DE1667278B2

DE1667278B2 - Vorrichtung zum agglomerieren von pulverfoermigen lebensmitteln

Info

Publication number: DE1667278B2
Application number: DE1967S0113190
Authority: DE
Inventors: Georges Dr.-Ing. St. Saphorin; Weber Gustave Orbe; Vaud Genton (Schweiz)
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-12-07
Publication date: 1976-05-26
Also published as: ES348771A1; FR1549817A; DE1667278A1; CH473607A; US3532517A; AT282569B; BE707915A; NO122589B; GB1197628A

Description

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

Für diesen Zweck werden bereits verschiedene Vorrichtungen verwendet. Diese besitzen meistens eine Kammer, die im allgemeinen zylindrisch ist und Agglomerationsturm genannt wird. Diese Kammer ist mit Einrichtungen versehen, mit deren Hilfe eine feinverteilte flüssige oder dampfförmige Substanz auf das pulverförmige Produkt gespritzt wird, das in diese Kammer fließt und das sich durch die Befeuchtung beim Herabfallen in der Vorrichtung zusammenballt. Gleichzeitig werden die Agglomerate mil Hilfe eines ^fio Warmluftstroms, der von unten nach oben durch den Turm geleitet wird, und gegebenenfalls mit Hilfe einer Trockeneinrichtung am Ausgang des Turms getrocknet.

Die Strahlen der flüssigen oder dampfförmigen Sub- ^6s stanz, im allgemeinen gesättigter Wasserdampf, der manchmal mit Wasser vermischt sein kann, werden mit Hilfe einer Reihe von radialen Düsen (LJSA.-Patentschrift 31 20 438) oder mittels gelochter Rampen (USA.-Patentschrift 3143 428), die im allgemeinen paarweise angeordnet sind, in den Turm eingeleitet. Diese Einrichtungen zum Aufspritzen einer Flüssigkeit sind nur in gewisser Hinsicht befriedigend und ihre Leistungsfähigkeit läßt noch sehr zu wünschen übrii>. Um eine zur Agglomeration der Teilchen notwendige Befeuchtung zu erzielen, muß der Durchsatz des Produkts verhältnismäßig klein sein.

Um 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, mehr parallel zu diesem Weg zu führen, und zwar mit Hilfe einer konzentrisch zum Zuleitungsrohr für die Teilchen angeordneten Düse (französische Patentschrift 14 03 677). Diese Düsen können entweder im Inneren oder außerhalb des Zuleitungsrohrs anuebracht sein. Es ist auch eine Ausführungsform bekannt, welche um das Zulehungsrohr und auch axial im Zuleitungsrohr je eine solche Düse aufweist.

Mit Hilfe einer solchen Einrichtung konnte der Durchsatz bei gleichbleibenden Abmessungen d;:s Trockenturms verhältnismäßig stark vergrößert werden. Die Durchsatzmenge ist trotzdem noch begrenzt, was mit dem Prinzip der Wirkungsweise der Hinrichtung zusammenhängt. Der Austritt des Dampfes konzenfisch zu dem zu agglomerierenden Pulver übt auf dieses einen Düseneffekt aus. Dieser Effekt, der viel stärker als die Austrittsgeschwindigkeit des Dampfes zumindest, vergrößert die Austragsgeschwindigkeit des Pulvers bis zu einem Punkt, an dem die Teilchen nicht mehr ausreichend befeuchtet werden.

Der vorliegenden Erfindung lag nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der zuletzt beschriebenen Art so auszubilden, daß zwar der günstige Ikfeuchtungseffekt erhalten bleibt, der erwähnte Düseneffekt aber nicht oder nur in geringerem Maße auftritt.

So wird also gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Agglomerieren von pulverförmigen Lebensmitteln vorgeschlagen, bestehend aus einer Agglomerationskammer, einer zentral in die Kammer mündenden Förderleitung zur Einführung des zu agglomerierenden Guts sowie einer die Förderleitung konzentrisch umgebenden Außendüse als auch einer mittig zur Förderleitung angeordneten Düse zur Einführung von Befeuchtungsmilteln, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die mittig zur Förderleitung angeordnete Düse stromabwärts des Austrittsendes der Förderleitung vorgesehen und als Gegendüse (11) ausgebildet ist, deren ringförmige Austrittsöffnung für das zu versprühende Bel'euchtungsmittel kcgclstumpfförmig begrenzt ist.

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

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

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

Bei der Einrichtung nach Fig. I ist der umschlossene Raum oder der Agglomcrationsturm bekannter Art mit 1 bezeichnet. Eine Leitung 2 führt an seinem unteren Teil Trockenluft zu, die oben durch die Leitung 3 über einen Zyklon 4 zur Wiedergewinnung der feinen Teilchen abgesaugt wird. Das Innere des umschlossenenen Raums steht vorzugsweise unter Unterdruck.

Eine Leitung 5 führt das zu agglomerierende pulverförmige Produkt zu einer Agglomerationseinrichtung 6, an der es mit gesättigtem Wasserdampf aus der Leitung 7 beladen wird. Bei eineranderen Ausführungsform kann die Einrichtung 6 auch dim:h ein Gemisch aus Wasser und Dampf gespeist werden.

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

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

eine Düse 10 zum Ausblasen des Dampfs, die konzentrisch zum und außerhalb des Rohrs 9 angeordnet ist;

eine zentrale Düse 11 zum Ausblasen von Dampf.

In der dargestellten Ausfiihrungsform hat das Rohr 9 einen kreisförmigen Querschnitt ohne Hindernisse. 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 Produkts zurückzuführen waren.

Weiterhin ist das Rohr 9 an seinem Ende etwas verbreitert. Die Düse 10 wird mit Dampf gespeist, der über die Leitung 7 aus der Kammer 8 kommt. Ihre Endfläche ist gegenüber dem Ende des Rohrs 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 Rohrs 12 und der Innenrand des Kegels 13 begrenzen auf diese Weise eine Dampfaustrittsöffnung in Form eines Kegelstumpfs.

Die zentrale Düse 11 ist stromabwärts von der Mündung des Rohrs 9 für das pulverförmige Produkt angeordnet. Mit Hilfe einer nicht gezeigten Vorrichtung kann die Lage der zentralen Düse 11 gegenüber der Mündung des Rohrs 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. Auf Grund der Verbreiterung des Endes des Rohrs 9 verbreitert sich der Produktstrahl. Ebenso versucht sich der konzentrische Dampfstrahl am Austritt des pulverförmigen Produkts auf Grund der leicht zurückgesetzten Lage der Mündung des Rohrs 10 auszudehnen. Diese Wirkung wird noch verstärkt durch die Druckdifferenz zwischen dem Rohr und der Düse 10 sowie zwischen der Kammer, in die sie einmünden.

Der Strom des pulverförmigen Produkts und der Dampfstrahl haben deshalb die Form eines Kegels, der sich nach unten erweitert. 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 Strahls befinden und die mit dem konzentrischen Dampfstrahl aus der Düse 10 nicht in Berührung kommen, treffen unvermeidlich auf der. Dampfschleier aus der Düse 11. Weiterhin führt da'. Zusammentreffen der beiden Dampfsirahlen aus den Düsen 10 und 11 zu einer Wirbelbewegung, die eine vollständige Befeuchtung der Produktteilchen gewährleistet. Messungen haben gezeigt, daß die Vorrichtung

ίο gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Vorrichtungen folgende Vorteile hat:

Der spezifische Dampfverbrauch, bezogen auf den Produkidurchsatz, ist um die Hälfte vermindert.
Der Anteil der unverkäuflichen Feinstoffe, die durch den Zyklon wiedergewonnen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wieder in die Anlage zurückgeleitet werden müssen, vermindert sich im Verhältnis 5:1.

Bei gleichem Durchmesser des Austrittsrohrs für das Produkt ist der Durchsatz doppelt so hoch.

Die Einstellung der Textur ist sehr erleichtert.

Die nachstehende Tabelle zeigt als Beispiel die prozentualen Gewichtsmengen des Siebrückstands 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 dergleichen Mischung aus Zucker und Kakao erhalten.

Tabelle

Sieböffnuiitü-n	Bekannle Düse	Düse gemäß
		der Erfindung
(μ)	',Ό	%
595	0,6	10,8
³⁵ 420	7.0	25.5
297	16,0	38.5
210	40,3	67,7
149	59.6	82.0
105	77.3	95,8
⁴⁰ 74	99,0	100,0

Diese Werte zeigen, daß das Sieb mit einer Maschenweite von 595 μ nur 0,6",, der mit Hilfe einer bekannten Düse erhaltenen Agglomerate zurückhält, jedoch 10,8 "„ der mit der Düse gemäß der Erfindung erhaltenen. Bei einem Sieb mit einer Maschenweite von 420 μ 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 Teilchen viel niedriger. Bei einer bekannten Düse gehen (100 —77,3) =- 22,7% durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 105 μ hindurch, dagegen nur (100 —95,8) =■ 4,2% bei der Düse gemäß der Erfindung.

Das Produkt ist also homogener; weiterhin kann sein spezifisches Gcwicli'. 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnune.en

Claims

Patentansprüche:

I.Vorrichtung zum Agglomerieren von pulverförmigen Lebensmitteln, bestehend aus einer Agglo- S merationskammer, einer zentral in die Kammer mündenden Förderleitung zur Einführung des zu agglomerierenden Guts sowie einer die Förderleitung konzentrisch umgebenden Außendüse als auch einer mittig zur Förderleitung angeordneten xo Düse zur Einführung von Befeuchtungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die mittig zur Förderleitung angeordnete Düse stromabwärts des Austrittsendes der Förderleitung vorgesehen und als Gegendüse (11) ausgebildet ist, deren ringförmige Austrittsöffnung für das zu versprühende Befeuchtungsmittel kegelstumpfförmig begrenzt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (9) des zu ao agglomerierenden Erzeugnisses mit einem kegelig erweiterten Austrittsende in den Agglomerisationsturm einmündet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche der zur Förderleitung (9) konzentrischen Auljendüse (10) für das Befeuchtungsmittel gegenüber dem Ende der Förderleitung (9) des pulverförmigen Erzeugnisses zurückversetzt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendüse (10) an ihrem die Förderleitung (9) umschließenden Ende eine kegelig abgeschrägte Stirnfläche aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendüse (11) bezüglich des Abstands von der Mündung der Förderleitung (9) für das zu agglomerierende Erzeugnis einstellbar ist.