöffnung in Form eines Kegelstumpfes.

Die zentrale Düse 11 ist stromabwärts von der Mündung des Rohres 9 für das pulverförmige Produkt angeordnet. Mit Hilfe einer nicht gezeigten Vorrichtung kann die Lage der zentralen Düse 11 gegenüber der Mündung des Rohres 9 verstellt werden, so daß der Abstand zwischen beiden variiert werden kann.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Das pulverförmige Produkt fließt durch das Rohr 9 und wird von einem Dampfstrahl umgeben, der aus der Düse 10 austritt_o Aufgrund der Verbreiterung des Endes des Rohres 9 verbreitert sich der Produktstrahl. Ebenso versucht sich der konzentrische Dampfstrahl am Austritt des pulverförmigen Produktes aufgrund

JJ der leicht zurückgesetzten Lage der Mündung des Rohres pö aus-

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- 8 zudehnen. Diese Wirkung wird noch verstärkt durch die Druck-

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differenz zwischen dem Rohr und der Düse^ü sowie zwischen der Kammer, in die sie einmünden.

Der Strom des pulverförmigen Produktes und der Dampfstrahl haben deshalb die Form eines Kegels, der sich nach unten erweiterte Auf ihrer Seite sprüht die Düse 11 einen Dampfschleier aus, der ebenfalls kegelförmig ist,.jedoch einen größeren Öffnungswinkel hat· Die Produktteilchen, die sich innerhalb des aus dem Rohr 9 austretenden Strahles befinden und die mit dem konzentrischen Dampfstrahl aus der Düse 10 nicht in Berührung kommen, treffen unvermeidlich auf den Dampfschleier aus der Düse 11. Weiterhin führt das Zusammentreffen der beiden Dampfstrahlen aus den Düsen 10 und 11 zu einer Wirbelbewegung, die eine vollständige Befeuchtung der Produktteilchen gewährleistet. Messungen haben gezeigt, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Vorrichtungen folgende Vorteile hat:

D_er spezifische Dampfverbrauch, bezogen auf den Produktdurohsatz, ist um die Hälfte vermindert}

Der Anteil der unverkäuflichen Peinstoffe, die durch den Zyklon wiedergewonnen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wieder in die Anlage zurückgeleitet werden müssen, vermindert Bioh im Verhältnis 5:1«

Bei gleichem Durohmesser des Austrittsrohres für das Produkt

.ist der Durchsatz doppelt so hoch.

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Die Einstellung des Textur ist sehr erleichtert.

Die nachstehende Tabelle zeigt als Beispiel die prozentualen Gewichtsmengen des Siebrückstandes für verschiedene Sieböffnungen einmal mit einem Pulver, das mit Hilfe einer bekannten Düse agglomeriert wurde, d.h. ohne zentrale Düse und zum anderen mit einem Pulver, das mit Hilfe einer Düse gemäß der Erfindung agglomeriert wurde. Die Pulver wurden mit der gleichen Mischung aus Zucker und Kakau erhalten«.

Sieböffnungen	Bekannte Düse	Düse gemäß der
(Mikron)	1°	Erfindung
595	0,6	10,8
420	7,0	25,5
297	16,0	38,5
210	40,3	67,7
149	59,6	82,0
105	77,3	95,8
74	99,0	100,0

Diese Werte zeigen, daß das Sieb mit einer Maschenweite von 595 Mikron nur 0,6 ^ der mit Hilfe einer bekannten Düse er haltenen Agglomerate zurückhält, jedoch 10,8 $ der mit der Düse gemäß der Erfindung erhaltenen· Bei einem Sieb mit einer Haschenweite von 420 Mikron sind die entsprechenden Prozentwerte 7,0 und 25,5· Nach der Erfindung sind deshalb die größeren Agglomerate viel häufiger. Weiterhin ist der Anteil an feinen

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Teilchen viel niedriger. Bei einer "bekannten Düse gehen (100 - 77,3) = 22,7 $> durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 105 Mikron hindurch, dagegen nur (100 - 95,8) = 4,2 # bei der Düse gemäß der Erfindung«

Das Produkt ist also homogener; weiterhin kann sein spezifisches Gewicht vermindert werden, was in gewissen Fällen beachtliche Vorteile bietet·

Die Erfindung kann auf die Agglomeration von allen Arten von Produkten, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Lebensmittel, für Tee- oder Kaffee-Extrakte, Milchprodukte, Kindernährmittel, Suppen usw. angewendet werden.

- Patentansprüche -

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München,
S 398

TeL ZW til 29

_ T667278

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Agglomerieren von pulverförmigen Produkten, gekennzeichnet durch einen umschlossenen Raum oder einen Agglomerationsturm, mindestens ein Rohr zum Einführen des zu agglomerierenden pulverförmigen Produktes in den Agglomerationsturm, mindestens eine Düse zum Aufsprühen einer flüssigen oder dampfförmigen Substanz auf den Produktstrom von außen und mindestens eine zentrale Düse zum Aufsprühen der flüssigen oder"dampfförmigen Substanz.

2ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr zum Einführen des pulverförmigen Produktes an seinem Ende erweitert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsrohr keine Hindernisse enthält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Düse konzentrisch zu dem Rohr zum Einführen des pulverförmigen Produktes angeordnet ist.

5«. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche der äußeren Düse gegenüber dem Ende des Rohres zum Einführen dee pulverförmigen Produkts zurückgesetzt ist.

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6. Vorrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsquerschnitt des äußeren Rohres abgeschrägt isto

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Düse stromabwärts zur Mündung des Rohres zum Einführen des pulverförmigen Produkts angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Düse koaxial zum Rohr zum Einführen des pulverförmigen Produkts angeordnet ist₀

9ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Düse eine ringförmige Sprühöffnung hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung für den Strahl der flüssigen oder dampfförmigen Substanz aus der zentralen Düse die Form eines Kegelstumpfes hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Düse gegenüber der Ebene der Mündung des Rohres zum Einführen des pulverförmigen Produkts vertikal verstellbat ist.

12. Vorrichtung naoh Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Spruhdiisen für die flüssige oder dampfförmige Substanz mit gesättigtem Dampf gespeist sind.

13o Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen für die flüssige oder dampfförmige Substanz mit einem Gemisch aus Wasser und Dampf gespeist sind.

14« Verfahren zum Agglomerieren von pulverförmigen Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß man das pulverförmige Produkt in einen umschlossenen Raum einleitet, den Strahl des pulverförmigen Produktes mindestens mit einem Strahl einer flüssigen oder dampfförmigen Substanz umgibt und auf das Innere des Strahles des pulverförmigen Produktes mindestens einen weiteren Strahl einer flüssigen oder dampfförmigen Substanz aufsprühte

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als flüssige oder dampfförmige Substanz gesättigten Wasserdampf verwendet»

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als flüssige oder dampfförmige Substanz ein Gemisch aus Wasser und Dampf verwendet.

17· Agglomeriertes Produkt, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 14·

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18. Produkt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 5 Gewichtsprozent der Teilchen auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 595 Mikron zurückgehalten werden.

19. Produkt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 20 i» der Teilchen auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 420 Mikron zurückgehalten werden»

2Oo Produkt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 5 fi der Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 105 Mikron hindurchgehen·

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