DE2129186C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Fluidisieren von pulverförmigen Feststoffteilchen, insbesondere von Milchpulver - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein /erfahren und eine Vorrichtung zum Fluidisieren von pulverförmigen Feststoffteilchen, insbesondere von Milchpulver, in einem sich trichterförmig nach unten verjüngenden, von einer Ringkammer umgebenen Behälter, bei welchem Fluidisierungsgas tangential in die Ringkammer eingeführt, durch Schlitze in der Behälterwand tangential dem Behälter zugeführt und auf der Behälteroberseite abgeführt wird.

Es ist bereits bekannt in einem zylindrischen Behälter mit einem unteren, sich konisch verjüngenden Ende eine Charge eines teilchenförmigen Materials in fluidisiertem Zustand zu halten, um dadurch chemische oder physikalische Prozesse zwischen einem teilchenförmigen Material und einem Fluidisierungsgas zu begünstigen. Der zylindrische Behälter mit dem konischen unteren Ende ist von zylindrischen oder konischen gegeneinander abgeschlossenen Ringkammern umgeben, an die jeweils tangential ein Gaszufühmngskanal engeschlossen ist. Jede Ringkammer ist mit dem Innenraum des Behälters über tangentiale Gaszufühfur.gsschlitze verbunden. Die Anordnung der gegeneinander abgeschlossenen Ringkammern längs des Behälters ist erforderlich, damit in den unteren Ringkammern mehr Trägergas zugeführt werden kann als in den oberen Ringkammern, um so ein Fließbett mit genau bekannter Schichtgrenze zu erhalten (DE-AS 10 71056).

Mit dieser bekannten Anordnung lassen sich eine homogene Teilchenbewegung und eine gleichmäßige Verteilung des Fluidisierungsgases innerhalb der Teilchen, also auch keine gleichlangen teilchenbezogenen Verweilzeiten in der Vorrichtung, erreichen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich mit ihm die pulverförmigen Feststoffteilchen kontinuierlich in Form einer dünnen Fließbettschicht an der Innenwand der Mantelfläche des Behälters führen lassen, um so jedes Teilchen über einem festgelegten gleichen Zeitraum mit dem Fluidisierungsgas zu kontaktieren, so daß eine gleichmäßige Behandlung der Teilchen und dadurch die Erzielung ίο eines gleichmäßigen Produkts gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Feststoffteilchen kontinuierlich an der Behälteroberseite aufgegeben und kontinuierlich an der Behälterunterseite abgeführt werden und daß das Gas in die Ringkammer im Bereich der Behälteroberseite eingeführt wird.

Bei der zur Durchführung dieses Verfahrens verwendeten Vorrichtung wird das Gas tangential in die Rjngkammer in der Nähe des Bereichs mit großem Durchmesser des konischen Behälters eingeführt Durch die Zentrifugalkraft ergibt sich eine Druckverteilung in der Kammer derart daß der Druck in der Nähe des Behälterbereichs mit großem Durchmesser am höchsten ist und allmählich zum Bereich des Behälters mit dem geringsten Durchmesser abnimmt Aufgrund dieser Druckverteilung ist der Luftstrom in dem Behälter durch die mit Scilitzen versehene Mantelfläche im Bereich des größeren Durchmessers größer als im *> Bereich mit geringerem Durchmesser. Aufgrund des mit der Höhe abnehmenden Luftstroms durch die Behälterwand ergibt sich ein gleichförmiges dünnes, aus den pulverförmigen Feststoffteilchen bestehendes Fließbett längs der konischen Innenwand des Behälters. Dieses dünne Fließbett wandert kontinuierlich und gleichmäßig vom Einlaß an der Behälterseite mit dem großen Durchmesser zum Auslaß an der Behälterseite mit dem kleineren Durchmesser, wodurch eine gleichbleibende Reaktionszeit für jedes Feststoffteilchen gewährleistet ist In dem gleichförmigen dünne- Fließbett tritt eine Blasenbildung, eine Brückenbildung oder eine Zerstäubungswirkung nicht auf, so da3 der Druckverlust insgesamt äußerst niedrig ist Dies bedeutet daß die Feststoffteilchen des Fließbetts jeweils einzeln in Kontakt mit dem Fluidisierungsgas stehen und einer Schraubenspiral'ahn an der konischen Innenfläche bis zum Auslaß folgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß sich eine gleichmäßige Behandlung aller pulverförmiger Feststoffteilchen und dadurch ein Produkt gleichmäßiger Qualität erzielen läßt was insbesondere für die Herstellung von Milchpulver von großer Bedeutung ist.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Axialschnitt eine Ausführungsform einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Vorrichtung;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1;
F i g. 3a die Abwicklung einer halben trichterförmigen, mit Schlitzen versehenen Behälterwand;

P i g. 3b in einer Einzelheit die Ausbildung der Schlitze in der Behälterwand;

F i g. 3c einen Schnitt längs der Linie c-cvon F i g. 3b; Fig. 3d einen Schnitt längs der Linie d-dvon F i g. 3b; Fig.4 in einer Ansicht wie Fig.3a eine aus Segmenten hergestellte Behälterwand und
Fig,5 schematisch eine Anordnung zur Erzeugung

von Milchpulver unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung hat einen sich trichterförmig nach unten verjüngenden Behälter, dessen Behälterwand 1 mit Schlitzen 13 versehen ist Auf dem Behälter ist mittels Bolzen 6 und Muttern 7 unter Einsatz vcn Dichtungen 4 und 5 ein Deckel 3 aufgesetzt, der eine Aufgabeöffnung 10 für die pulverförmigen Feststoffteilchen hat und mit einem Auslaß 9 für öss Fluidisierungsgas versehen isu Auf der Unterseite hat der Behälter einen Auslaß 11 für die Feststoffteilchen, der als Rohrstutzen ausgebildet ist Der Behälter ist von einer Ringkammer 12 umgeben, die von einem Mantel 2 begrenzt wird. In die Ringkammer 12 mündet im oberen Abschnitt, d. h. im Bereich des Behälters mit dem großen Durchmesser, ein tangentialer Einlaß 8 für die Zuführung des Fluidisierungsgases. Der Mantel 2 bildet um den Auslaß 11 des Behälters einen Ringraum, der durch einen auf den Mantel 2 aufgesteckten flexiblen Verbindungsschlauch 14 verschließbar ist, der am Mantel 2 durch ein Band 15 und an der Außenwand des rohrstutzenförmigen Auslasses 11 durch ein Band 14 gehalten wird.

Die in Fig.3a gezeigte, mit Schlitzen 13 versehene Behälterwand 1 ist für einen Konuswinkel des trichterförmigen Behälters von 60° bestimmt Wie aus F i g. 3b zu ersehen ist hat jeder der Schlitze 13 einen eingedrückten Teil 136 und einen Einschnitt 13a Diese Ausbildung der Schlitze 13 verhindert daß die pulverförmigen Feststoffteilchen durch die Schlitze in die Ringkammer 12 austreten. Die Behälterwand 1 kann auch aus einzelnen Segmenten la zusammengesetzt sein, wie dies in F i g. 13 gezeigt ist

Wenn durch den tangentialen Einlaß 8 trockene Kaltluft in die Ringkammer 12 eingeführt wird, bewegt sich diese im wesentlichen in Umfangsrichtung der Ringkammer 12 und wird über die Schlitze 13 in den Innenraum des Behälters eingeführt in dem sie zunächst parallel zur Behälterwand und dann im Wirbel zur Mitte und nach oben zum Auslaß 9 im Deckel 3 geführt wird. Auf das übt - die Aufgabe 10 im Deckel 3 kontinuierlich zugeführte pulverförmige Feststoffteilchenmaterial wirkt eine aufwärts gerichtete Kraft die durch die Zentrifugalkraft des Fluidisierungsgasstroms und durch die nach oben gerichtete Wirbelbewegung verursacht wird. Die auf die Feststoffteilchen einwirkende Schwerkraft und die genannte resultierende Aufwärtskraft heben einander im wesentlichen auf, wodurch Schwankungen in der Verweilzeit der Feststoffteilchen innerhalb des Behälters nicht auftreten. Bei dem in der Ringkammer 12 zirkulierenden Fluidisiarurigsgas stellt sich ein Fluiddruck im oberen Teil der Ringkammer 12 ein. der proportional zum Durchmesser des Kreisquerschnitts der Ringkammer 12 höher als im unteren

■ Abschnitt ist. Dadurch ist die Geschwindigkeit des Fluidisierungsgases, das durch die Schlitze 13 im Bereich der Behälterwand 1 mit großem Durchmesser hindurchströmt hoch, während die Geschwindigkeit des Fluidisierungsgases, das durch die Schlitze 13 im unteren Abschnitt der Behälterwand 1 mit kleinem Durchmesser einströmt gering ist Dies führt zur Ausbildung eines gleichmäßigen Fließbetts aus pulverförmigen Feststoffteilchen im Inneren der trichterförmigen Behälterwand 1.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Anordnung wird über eine Leitung 51 kondensierte Milch im oberen Teil eines Trockenturms 52 durch eine Sprühdüse 53 versprüht Die dadurrh gebildeten Milchpartikel fallen im Strom A, begleitet von über die Leitung 54 -·.geführter Heißluft im Trockenturm 52 nach unten wodurch die Milchpartikel getrocknet werden. Dem nach unten fallenden getrockneten Milchpulver ist ein Kaltluftstrom B entgegengerichtet der über eine Leitung 55 zugeführt wird. I'm ein Agglomerieren des gebildeten Milchpulvers zu verhindern, muß das Pulver bis auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Um dies zu erreichen, wird es in einen Behälter mit einer trichterförmigen sich nach unten verjüngenden Behälterwand 1 eingeführt der wie der Behälter nach F i g. 1 ausgebildet ist und dessen tangentialer Einlaß 8 in die Ringkammer 12 mit Kaltluft beschickt wird.

In den Trockenturm werden 5000 kg/h auf 50%

konzentrierte Milch aufgegeben. Die Behälterwand 1, die eine Höhe von etwa 1,2 m hat ist mit etwa 5000 Schlitzen versehen, wie sie in Fig.3b gezeigt sind, die eine Breite von 1 mm und eine Länge von 20 mm haben. Durch diese Schlitze strömt Kaitluf' mit einer

-to Temperatur von weniger als 20° C und mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 30 m/s. Auf der mit Schlitzen 13 versehenen Behälterwand 1 bildet sich ein dünnes Fließbett aus getrocknetem und sich abkühlenden Milchpulverteilchen mit einer Stärke von 2 bis 3 mm.

Das zum Auslaß 11 erhaltene Produkt besteht aus gleichförmigen Milchpulverteilchen, dit nicht agglomerieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

2! 29 186 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Fluidisieren von pulverförmigen Fesistoffteilchen, insbesondere Milchpulver, in einem sich trichterförmig nach unten verjüngenden, von einer Ringkammer umgebenen Behälter, bei welchem Fluidisierungsgas tangential in die Ringkammer eingeführt, durch Schlitze in der Behälterwand tangential dem Behälter zugeführt und auf der Behälteroberseite abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen kontinuierlich an der Behälteroberseite aufgegeben und kontinuierlich an der Behälterunterseite abgeführt werden und daß das Gas in die Ringkammer im Bereich der Behälteroberseite eingeführt wird

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem sich trichterförmig nach unten verjüngenden, von einer Ringkammer umgebenen Behälter, mit einem tangentialen Einlaß in die Ringkammer, mit tangential in den Buhälter mündenden Schlitzen in der Behälterwand und mit einer öiinung auf der Behälteroberseite zum Abführen des Fluidisierungsgases, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe IO für die Feststoffteilchen auf der Behälteroberseite und der Auslaß 11 auf der Behälterunterseite angeordnet sind und daß der tangential Einlaß 8 in die Ringkammer 12 im Bereich der Behälteroberseile vorgesehen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer 12 an ihrer Unterseite eine verschließbare Auslaßöffnung 14 hat