DE1729439C3

DE1729439C3 - Process for making porous agglomerated products

Info

Publication number: DE1729439C3
Application number: DE19671729439
Authority: DE
Inventors: Reginald E. Still water Minn. Meade (V.St.A.)
Original assignee: DEC International, Inc., Madison, Wis. (V.StA.)
Priority date: 1966-05-26
Filing date: 1967-05-24
Publication date: 1977-05-12

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von porösen agglomerierten Produkten, z. B. von Nahrungsmitteln, bei dem Feststoffe enthaltende Flüssigkeiten in sehr kleinen Tröpfchen in einem Trocknungsgasstrom aufgegeben werden und rru.idestens ein Teil des Trocknungsgasstromes und der noch klebrige Oberflächen aufweisenden Tröpfchen gegen einen in einer Trocknungskammer befindlichen siebartigen Bauteil geströmt werden.The present invention relates to a method of making porous agglomerated products, e.g. B. of food, in which liquids containing solids are in very small droplets in one Drying gas flow are abandoned and rru.idesten a part of the drying gas flow and the droplets still having sticky surfaces against a sieve-like component located in a drying chamber can be flowed.

In den letzten Jahrzehnten wurde das Trocknen von Flüssigkeiten in zunehmendem Ausmaß durch Versprühen der zu trocknenden Flüssigkeit in einem heißen Gasstrom, der durch eine Trocknungskammer geht, und Sammeln der getrockneten Feststoffe durchgeführt. Dieses Verfahren, das allgemein als Sprühtrocknung bezeichnet wird, fand besonders weite Verwendung in der Nahrungsmittelindustrie zur Trocknung von Produkten, wie Milch, Sahne, Kaffeextrakt, Kakao, Fruchtsäften und Pflanzensäften, Extrakten und Aromastoffen. Eine Vielzahl von anderen Produkten, wie Medikamente, Reinigungsmittel, Seifen, kosmetische Präparate u. dgl. wurden ebenfalls nach diesem Verfahren getrocknet. Trotz dieses Erfolges der Sprühtrocknung zeigt sie einige wesentliche Nachteile, Begrenzungen <■,$ und Mangel.In recent decades, the drying of liquids has increasingly been carried out by spraying the liquid to be dried in a hot gas stream passing through a drying chamber and collecting the dried solids. This process, commonly referred to as spray drying, has found wide use in the food industry for drying products such as milk, cream, coffee extract, cocoa, fruit and vegetable juices, extracts and flavorings. A variety of other products, such as medicaments, detergents, soaps, cosmetic preparations, and the like, were also dried by this method. Despite this success, the spray drying it shows some significant disadvantages, limitations <■, $ and lack.

Ein Hauptnachteil besteht in der Ansammlung des Produktes an den Wänden der Trocknungskammer.A major disadvantage is the accumulation of the product on the walls of the drying chamber.

Obwohl sowohl senkrecht als auch waagerecht durchgeführte Sprühverfahren angewandt werden, wird bei den meisten im technischen Einsatz stehenden Sprühtrocknungseinrichtungen entweder zylindrische oder rechteckige Trocknungskammern angewandt, bei denen die Sprühdüse so angeordnet iit. daß das versprühte Material senkrecht entweder nach aufwärts oder nach abwärts durch die Kammer in einer Weise gerichtet wird, die spezifisch dazu bestimmt ist, daß eine Berührung des Materials mit der Wand und eine Abscheidung daran verhindert wird. Trotz dieser Bemühungen blieb die unvermeidliche Abscheidung von Materialien an den Wänden der Kummern ein Problem, insbesondere bei Produkten mit niedrigem Schmelzpunkt und Produkten, die wärmeempfindlich sind.Although both vertical and horizontal spray processes are used, the Most of the spray drying devices in technical use are either cylindrical or rectangular Drying chambers are used in which the spray nozzle is arranged in this way. that it sprayed Material is directed vertically either upwards or downwards through the chamber in a manner that is specifically intended that a contact of the material with the wall and a Deposition from it is prevented. Despite these efforts, the inevitable deposition of Materials on the walls of the griefs are a problem, especially for products with a low melting point and products that are sensitive to heat.

Aufgrund dieser Ansammlung des Materials ist es notwendig, daß der Trocknungsarbeitsgang unterbrochen wird, so daß ein Arbeiter in den Trocknungstank eintreten kann und manuell die Wände abschabt. Dieser Arbeitsgang ist nicht nur zeitraubend und unangenehm, sondern auch kostspielig und darüber hinaus erhöht sich die Gelegenheit zur Verunreinigung des Produktes, ein Faktor, der besonders im Fall von Nahrungsmitteln und pharmazeutischen Präparaten sehr ernsthaft ist. Weiterhin kann sich, auch nachdem der Tank abgeschabt wurde, aus dem an den Wänden des Tanks verbliebenen Material ein Gesundheitsproblem ergeben und sich ein schlechter Geruch oder Geschmack vcn Nahrungsprodukten ergeben. Im Fall von chemischen Produkten ist es häufig ungünstig, wenn Personen mit dem zu verarbeitenden Material in Berührung ^mmen.Because of this accumulation of material, it is necessary that the drying operation be interrupted so that a worker can enter the drying tank and manually scrape the walls. This Operation is not only time consuming and inconvenient, but also costly and, moreover, increases the opportunity for contamination of the product, a factor especially in the case of food and beverages pharmaceutical preparations is very serious. Furthermore, it can become even after the tank is scraped off became a health problem from the material left on the walls of the tank and a result in a bad smell or taste of food products. In the case of chemical products it is it is often unfavorable when people come into contact with the material to be processed.

Aufgrund der Neigung von Materialien, sich an den Wänden anzusammeln, wurde auch die Anwendung des Sprühtrocknens im allgemeinen auf solche Stoffe begrenzt, die entweder hohe Schmelzpunkte besitzen oder bei denen eine Wärmeschädigung hingenommen werden kann.Due to the tendency of materials to accumulate on the walls, the application of the Spray drying is generally limited to substances that either have high melting points or where heat damage can be accepted.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Sprühtrocknungsverfahren besteht darin, daß bei diesen charakteristisch eine wesentliche Menge von Staub an die Atmosphäre freigegeben wird, oder andererseits eine umfangreiche Staubsammlungsvorrichtung, beispielsweise ein Zyklon oder ein Textilbeutelfilter, die häufig größer sind als die Trocknung.svorrichtung selbst, erforderlich ist.Another disadvantage of previous spray drying processes is that they are characteristic a substantial amount of dust is released to the atmosphere, or otherwise one extensive dust collection device, for example a cyclone or a textile bag filter, which frequently are larger than the drying device itself is required.

Darüber hinaus variiert der Aufbau des bei gewöhnlichen Sprühtrocknungsverfahren gebildeten Produktes iti einem gewissen Ausmaß, d. h., das Produkt hat keine einheitliche Konsistenz, einige Teile sind hart, dicht und brüchig, während andere aus einem feinen losen Staub bestehen können. In einigen Flächen der Trocknungskammer, wo das Produkt sich in Ecken ansammelt, können sehr harte und sogar kristalline Massen gebildet werden, während sich in anderen Flächen relativ lüsgepackte pulverige Stoffe ansammeln.In addition, the structure of the product formed in conventional spray drying processes varies iti to some extent, d. i.e., the product is not of uniform consistency, some parts are hard, dense and brittle, while others may consist of a fine loose dust. In some areas of the drying chamber, where the product collects in corners, very hard and even crystalline masses can be formed while relatively loosely packed powdery substances collect in other areas.

Ein weiterer Nachteil üblicher Sprühtrockner besteht in dem stets auftretenden Wärmeverlust. Während ein Teil der verlustiggehenden Wärme in den aus dem Trockner entweichenden Teilchen des Feststoffmaterials abgeführt wird, geht eine zusätzliche Menge auch deshalb verloren, weil eine unzureichende Berührungszeit gegeben ist, um eine Sättigung der Trocknungsatmosphäre hervorzurufen.Another disadvantage of conventional spray dryers is the constant loss of heat. During a Part of the lost heat in the particles of solid material escaping from the dryer is discharged, an additional amount is also lost because there is insufficient contact time to saturate the drying atmosphere to evoke.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Verfahren liegt in der Tatsache, daß die in der Luft mitgerissenen Tröpfchen von unterschiedlichen Größen und unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt sämtliche den gleichen Trocknungsbedingungen unterworfen werden, undAnother disadvantage of previous methods is the fact that the airborne Droplets of different sizes and different moisture levels are all the same Are subjected to drying conditions, and

im allgemeinen dem gleichen Volumen an Trocknungsluft ausgesetzt sind. Infolgedessen zeigt sich bei den größeren Tröpfchen, die einen relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt haben, eine Neigung zur unvollständigen Trocknung, was natürlich ungünstig ist.are generally exposed to the same volume of drying air. As a result, the larger droplets that have a relatively high moisture content tend to be incomplete Drying, which of course is unfavorable.

Eine Vielzahl von anderen bisher vorgeschlagenen Trocknungssystemen ist entweder kostspielig oder in weitem Umfang unwirksam, um die vorstehend aufgeführten Problemstellungen zu ·, ermeiden, und sie fanden infolgedessen keine weite Anwendung. _IC A variety of other drying systems heretofore proposed are either costly or largely ineffective in solving the problems noted above, and as a result have not found widespread use. _IC

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung poröser agglomerierter Produkte mit Hilfe eines einfachen Verfahrens unter hoher Wärniewirksamkeit unter Erzielung von Agglomeraten gleichmäßiger Konsistenz und äußerst geringer Restfeuchtigkeit. ιThe object of the invention is to produce porous agglomerated products with the aid of a simple process with high thermal efficiency to achieve agglomerates more uniform Consistency and extremely low residual moisture. ι

Diese Ziele werden durch die erfindungsgemäß angewendeten Maßnahmen erreicht, daß bei dem einging¹·· beschriebenen Verfahren durch den Abzug des Trucknungsgases aus dem von dem siebartigen Bauteil ab"edeckten Trocknungsgasauslaß der Behandlungs- ; kammer ein Druckabfall zwischen den beiden Seiten des siebartigen Bauteiles erzeugt wird, wobei die Tröpfchen durch ihre klebrigen Oberflächen auf dem siebartigen Bauteil zu einer porösen Matte, die den weiteren Durchgang des Trocknungsgases erlaubt, aufgebaut werden und daß das Trocknungsgas durch die Matte bis in deren gewünschtem Trocknungsausmaß geströmtThese objectives are that in the method described ¹ ·· entered by the withdrawal of the truck drying gas from the from the screen-like member from "edeckten Trocknungsgasauslaß of the treatment achieved by the present invention measures applied; produced chamber a pressure drop between the two sides of the sieve-like component is wherein the droplets are constituted by their sticky surfaces on the sieve-like component to form a porous mat, which permits the further passage of the drying gas, and that the drying gas passed through the mat until the desired drying degree

Vorteilhaft wird der siebartige Bauteil während des Verfahrens fortlaufend bewegt und durch ihn die Matte kontinuierlich unter Freigabe einer frischen Sammeloberfläche für neue klebrige Tröpfchen mitbewegt wird.The sieve-like component is advantageously moved continuously during the process, and through it the mat is continuously moved with the release of a fresh collecting surface for new sticky droplets.

Vorteilhaft wird dabei auch zur Verhinderung des Durchgangs von Teilchen bei Beginn des Verfahrens auf den siebartigen Bauteil eine aus dem Agglomeriergut bestehende Überzugsschicht aufgetragen, deren Teilchen miteinander an ihren Berührungspunkten verbunden sind und durchgehende öffnungen freilassen.It is also advantageous to prevent the passage of particles at the start of the process A coating layer consisting of the agglomerated material is applied to the sieve-like component, the particles of which are connected to each other at their points of contact and leave open openings.

Das Verfahren ist aus zwei Phasen zur Trocknung dispergicrter Tröpfchen aufgebaut, wobei die erste Phase erfolgt, wenn die Tröpfchen durch die Trocknungsatmosphäre in der Kammer in Richtung auf den durch das Sieb abgedeckten Auslaß wandern und die zweite Phase eintritt, wenn die klebrigen Tröpfchen den siebartigen Bauteil erreichen und dort unter Bildung einer selbsttragenden porösen Matte aneinander gebunden werden, welche den Durchgang des Trocknungsgases erlaubt, um den Trocknungsvorgang zuThe process consists of two phases for drying dispersed droplets, the first of which The phase occurs when the droplets move through the drying atmosphere in the chamber towards the migrate through the screen covered outlet and the second phase occurs when the sticky droplets the Achieve sieve-like component and there together with the formation of a self-supporting porous mat be bound, which allows the passage of the drying gas to the drying process

vollenden. . , ... ,complete. . , ...,

Das Verfahren der Erfindung ist mit erheblichen Vorteilen verbunden, wie beispielsweise die größere Trocknungswirksamkeit.The method of the invention is significant with Associated advantages, such as the greater drying efficiency.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine wirksame Entfernung der letzten Spuren entfernbarer Feuchtigkeit ermöglicht. Ferner wird eine unerwünschte Ansammlung des Produktes an den Wänden des Trockners erheblich vermindert. Darüber hinaus ist das Verfahren auf empfindliche und schwierig zu trocknende Substanzen, beispielsweise empfindliche Nahrungsmittel und Pharmazeutika. anwendbar. Die Energieerfordernisse in bezug auf das zu trocknende Material sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geringer und schließlich wird zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung von wesentlich geringeren vertikalen Abmessungen angewendet als bei bisherigen Sprühtrocknungsverfahren. Hinzu kommt, daß der Materialverlust in Form von entweichendem Staub äußerst gering ist. Die erhaltenen hochporösen Agglomerate können auf vorbestimmte Größen zerteilt werden und besitzen bei Zugabe von Flüssigkeit Solortbzw. I nstant-Lösungseigenschaf ten.Effective removal of the last traces becomes more removable due to the method of the present invention Moisture allows. Furthermore, undesirable accumulation of the product on the Walls of the dryer significantly reduced. In addition, the procedure is delicate and difficult substances to be dried, e.g. sensitive foods and pharmaceuticals. applicable. the Energy requirements in relation to the material to be dried are according to the method according to the invention less, and finally, an apparatus of much less is used to carry out the method vertical dimensions than in previous spray drying processes. In addition, the Material loss in the form of escaping dust is extremely low. The highly porous agglomerates obtained can be divided into predetermined sizes and, when liquid is added, have Solortbzw. Instant solution properties.

Die bessere Trocknungswirksamkeit unter Erzielung einer geringeren Festfeuchte wurde anhand von Versuchen gegenüber dem Verfahren der DT-AS 10 85 468 nachgewiesen.The better drying efficiency while achieving a lower solid moisture content was based on Experiments against the procedure of DT-AS 10 85 468 proven.

Eine Lösung aus Maissirup und Saccharose wurde einerseits in dem Sprühtrockner gemäß der vorstehenden Literaturstelle und andererseits in der Vorrichtung unter Λnwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens getrocknet. Die Einlaßiuft hatte eine Temperatur von 160 C, die Auslaßluft eine Temperatur von 69" C. Die Abwäi tsgeschwindigkeit der Luft durch den Trockner betrug etwa 54 m je Minute.A solution of corn syrup and sucrose was on the one hand in the spray dryer according to the above Reference and on the other hand in the device using the method according to the invention dried. The inlet air had a temperature of 160 C, the outlet air a temperature of 69 "C. Die Downward speed of the air through the dryer was about 54 m per minute.

Die erhaltenen Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:The results obtained are shown below:

feuchtigkeit (Gew.-%)moisture (wt%)

Auf dem Sieb gemäß DT-ASOn the sieve according to DT-AS

10 85 468 gesammelte Probe (30 min) Auf dem Sieb gemäß DT-AS10 85 468 collected sample (30 min) on the sieve according to DT-AS

10 85 468 gesammelte Probe (5 min) Auf undurchlässiger Oberfläche10 85 468 sample collected (5 min) on impermeable surface

am Boden des Trocknersat the bottom of the dryer

gesammeltes Material (24 min)collected material (24 min)

Gemäß der Erfindung auf durchlässigem Förderband gesammeltes Material (24 min)Material collected according to the invention on a permeable conveyor belt (24 min)

6.06 6.316.06. 6.31

11,5 (dieses Material schmolz zu einem festen Glas) 1,5211.5 (this material melted into a solid glass) 1.52

Aus den Werten der vorstehenden Tabelle ergibt sich, daß die auf dem Sieb gemäß DT-AS 10 85 468 gewonnene Probe etwa den 4fachen Feuchtigkeitsgehalt im Vergleich zu dem gernäß der Erfindung gewonnenen Material aufweist. Ferner wurde der Feuchtigkeitsgehalt des auf dem Siebelement gemäß Vergleich gewonnenen Materials innerhalb eines Zeitraums von 25 min nur geringfügig von 6.31 auf 6.06% herabgesetzt. Das auf der undurchlässigen 45 Oberfläche am Boden des Trockr.ers gewonnene Material war ;tu festem Glas geschmolzen.From the values in the table above, it can be seen that the amount on the sieve in accordance with DT-AS 10 85 468 obtained sample about 4 times the moisture content compared to that according to the invention having recovered material. Furthermore, the moisture content of the screen element was according to In comparison, the material obtained within a period of 25 min was only marginally up to 6.31 6.06% discounted. That obtained on the impermeable 45 surface at the bottom of the dryer Material was; tu solid glass melted.

Die Troeknungswirksamkeit eines Verfahrens spiegelt sich in dem Endfeuchtigkeitsgehalt des gewonnenen Materials, wieder. Die obigen Versuche zeigen, daß 50 der Feuchtigkeitsgehalt des gemäß der Erfindung gewonnenen Materials etwa ¹A des beim Vergleich gewonnenen Materials beträgt. Der Endfeuchtigkeitsgehalt wirkt sich bei vielen Produkten wesentlich auf die Qualität aus., insbesondere wo der Verderb ein 55 erhebliches Problem darstellt, und folglich ist die Entfernung der letzten Spuren an Feuchtigkeit von ausschlaggebender Bedeutung.The drying efficiency of a process is reflected in the final moisture content of the recovered material. The above tests show that the moisture content of the material obtained according to the invention is approximately ¹ Å of the material obtained in the comparison. The final moisture content has a significant effect on the quality of many products, especially where spoilage is a significant problem and consequently removing the last traces of moisture is essential.

Die obigen Versuche zeigen, daß zur Herbeiführung einer gleichmäßigen Gasströmung durch die Matte die (κ.· Einstellung eines Druckgefälles über das Sieb mittels eines Gebläses oder einer ähnlichen Einrichtung sowie einsprechenden Leitungen, wobei ein Vorbeistreichen von Luft um das Sieb herum vermieden wird, notwendig ist. Aus den Versuchen ergibt sich, daß, wenn wenig oder ds keine Luft durch die Matte hindurchgeführt wird, ein erheblicher Verlust an Trocknungsfähigkeit zu verzeichnen ist.The above experiments show that to bring about a uniform flow of gas through the mat (κ. · Adjustment of a pressure gradient across the sieve using a blower or similar device as well as corresponding ducts, whereby a sweep by of air around the sieve is necessary. From the experiments it follows that if little or that no air is passed through the mat there is a significant loss of drying ability.

Es scheint, daß die auf dem Sieb gemäß der DT-ASIt appears that the ones on the sieve according to the DT-AS

10 85 468 ausgebildete untere Materialschichten durch darüberliegende Schichten abgeschirmt werden, so daß keine ausreichende Trocknung herbeigeführt werden kann.10 85 468 formed lower material layers through overlying layers are shielded so that sufficient drying is not brought about can.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert, worinThe invention is explained below with reference to the drawings, in which

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, teilweise in Ansicht, zeigt;F i g. 1 shows a vertical section of an embodiment shows an apparatus for carrying out the method according to the invention, partly in view;

F i g. 2 eine Ansicht darstellt, welche ein gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung angewandtes Verfahren erläutert;F i g. Fig. 2 is a view used according to another embodiment of the invention Procedure explained;

Fig. 3 ein sprühgetrocknetes Material darstellt, nachdem es von dem Sieb gemäß Fig. 2 abgenommen wurde;FIG. 3 illustrates a spray dried material after it has been removed from the screen of FIG would;

F i g. 4 ein anderes Material nach Abnahme vom Sieb darstellt.F i g. Figure 4 illustrates another material after it has been removed from the screen.

Man beginnt das Verfahren mit der zu trocknenden Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit als Ausgangsmaterial. Beispiele für derartige Ausgangsstoffe sind Pflanzensäfte, Fruchtsäfte, Milch, chemische Lösungen, wie wäßrige oder nicht polare Lösungen einer großen Vielzahl von Stoffen, beispielsweise reinen Elementen, Salzen und ganz allgemein Lösungen, Aufschlämmungen oder Suspensionen von sämtlichen durch Entfernung eines Lösungsmittels oder einer Suspendierflüssigkeit zu trocknenden Stoffen.The process is started with the liquid containing solids to be dried as the starting material. Examples of such raw materials are vegetable juices, fruit juices, milk, chemical solutions, such as aqueous or non-polar solutions of a wide variety of substances, for example pure elements, Salts and, more generally, solutions, slurries or suspensions of all by removal a solvent or a suspending liquid to be dried.

Die Trocknungsatmosphäre besteht normal aus wesentlich oberhalb von Raumtemperatur erhitzter Luft oder nicht erhitzter Luft mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt. The drying atmosphere normally consists of those that are heated significantly above room temperature Air or unheated air with low humidity.

Als erste Arbeitsstufe wird die zu trocknende Flüssigkeit in der sie trocknenden Atmosphäre in ausreichend kleinen Tröpfchen dispergiert, so daß der Flüssigkeitsbestandteil der flüssigen Tröpfchen leicht verdampft werden kann. Allgemein gilt, je kleiner der Durchmesser der Tröpfchen ist, falls die anderen Merkmale gleich bleiben, um so rascher wird die Feuchtigkeit entfernt.As a first step, the liquid to be dried is placed in the drying atmosphere sufficiently small droplets dispersed so that the liquid component of the liquid droplets easily can be vaporized. In general, the smaller the diameter of the droplets, if the others Characteristics remain the same, the faster the moisture is removed.

Dann wird die Trocknungsatmosphäre zusammen mit den mitgerissenen Tröpfchen, aus denen die Feuchtigkeit zu entfernen ist, zu einem durchbrochenen Sammlungsbauteil gerichtet. Wenn die Oberfläche der Teilchen noch im klebrigen Zustand ist, jedoch nicht mehr ausreichend Flüssigkeit enthält, damit sie zusammenfließt und ein relativ undurchlässiges kontinuierliches Material bildet, geht die Trocknjngsatmosphärc durch das durchbrochene Bauteil und das suspendierte teilchenförmige Material wird auf dem durchbrochenen Bauteil oder auf dem bisher gesammelten teilchenförmi- so gen Material oder auf beiden gesammelt.Then the drying atmosphere along with the entrained droplets that make up the moisture is to be removed, directed to an openwork collection component. When the surface of the Particle is still sticky, but no longer contains enough liquid for it to flow together and forms a relatively impermeable continuous material, the drying atmosphere passes through the perforated component and the suspended particulate material is on the perforated Component or on the previously collected particulate so-called material or collected on both.

Mit dem Ausdruck »Zusammenfließen« wird hier ein Verfließen oder Zusammenschmelzen der Teilchen unter Bildung eines relativ festen oder kontinuierlichen, wenig durchlässigen Materials verstanden, in dem die 5 Einzelteilchen ohne Vergrößerung nicht deutlich zu erkennen sind und worin die Abstände oder Zwischenräume zwischen den Teilchen relativ klein sind, falls überhaupt weiche vorhanden bind, verglichen ffni uci Größe der Teilchen. hoThe expression "flowing together" here means flowing or melting together of the particles understood to mean the formation of a relatively solid or continuous, less permeable material, in which the 5th Individual particles cannot be clearly seen without magnification and in which the gaps or gaps between the particles are relatively small, if any soft bind, compared to ffni uci Size of the particles. ho

Auf diese Weise werden die Teilchen so zusammengebracht, daß sie einander berühren, während die Oberflächen noch im klebrigen Zustand sind, und dabei werden Bindungen an den Berührungsstellen zwischen den Teilchen gebildet, so daß sich eine relativ stark '>> poröse spitzenartige Haut ergibt, wobei ein wesentlicher Anteil des dabei gebildeten Agglomerat aus verbindenden Zwischenräumen oder Poren /wischen den einander berührenden und verbundenen Teilchen besteht.In this way the particles are brought together that they touch each other while the surfaces are still sticky, and doing so bonds are formed at the points of contact between the particles, so that a relatively strong '>> Porous lace-like skin results, with a substantial proportion of the agglomerate formed connecting spaces or pores / wipe the touching and connected particles consists.

Die Fähigkeit der Teilchen, Bindungen oder Verschmelzungen auszubilden, hängt natürlich von der Art des Produktes selbst ab, ist jedoch zusätzlich im weiten Umfang von zwei weiteren Arbeitsbedingungen abhängig, nämlich der Temperatur der Teilchen zu dem Zeitpunkt, wo sie auf die Oberfläche des angesammelten Materials auftreffen und von deren Feuchtigkeitsgehalt. Somit wird bei einer konstanten Temperatur bei einem größeren Feuchtigkeitsgehalt eine starke Verbindung begünstigt. Im allgemeinen findet bei Erhöhung der Temperatur eine Verbindung statt, wobei ein geringerer Feuchtigkeitsgehalt erforderlich ist.The ability of the particles to form bonds or fusions naturally depends on the species of the product itself, but is also largely dependent on two other working conditions, namely the temperature of the particles at the time when they hit the surface of the accumulated Materials and their moisture content. Thus, at a constant temperature at a greater moisture content favors a strong bond. In general, when the Temperature a connection takes place, with a lower moisture content is required.

Im folgenden wird die während der sogenannten »Phase mit abnehmender Geschwindigkeit« auftretende Erscheinung erläutert. Nachdem sich die Teilchen auf dem Samrnelsieb abgeschieden haben, findet eine plötzliche Änderung in der Beziehung zwischen den Teilchen und der umgebenden Luft statt. Die Luft strömt dann über die Teilchen und um die Teilchen herum und durch die kleinen Zwischenräume zwischen den Teilchen in dem Agglomerat. Dabei erfolgt die Feuchtigkeitsentfernung aus den Teilchen mit weit höherer Geschwindigkeit. Im allgemeinen erfolgt die Entfernung der letzten Spuren der entfernbaren Feuchtigkeit mit abnehmender Geschwindigkeit. Hingegen findet gemäß der vorliegenden Erfindung nachdem die Bewegung der Teilchen durch die Abscheidung auf dem Bett oder Sieb aufgehört hat, eine erhebliche Zunahme der Geschwindigkeit des Trocknungsgases relativ zu den Teilchen statt. Dadurch ergib! sich eine wirksamere Entfernung der letzten Spuren vor entfernbarer Feuchtigkeit.The following is the one that occurs during the so-called "phase with decreasing speed" Appearance explained. After the particles have deposited on the collecting sieve, one finds sudden change in the relationship between the particles and the surrounding air takes place. The air then flows over and around the particles and through the small spaces between the particles in the agglomerate. The removal of moisture from the particles takes place with far higher speed. In general, the removal of the last traces of the removable ones takes place Humidity at a decreasing rate. In contrast, according to the present invention after the particles have stopped moving through the deposition on the bed or screen, a significant increase in the velocity of the drying gas relative to the particles takes place. Thereby give! a more effective removal of the last traces of removable moisture.

Die Strömung des Trocknungsgases durch die verbundenen Teilchen dauert an, bis die Feuchtigkeit ar ihrer Oberfläche entfernt ist, wodurch die Teilchen ar ihren Berührungsstellen miteinander verbunden wer den. Auf diese Weise baut sich eine Teilchenschicht au dem durchbrochenen Bauteil auf, durch die da; Trocknungsgas strömt und sie trocknet. Dabei dient di( Teilchenschicht auf dem durchbrochenen Bauteil al: Vorrichtung zum Sammeln frisch abgeschiedene! Teilchen. Wenn die Schicht zu dem gewünschter Feuchtigkeitsgehalt getrocknet ist. wird sie von den Sieb entfernt.The flow of the drying gas through the bonded particles continues until the moisture ar their surface is removed, whereby the particles are connected to each other at their points of contact the. In this way, a layer of particles builds up on the perforated component through which there; Drying gas flows and it dries. The (particle layer on the perforated component al: Device for collecting freshly deposited! Particle. When the shift to the desired Moisture content is dried. it is removed from the sieve.

Überraschend wurde festgestellt, daß die Teilchei nicht durch das durchbrochene Bauteil gehen, sonden sich in Form einer porösen selbsttragenden Matti ansammeln. Im allgemeinen hai die Teilchenschicht eim Stärke von mindestens der Summe der Dicke mehrere getrockneter Teilchen. Sie liegt häufig bei einige! Zentimetern. Die Hauptvorteile des Verfahrens sind:It was surprisingly found that the particle do not go through the perforated component, probe themselves in the form of a porous self-supporting matti accumulate. In general, the particle layer is present Thickness of at least the sum of the thickness of several dried particles. It is often with a few! Centimeters. The main advantages of the procedure are:

Fü'rFor

Teilchen aus dem Trocknungsmedium wird durc solche Teilchen, die bereits in der Schicri abgeschieden sind, bewirkt. Somu ergibt sich ein wcsci'iiiicMc Verminderung und in einigen Fäiie eine Vermeidung von Filtern im Trocknungsabga; strom.Particles from the drying medium are produced by those particles that are already in the Schicri are deposited, causes. Somu results in a wcsci'iiiicMc diminution and in some fäiie an avoidance of filters in the drying outlet; electricity.

2. Kann die Trocknung wirksamer erfolgen als bisher2. Can the drying take place more effectively than before?

3. Wird ein größerer Trocknungsgrad des Produkte erreicht, da das Material während einer Längere Zeit der Trocknungsatmosphäre ausgesetzt ist.3. If a greater degree of drying of the product is achieved because the material lasts longer Time is exposed to the drying atmosphere.

4. Ist es möglich, die unerwünschte Ansammlung de Produktes an den Wänden des Trockners wesen! lieh zu vermindern.4. Is it possible to reduce the unwanted accumulation Product on the walls of the dryer! lent to diminish.

5. Hat das getrocknete Produkt eine Form, in der es bequem aus der Trocknungszone in eine oder mehrere weitere Behandlungszonen überbracht werden kann.5. Does the dried product have a form in which it is conveniently transferred from the drying zone to an or several other treatment zones can be delivered.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einer Kammer 120, die durch eine Einlaßöffnung 123 mit einer Zufuhrleitung 122 und einem Heizelement 124 verbunden ist, in das eine Leitung 126 mit einem Schieber 128 und einem Gebläse 130 mündet. Zentral im oberen Ende der Kammer 120 befindet sich eine Düse 132 mit einer Zufuhrleitung 134 für das zu trocknende Produkt. Die Flüssigkeit wird von einem Lagertank 136 mittels einer Pumpe 138 gefördert. Die aus der Düse 132 versprühte Flüssigkeit bildet anfangs feuchte Tröpfchen 140. Diese werden in der erhitzten Luft, die aus der Leitung 122 abwärts ströml, getragen. Sie treffen dann auf ein bewegtes durchbrochenes Element oder Sieb 144, welches über im Abstand befindlichen Walzen 146 mit Riemenantrieb 150 und 148 gefördert wird. 152 ist ein Geschwindigkeitsverringerer, der mittels eines Motors 154 angetrieben wird. Das Band 144 kann aus vielerlei Material bestehen, beispielsweise aus einem gewebten Drahtsieb oder einem perforierten Metallblech.The in F i g. 1 for carrying out the method according to the invention consists of a chamber 120 which is connected by an inlet opening 123 to a supply line 122 and a heating element 124 into which a line 126 with a slide 128 and a fan 130 opens. Centrally in the upper end of the chamber 120 is a nozzle 132 with a supply line 134 for the product to be dried. The liquid is conveyed from a storage tank 136 by means of a pump 138. The liquid sprayed from the nozzle 132 initially forms moist droplets 140. These are carried in the heated air flowing down the line 122. They then hit a moving perforated element or screen 144, which is conveyed via rollers 146 with belt drives 150 and 148 located at a distance from one another. 152 is a speed reducer that is driven by a motor 154. The belt 144 can be made from a variety of materials, such as woven wire mesh or perforated sheet metal.

Auf dem durchbrochenen Band 144 bildet sich eine Schicht des Materials 160, durch die die Trocknungsluft strömt. Diese wird bei 162 unterhalb des Siebes durch eine Leitung 164 abgesaugt. Das durchbrochene Sieb 144 trägt die Schicht durch eine öffnung 168 in eine zweite Kammer 166. Die Leitung 164 ist mit einem Sauggebläse 170 verbunden, welches über einen Geschwindigkeitsverringerer 172 durch einen Motor 174 angetrieben wird. Vom Gebläse 170 geht die Luft durch einen Schieber 176. In die Kammer 166 mündet eine Einiaßleitung 180 mit einem Luftkühler 182 und einem Filter 184. Unterhalb der Kammer 166 und unter dem Sieb 144 liegt eine Kammer 186 mit einer Auslaßleitung 190, die zu einem Gebläse 192 mit Motor 194 führt. Ein Geschwindigkeitsverringerer ist mit 196 bezeichnet, ein Schieber mit 198. Das durchbrochene Bauteil 144 und die Walzen sind innerhalb einer Kammer 210 befestigt. An ihrem Boden befindet sich ein Abstreifblatt 212 zum Abschaben des Materials vom durchbrochenen Band 144. A layer of material 160 through which the drying air flows is formed on the perforated belt 144. This is sucked off at 162 below the screen through a line 164. The perforated screen 144 carries the layer through an opening 168 into a second chamber 166. The line 164 is connected to a suction fan 170 which is driven by a motor 174 via a speed reducer 172. The air from the fan 170 passes through a slide 176. An inlet line 180 with an air cooler 182 and a filter 184 opens into the chamber 166. Below the chamber 166 and below the screen 144 is a chamber 186 with an outlet line 190 which leads to a fan 192 with engine 194 leads. A speed reducer is designated with 196, a slide with 198. The perforated component 144 and the rollers are fastened within a chamber 210. At its bottom is a scraper blade 212 for scraping the material from the openwork band 144.

Wenn das Band 144 über die Walze 148 läuft, zerbricht das Material zu Stücken 200, die in einen Sammeltrog 204 fallen. 206 und 208 bezeichnen einen Sichter.As the belt 144 passes over the roller 148 , the material breaks into pieces 200 which fall into a collecting trough 204. 206 and 208 denote a classifier.

In Fig. 2 ist als weitere Ausführungsform ein Gehäuse 20 gezeigt, welches einen Teil einer waagerechten Leitung darstellt. Ein gasförmiges Tragmedium, beispielsweise erhitzte Luft 22, wird durch die Tragleitung von links nach rechts und durch ein Sieb 24 gedruckt, das so befestigt ist. daß es sich über den gesamten Querschnitt des Gefäßes 20 erstreckt, so daß die gesamte erhitzte Luft 22 durchtreten muß. Stromaufwärts von dem Sieb 24 befindet sich eine Düse 26. die das zu trocknende flüssige Material einsprüht (28). Dieses sammelt sich dann als poröse rviaue 30.In Fig. 2, a housing 20 is shown as a further embodiment, which is part of a horizontal Line represents. A gaseous support medium, for example heated air 22, is through the Carrying line from left to right and printed through a screen 24 so attached. that it is about the entire cross section of the vessel 20 extends so that all of the heated air 22 must pass through. Upstream of the screen 24 is a nozzle 26. which sprays the liquid material to be dried (28). This then collects as a porous via 30.

Die Stärke dieser Abscheidung auf dem Sieb kann variieren. Es wurde festgestellt, daß. falls ein senkrechtes stationäres Sieb angewandt wird, die Stärke des auf dem unteren Ende des Siebes abgeschiedenen Materials bisweilen viel größer ist als an dem Oberteil. Beispielsweise war die Stärke des in einem Fall auf einem senkrechten Sieb abgeschiedenen Materials am Oberteil 1,25 cm und am Rodenende etwa 7.5 cm.The strength of this deposit on the sieve can vary. It was found that. if a vertical stationary screen is applied, the thickness of the material deposited on the lower end of the screen is sometimes much larger than on the top. For example, the strength of the in one case was on a vertical sieve of deposited material at the top 1.25 cm and at the clearing end about 7.5 cm.

Die auf dem Sieb 24 gebildete Matte 30 ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Die Oberfläche 30a, die an dem Sieb 24 anstößt, zeigt das Muster der Sieboberfläche. Falls das Material relativ klebrig zum Zeitpunkt der Abscheidung ist, sind ausgeprägte Kerbungen und Kanäle 30b senkrecht zu der Oberfläche 30a, wie in Fig.4 gezeigt, vorhanden. Falls das Material weniger Feuchtigkeit enthält oder nur wenig klebrig ist, hat es die unregelmäßige Oberfläche ohne sichtbare Einkerbungen oder Markierungen, wie in F i g. 3 gezeigt.The mat 30 formed on the screen 24 is shown in FIGS. 3 and 4 shown. The surface 30a that abuts the screen 24 shows the pattern of the screen surface. If the material is relatively sticky at the time of deposition, there will be pronounced notches and channels 30b perpendicular to surface 30a as shown in Figure 4. If the material contains less moisture or is only slightly tacky, it has the irregular surface with no visible notches or marks, as in FIG. 3 shown.

example 1

Ein gelbes Kuchenvorgemisch wurde aus 54 Teilen Mehl, 29 Teilen Rohrzucker, 14 Teilen Fett, das sowohl Backfett als auch Emulgatoren enthielt, hergestellt und auf 3 Gew.-% Feuchtigkeit getrocknet. Das Trockengemisch wurde zu Wasser zugegeben, so daß sich eine Suspension mit 44,2% Feststoffgehalt ergab. Die Vermischung wurde in einem Hochgeschwindigkeitsmischer von bekannter Art durchgeführt und Luft wurde in den Beschickungsstrom mit einem Druck von 267 atü eingeführt. Das erhaltene lufthaltige Gemisch hatte eine Dichte von 0,85 g/ccm, während, wenn die eingeschlossene Luft aus dem Gemisch entfernt wurde, die Dichte 1,15 g/ccm betrug. Die Viskosität der lufthaltigen Suspension bei 52° C betrug 1200cp. Die erhaltene Suspension wurde erhitzt und mit einem Druck von 246 atü zu der Sprühdüse zugeführt, wo die Temperatur etwa 51°C betrug. Die Temperatur bei trockener Thermometerkugel des zu der Trockeneinrichtung zugeführten Trocknungsgases wurde zwischen 156 und 163° C gehalten und die Temperatur bei feuchter Thermometerkugel betrug weniger als 43°C. Die durch die Leitung abgeblasene Luft hatte eine Temperatur zwischen etwa 88 und 90⁰C. Diese durch die Leitung 102 abgeblasene Luft hatte weiterhin einen Taupunkt von etwa 34° C. Die Menge der Eintrittsluft wurde am Einlaß auf etwa 71 mVmin geschätzt. Das durchbrochene Sammlungssieb 84 hatte eine Fläche von etwa 0,186 m² und bestand aus einem gewebten Sieb aus rostfreiem Stahl, welches aus einem runden Draht von 0,38 cm mit 10 Maschen/2,5 cm bestand. Der Abstand des Siebes von der Düse betrug 2,82 m.A yellow cake premix was made from 54 parts of flour, 29 parts of cane sugar, 14 parts of fat containing both shortening and emulsifiers, and dried to 3% by weight moisture. The dry mixture was added to water to give a suspension with 44.2% solids content. Mixing was carried out in a high speed mixer of known type and air was introduced into the feed stream at a pressure of 267 atmospheres. The resulting aerated mixture had a density of 0.85 g / ccm, while when the entrapped air was removed from the mixture, the density was 1.15 g / ccm. The viscosity of the air-containing suspension at 52 ° C was 1200cp. The resulting suspension was heated and fed at a pressure of 246 atmospheres to the spray nozzle, where the temperature was about 51 ° C. The temperature of the drying gas supplied to the drying device when the thermometer bulb was dry was kept between 156 and 163 ° C and the temperature when the thermometer bulb was wet was less than 43 ° C. The blown-off air through the line had a temperature between about 88 and 90 ⁰ C. This blown-off through the line 102 air had continued to a dew point of about 34 ° C. The amount of the inlet air was estimated at the inlet to about 71 mVmin. The broken Sammlungssieb 84 had was an area of about 0.186 m ^2, and consisted of a woven stainless steel screen, which is cm of a round wire of 0.38 with 10 stitches / cm 2.5. The distance between the screen and the nozzle was 2.82 m.

Beim ersten Versuch wurde eine trockene zerreibbare hochporöse agglomerierte Masse auf dem Sammelsieb mit einem Feuchtigkeitsgehalt bei der Entfernung von 2.3 Gew.-% Feuchtigkeit abgeschieden. Zum Vergleich hatte das von der Innenwand der Trocknungskammer gesammelte Produkt einen Feuchtigkeitsgehalt von 2,6 Gew.-%. Sämtliche vorstehend angegebenen Prozentsätze sind als Gewichtsteile angegeben.On the first attempt, a dry, friable, highly porous agglomerated mass was found on the collecting screen deposited with a moisture content upon removal of 2.3% by weight moisture. To the By comparison, the product collected from the inner wall of the drying chamber had a moisture content of 2.6% by weight. All percentages given above are in parts by weight specified.

Bei einem zweiten Versuch wurde eine etwas niedrigere Austrittstemperatur angewandt. Bei diesem Versuch wurde ein Produkt auf dem Sammelsieb mil einem Feuchtigkeitsgehalt von 3.6% erhalten. Das aul der Wand der Trocknungskammer gesammel'.e Material hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 4,2%.A slightly lower exit temperature was used in a second experiment. With this one Experimentally, a product was obtained on the collecting screen with a moisture content of 3.6%. The aul The material collected on the wall of the drying chamber had a moisture content of 4.2%.

Example 2

Eine Aufschlämmung von Mehl in Wasser wurde ir praktisch der gleichen Weise wie im Beispiel 1 getrocknet, wobei jedoch Mehl anstelle der dor beschriebenen Kuchenmischung angewandt wurde. Ir diesem Fall betrug die Lufteinlaßtemperatur 163°C. Di« Temperatur der durch die Leitung abgeblasenen Luf betrug etwa 85°C. Im Verlauf des Betriebes wurde eil äußerst poröses zerreibbares Agglomerat auf denA slurry of flour in water was dried in practically the same manner as in Example 1, except that flour was used in place of the cake mix described therein. In this case, the inlet air temperature was 163 ° C. The temperature of the air blown off through the line was about 85 ° C. In the course of operation, an extremely porous, friable agglomerate was deposited on the

709 619/58709 619/58

ίοίο

chbiochenen Sieb gesammelt. Der Feuchtigkeitsget des Agglomerats betrug 5,6%. Zum Vergleich gte das auf den Wänden der Trocknungskammer ammelte Material einen Wert von 11,2%.
iei einem zweiten Versuch, wobei die Lufteinlaßiematur auf 166°C und die Temperatur des duidi die Leitung weggehenden Trocknungsgases auf 69⁰C geändert wurde, hatte das erhaltene, auf dem Sieb gesammelte Agglomerat einen Feuchtigkeitsgehalt von 6,3%. Zum Vergleich zeigte das auf den Innenwänden der Trocknungskammer gesammelte Material einen Wert von 29,7%.chopped sieve collected. The moisture content of the agglomerate was 5.6%. For comparison, the material ammelted on the walls of the drying chamber had a value of 11.2%.
iei a second experiment, the Lufteinlaßiematur to 166 ° C and the temperature of the line duidi outgoing drying gas was changed to 69 ⁰ C, had the obtained collected on the sieve agglomerate having a moisture content of 6.3%. For comparison, the material collected on the inner walls of the drying chamber showed a value of 29.7%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for making porous agglomerated products, e.g. B. of food, liquids containing solids in very small droplets in a drying gas stream are abandoned and at least part of the drying gas flow and the still sticky Surfaces having droplets against a sieve-like located in a drying chamber Component are flowed, characterized in that that by the withdrawal of the drying gas from the drying gas outlet covered by the sieve-like component of the container treatment chamber, a pressure drop is generated between the two sides of the sieve-like component, wherein the droplets through their sticky surfaces on the sieve-like component to a porous mat, which allowed the further passage of the drying gas to be built up and that the drying gas through the mat up to its desired Drying extent is flowed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sieve-like component during the Method is continuously moved and through it the mat continuously releasing a fresh collecting surface for new sticky droplets is moved with it.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that ^ ur prevention of passage of particles at the beginning of the process onto the sieve-like component one from the agglomerated material existing coating layer is applied, the particles of which with one another at their points of contact are connected and leave open openings.