DE1925397A1 - Einrichtung zur Waerme-,Kaelte- und/oder Stoffbehandlung koernigen,rieselfaehigen Gutes - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Wärme-, Eälte- und/oder Stoffbehandlung körnigen, rieselfähigen Gutes Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Wärme-, Kälte- und/oder Stoffbehandlung körnigen, rieselfähigen Gutes, insbesondere von Nahrungs- und Genußmitteln wie Kaffee und Kakao, mit einer Bördervorrichtung und mit oberhalb des auf der Bördervorrichtung transportierten Gutes angeordneten, einen zumindest tiberwiegend gasförmigen Behandlungsstrom auf das Gut führenden Düsen. Der Behandlungsstrom kann dabei Warmluft zum Anwärmen oder Rösten, Kaltluft zum Abktihlen oder ein anderes Gas oder ein anderer Dampf beliebiger Temperatur sein, der zusätzlich flüssige oder feste Schwebeteilchen zur chemischen oder physikalischen Behandlung des Gutes enthalten kann. Auch kann der Behandlungsstrom gleichæeitig zum Reinigen des Gutes von unerwunschten, feinteiligen Beimengungen dienen, So werden beispielsweise beim Rösten von Kaffee von dem auf ihn aufgeblasenen Heißluftstrom gleichzeitig die an den Kaffeebohnen anhaftenden, silbrigen HEutchen entfernt.
• Bei Einrichtungen der genannten Art ist es bekannt, den Transport des zu behandelnden. Gutes mittels Vibratoren, Förderbändern oder Taschenförderern durchzuführen. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß das dem Behandlungsstrom ausgesetzte Gut nicht gleichzeitig mit seiner Behandlung zuverlässig gemischt wird und daß somit die einzelnen Körner des Gutes nicht untereinander gleichmäßig behandelt werden. Außerdem erfordern diese Einrichtungen dann einen großen Bauaufwand, wenn mehrere Behandlungszonen, beispielsweise eine Röst- und eine I£ühlzone, von dem Gut mit verschiedener Geschwindigkeit durchlaufen werden sollen. Dann muß nämlich in jeder Behandlungszon.e eine eigene Fördervorrichtung vorhanden sein, und die Fördervorrichtungen müssen untereinander durch Übergabe einrichtungen oder durch ein teilweises Überlappen verbunden sein. Das teilweise uberlappen, beispielsweise von Förderbändern, bedingt wiederum deren in der Höhe versetzte Anordnung und damit eine große Bauhöhe.
• Es sind weiterhin pneumatische ransportinrichtungen bekannt, die durch Auf- oder Unterblasen von Luft ein aufgelockertes, fließfähiges Gemisch erzeugen. Diese Transporteinrichtungen haben jedoch einen. hohen Energiebedarf und bedingen daher hohe Energiekosten, und es ist eine aufwendige Regelung der zugeführten Luftmenge erforderlich, da bei nicht einwandfreier Regelung die Gefahr von Luftdurchbrüchen., Aufwirbelung von Feinanteilen. und - bei perforierten Rinnen - von Verstoprungen besteht.
• Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs genannten. Art dadurch gelöst, daß die Pördervorrichtung ein.e sich drehende Schneckentrommel'mit auf ihrer Innenseite gebildeten Schneckengängen ist und daß die Düsen innerhalb der Schneckentrommel angeordnet sind; Bei der neuen Einrichtung ergibt sich dadurch , daß die Umfangs geschwindigkeit der Schneckentrommel größer ist als die Transportgeschwindigkeit des Gutes in Längsrichtung der Schneckentrommel, eine RelativUez^3egung zwischen Fördervorrichtung und Gut, die in Kombinationswirkung mit der besonderen Gestalt der Schneckentrommel eine stetige Umwälzung und Durchmischung des Gutes bewirkt, woraus sich eine vollkommen gleichmäßige Behandlung aller einzelner Körner des Gutes ergibt. Auch werden besondere Abdeckungen der Transportvorrichtung, die ein Entweichen des Behandlungsstroms nach seinem Auftreffen auf das Gut verhindern sollen,'durch die allseits geschlossene Gestalt der Schneckentrommel überflüssig.
• Zur weiteren Förderung der Durchmischung des Gutes-können die zylindrischen Teile der Innenwand der Schneckentrommel eine Rauhigkeit aufweisen-. Diese kann dadurch erzielt werden, daß zylindrische Teile der Innenwand der Schnekkentrommel mit etwa parallel zu deren Längsachse verlaufenden Rippen, Schikanen oder dergleichen versehen sind.
• Die neue Einrichtung bietet die Möglichkeit,in einfacher Weise auf der axialen Länge der Schneckentrommel Behandlungszonen mit untereinander verschiedenen. Behandlungsströmen bei verschiedenen Transportgeschwindigkeiten des Gutes vorzusehen. Verschiedene ransportgeschwindigkeiten werden nämlich in einfacher Weise dadurch erreicht, daß auf der axialen Länge der Schneckentrommel Bereiche mit untereinander verschiedenen Steigungen.der Schneckengänge vorgesehen sind. Diese Bauweise ist daher vorzugsweise fUr die Ausführung der Einrichtung vorgesehen. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, auf der axialen Länge der Schneckentrommel mindestens einen Bereich vorzusehen, in dem die die Schneckengänge bildenden, sich radikal erstreckenden Wandungen in axialer Richtung Öffnungen aufweisen. Dadurch können ständig Teilmengen des Gutstroms in einen in der Transportrichtung folgenden Schneckengang ausweichen, und die Gesamt-Transportgeschwindigkeit des Gutstroms wir verringert.
• Eine weitere Möglichkeit, innerhalb der Schneckentrommel verschiedene Transportgeschwindigkeiten zu erreichen, besteht darin, daß die Schneckentrommel aus mindestens zwei miteinander fluchtenden, jeweils einzeln rotierend angetriebenen Teilabschnitten besteht. Bei gleicher Steigung der Schneckengänge in beiden Teilabschnitten verhalten sich dann die Transportgeschwindigkeiten wie die jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der Teilabschnitte.
• In allen Fällen kann es gtinstig sein, zur Akpas3ung an verschiedene Gutarten einen. die Schneckentrommel drehenden Antrieb in seiner Drehzahl stufenlos verstellbar zu machen.
• Die Bereiche unterschiedlicher Gestaltung der Schneckengänge können graduell oder jeweils an einer definierten Stelle ineinander übergehen. In jedem Fall werden diese Bereiche vorzugsweise so angeordnet, daß sie jeweils in ihrer Länge und ihrer Lage innerhalb der Schneckentrommel mit einer Behandlungszone übereinstimmen.
• Für einen unkomplizierten Aufbau der Einrichtung ist es günstig, die Düsen gruppenweise auf einem Iräger anzuordnen. Dieser Träger kann rohrförmig oder kanalförmig ausgebildet sein, und der Behandlungsstrom kann durch ihn hindurch den Düsen zugeführt werden.
• Die Körner des Gutes werden auf der Innenwand der Schnekkengänge durch Reibung jeweils so lange mitgenommen, bis sie abrutschen und umgewälzt werden. Daher befindet sich die Mitte des Gutatromes in der Schneckentrommel nicht senkrecht unterhalb deren Längsachse, sondern ist dieser gegenüber um einen je nach den Eigenschaften des Gutes verschiedenen Winkel versetzt. Die Düsen sollen senkrecht auf die Oberfläche des so versetzten Gutstromes gerichtet sein. Um dies auch bei verschiedenen Gutarten zu erreichen, kann vorgesehen sein, daß der Anstellwinkel der Düsen jeweils in einer zur Längsachse der Schneckentromnel senkrechten Ebene verstellbar ist. Sind die Düsen gruppenweise auf einem Träger angeordnet,-so kann die Verstellung in der Weise erfolgen, daß der Träger mit einer Gruppe von Düsen um eine zur Längsachse der Schnekkentrommel parallele Achse verstellt wird. Ist der Iräger exzentrisch zur Längsachse der Schneckentrommel angeordnet, so kann beispielsweise die Verstellung des rägers um seine Längsachse oder um die Längsachse der Schneckentrommel erfolgen.
• Da sich der Schüttwinkel des Gutes während seiner Behandlung, beispielsweise durch die Aufnahme oder Abgabe von Feuchtigkeit, verändern kann und demgemäß jeweils verschiedene Anstellwinkel der Düsen erforderlich sein können, werden in verschiedenen Behandlungszonen auf unabhängig voneinander verstellbaren Trägern angeordnete Gruppen von Düsen vorgesehen.
• Zur Steigerung der gleichmäßigen Behandlung oder beispielsweise zur nur sehr kurzzeitigen Erhitzung der einzelnen Körner des Gutes kann es vorteilhaft sein, die Düsen in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Obwohl diese grundsätzlich auch in Richtung der Längsachse der Schneckentrommel möglich wäre, ist es jedoch konstruktiv einfacher, den Träger mit einer Gruppe von Düsen um eine zur Längsachse der Schwenktrommel parallele Achse hin- und herschwenkend anzutreiben. Die Grenzen des dabei überstrichenen Schwenkweges können dabei im Sinne einer Festlegung eines mittleren Anstellwinkels, beispielsweise durch Einstellung der Exzentrizität eines Antriebes,veränderbar sein.
• Um eine Vermischung der Behandlungsströme benachbarter Behandlungszonen zu vermeiden, kann zwischen diesen Behandlungszonen jeweils eine Trennwand vorgesehen sein.
• Diese kann so gestaltet sein, daß sie an dem Träger befestigt; ist und radial nacn außen bis in die Nähe des inneren Endes einer Schneckengänge bildenden, sich radial erstreckenden Wandung reicht. Um dann auch noch ein Umströmen des äußeren Endes der Trennwand durch einen Schneckengang hindurch schwieriger zu machen, kann weiter das äußere Ende der Trennwand von einer mit der Sohneckentrommel umlaufenden Rohrmanschette umgeben sein. Sind in den Behandlungszonen jeweils unabhängig voneinander schwenkbare oder verstellbare Träger angeordnet, so können die zuletzt genannten Maßnahmen zusätzlich dazu dienen, den Träger über die Trennwand zumindest radial auf der Innenseite der Rohrmanschette abzustützen.
• Die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Vorteile seien im folgenden anhand der Zeichnung naher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 einen Längsschnitt-durch die Einrichtung gemäß , Fig..i.
• Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung weist als Fördervorrichtung eine Schneckentrommel 10 auf, die sich gemäß der in Fig.1 angedeuteten Pfeilrichtung dreht.
• Auf der Innenseite der Schneckentrommel 10 sind durch sich radial erstreckende, schneckenförmig verlaufende Wände 11 Schneckengänge gebildet. Durch diese wird bei der Drehung der Schneckentrommel 10 ein Strom eines körnigen, rieselfähigen Gutes, beispielsweise von Kunststoff oder von Kaffee, transportiert. Der Transport erfolgt in Fig. 2 von links nach rechts In der Schneckentroiniitel 10 sind mindestens zwei Behandlungszonen A und R gebildet, in denen.das Gut 12 unterschiedlich behandelt wird. Innerhalb der Behandlungszone A weist die Schneckentrommel 10 einen Bereich mit einer gegenüber der Behandlungszone B geringeren Steigung der Schneckengänge auf. Hier ist daher die Dransportgeschwindigkeit des Gutes 12 geringer, die Höhle des Gutsstromes größer und die wärme- oder stoffaustauschende Oberfläche des Gutsatromes im Verhältnis zu dessen Volumen kleiner als in der Behandlungsone B. Zur besseren Umwälzung des Gutes 12 während seines Transports durch die Schneckentrommel 10 innerhalb der Schneckengänge sind auf deren zylindrischen Teilen etwa parallel zur Längsachse der Schneckentrommel 10 verlaufende Rippen 13 vorgesehen.
• Eine leichte Schrägstellung der Rippen 13 ist ebenfalls denkbar; damit würde eine zusätzliche Beschleunigung oder Verzögerung des Gutes und damit eine Unterstützung der Wirkung der unterschiedlichen Steigungen der Schneckengänge erreicht.
• Innerhalb der Schneckentrommel 10 ist in der Behandlungszone A eine Gruppe von Düsen 14 und in der Behandlungszone B eine Gruppe von Düsen 15 vorgesehen. Durch diese wird jeweils ein zumindest überwiegend gasförmiger Behandlungsstrom auf die Oberfläche des Gutes geführt.
• Durch die ihm durch die Düsen 14, 15 verliehene hohe Geschwindigkeit dringt der Behandlungsatrom zumindest in die oberste Schicht des Gutes ein, so daß ein inniger Wärme- und/oder Stoffaustausch gegeben ist. Da bekanntlich der Wärmeübergang mit steigender Geschwindigkeit des Behandlungastromes erhöht werden kann, können beispielsweise Luft- oder Dampfgeschwindigkeiten verwendet werden, die über der normalen Schwebegeschwndigkeit des Gutesxliegen. Die Geschwindigkeit des Behandlungastromes ist in den beiden Behandlungßzonen A, B unterschiedlich beliebig einstellbar und kann somit dem Korngewioht des Gutes angepaßt werden, eo daß ein Herausßchieudern enzelner Körner jeweils sicher vermieden wird.
• Die Gruppen von Düsen 14, 15 sind jeweils auf einem rohrförmigen Träger 16 bzw. 17 angeordnet durch den hindurch ihnen der Behandlungsstrom zugeführt wird. Die Zufuhr erfolgt dabei in Big. 2 zu den Düsen 14 von links her, zu den Düsen 15 von rechts her. Sind mehr als zwei Behandlungszonen vorgesehen, so können die Träger weiterer Düsen mittels durch das Innere der übrigen Träger hindurch verlegter Rohrleitungen gespeist werden. Die AbSührung des Behandlungsstromes nach seinem Auftreffen auf das Gut 12 erfolgt im dargestellten Beispiel in Längsrichtung der Schneckentrommel 10, kann Jedoch auch durch innerhalb von Trägern vorgesehene. Kanäle oder bei genügender Breite der Wände 11 durch in diesen vorgesehenen, radial verlaufende Schlitze erfolgen. Zur Abdichtung der Träger 16, 17 gegeneinander und zur Abteilung der Behandlungszonen A, B ist eine. am Ende des Trägers 17 befestigte, scheibenförmige Trennwand 18 vorgesehen, die an ihrem äußeren Ende in der Nähe des inneren Endes eine Wand 11 eine rohrförmige Manschette 19 trägt. Das innere Ende des Tragers 16 ist mittels einer Abschlußwand 20 verschlossen und mittels eines zur Schneckentrommel 10 koaxialen Zapfens 21 in der Trennwand 18 unabhängig drehbar gelagert. Kann der Träger 17 an seinem nicht dargestellten äußeren Ende nicht radial gehalten werden, so kann in Abweichung vom dargestellten Ausführungsbeispiel die rohrförmige Manschette im Innern der Soneckentrommel 10 befestigt und die Trennwand 18 auf ihr radial und gewünschtenfalls auch axial drehbar gelagert werden. In jedem Fall müssen die Träger 16, 17 dann, wenn eine Trennwand 18 vorhanden ist und eine Verstellbarkeit des Anstellwinkels und/oder ein hin- und hergehendes Schwenken der Düsen 14, 15 gewünscht wird, um die in Fig. 2 strichpunktiert angedeutete Längsachse der Schneokentrommel 10 verstellbar bzw. schwenkbar sein.
• Die Düsen 14, 15 haben üblicherweise einen von der Senkrechten abweichenden Verlauf, um senkrecht auf die Oberfläche des durch Reibung innerhalb der Schneckentrommel 10 mitgenommenen Gutes 1k zu blasen. Durch eine Verdrehung der Träger 16, 17 kann nötigenfalls der Anstellwinkel der Düsen 14, 15 geändert werden. Zusätzlich ist eine oszillierende rotatorische Bewegung der Träger 16,17 jeweils einzeln möglich; der in Fig. 1 dargestellte Träger 17 befindet sich im unteren Umkehrpunkt einer solchen oszillierenden Bewegung, wahrend sein oberer Umkehrpunkt dem in Fig. 1 rechten, oberen Ende des Gutes 12 entspricht.
• DieSchneckentrommel 10 gibt an ihrem nicht dargestellten, in Fig. 2 rechten Ende einen kontinuierlichen Gutsstrom ab, so daß ein stets gleichmäßiger Durchlauf ohne ein Zurückbleiben von einzelnen Körnern des Gutes, die hierdurch über- oder unterbehandelt werden könnten, gewährleistet ist. Ein Rückstau des Gutes 12 durch den aufgeblasenen Behandlungßstrom ist jedenfalls nicht möglich; die Transportgeschwindigkeit des Gutes 12 ist unabhängig von der Intensität des Behandlungsstromes.
• In weiterer Ausgestaltung der Einrichtung kann vorgesehen sein, daß in der Schneckentrommel 10 oberhalb des Gutes 12 eine Strahlungsheizvorrichtung vorgesehen ist. So können beispielsweise elektrische Heizstrahler an mindestens einem der Träger 16, 17 befestigt sein, womit erreicht wird, daß die Heizstrahler wie die Düsen 14, 15 immer genau auf die Oberfläche des Gutsstromes 12 eingestellt werden können. Die Leistung der Heizstrahler ist voreugaweise verstellbar, um ihre Wirkung vonHandoder mittels einer Regelung den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu.
• können.
• Ansprüche

Claims (24)

1. BNSPRI)CHE 1. Einrichtung zur Wärme-, Eälte- und/oder Stoffbehandlung körnigen, rieselfähigen Gutes, insbesondere von Nahrungs- und Genußmitteln wie Kaffee und Kakao, mit einer Fördervorrichtung und mit oberhalb des auf der Fördervorrichtung transportierten Gutes angeordneten, einen zumindest überwiegend gasförmigen Behandlungsstrom auf das Gut führenden Düsen, d a d u r c h g e .k e n n z e i c h n e t, daß die Fördervorrichtung eine sich drehende Schneckentrommel (10) mit auf ihrer Innenseite gebildeten Schneckengängen ist und daß die Düsen (14, 15) innerhalb der Schneckentrommel (10) angeordnet sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zylindrische Teile der Innenwand der Schneckentrommel (10) eine Rauhigkeit aufweisen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zylindrische Teile der Innenwand der Schneckentrommel (10) mit etwa parallel zu deren Längsachse verlaufenden Rippen (15) versehen sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e u n z e i c h n e t, daß auf der axialen Länge der Schneckentrommel (10) Behandlungszonen (b, B) mit untereinander verschiedenen Behandlungsströmen vorgesehen sind.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der axialen Länge der Schneckentrommel (10) Bereiche mit untereinander verschiedenen Steigungen der Schneckengänge vorgesehen sind.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der axialen Länge der Schneckentrommel (10) mindestens ein Bereich vorgesehen ist, in dem die die Schneckengänge bildenden, sich radial erstreckenden Wandungen (il) in axialer Richtung Öffnungen aufweisen.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schneckentrommel (10) aus mindestens zwei miteinander fluchtenden, jeweils einzeln rotierend angetriebenen Teilabschnitten besteht.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß ein die Schneckentrommel (10) drehender Antrieb in seiner Drehzahl stufenlos verstellbar ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5 oder 4 und 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bereiche unterschiedlicher Gestaltung der Sehne.okengEnge Jeweils in ihrer Länge und in ihrer Lage innerhalb der Schnckentrommel (10) mit einer Behandlungszone (b, B) übereinstimmen.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Düsen (14, 15) gruppenweise auf einem Träger (16, 17) angeordnet sind.
11. 1. Einrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Träger (16, 17) rohr- oder kanalförmig ausgebildet ist und daß ein Behandlungastrom durch ihn hindurch den Düsen (14, 15) zugeführt wird.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der nstellwinkel der Düsen (14, 15) jeweils in einer zur Längsachse der Schneckentrommel (10) senkrechten Ebene verstellbar ist.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 10 und 12, d a d u r c h g e k e n n z e i e h n e t, daß der Trager (16, 17) mit einer Gruppe von Düsen (14, 15) um eine zur Längsachae der Schneckentrommel parallele Achse verstellbar ist.
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 4 und 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in verschiedenen Behandlungszonen (A, B) auf unabhängig voneinander verstellbaren Trägern (16, 17) angeordnete Gruppen von Düsen (14, 15) vorgesehen sind.
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Düsen (14, 15) quer zur Längsachse der Schneckentrommel schwenkbar sind.
16. 16. Einrichtung nach Anspruch 10 und 15, d a d u r c h g e k e n n.z e i c h n e t, daß der Träger (16, 17) mit einer Gruppe von Düsen (14, 15) um eine zur Längsachse der Schneckentrommel (10) parallele Achse hin-und herachwenkend angetrieben ist.
17. 17. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß zwischen benachbarten Behandlungszonen (A,B) eine Trennwand (18) vorgesehen ist.
18. 18. Einrichtung nach Anspruch 10 und 17, d a d u r c h gek e n n z e ich ne t, daß die Trennwand (18) an dem Träger (17) befestigt ist und radial nach außen bis in die Nähe des inneren Endes einer Schnekkengänge bildenden, radial sich erstreckenden.Wandung (11) reicht.
19. 19. Einrichtung nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das äußere Ende der Trennwand (18) von einer mit der Schneckentrommel (10) umlaufenden Rohrmanschette umgeben ist.
20. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Träger (16, 17) über die Trennwand (18) zumindest radial auf der Innenseite der Rohrmanschette abgestützt ist.
21. 21. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß in der Schneckentrommel (10) oberhalb des Gutes(12) eine Strahlungsheisvorrichtung vorgesehen ist.
22. 22. Einrichtung nach Anspruch 13 und 21, d a d u r c h gek e n n z e i c h n e t, daß die Stråhlungsheizvorrichtung an dem Träger (16, 17) der Düsen 14, 15) befestigt ist.
23. 23. Sinrichtung nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Strahlungsheizvorrichtung ein elektrischer Heizstrahler ist.
24. 24. Einrichtung nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n nz e i c-h n e t, daß die Leistung der Strahlungsheizvorrichtung verstellbar ist.

    L e e r s e i t e