DE2164012C2 - Verfahren und Drehtrommel zur Gegenstrombehandlung von fließfähigen Feststoffen mit einer fließenden Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zur Behandlung von fließfähigen Feststoffen mit einer im Gegenstrom fließenden Flüssigkeit zum Wärmeans-

tausch, Stoffaustausch, zur Erzielung einer chemischen 3der biochemischen Reaktion oder einer Kombination solcher Vorgänge zwischen den fließfähigen Feststoffen und der Flüssigkeit gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft darüber hinaus aber auch eine Drehtrommel zu dem genannten Zweck gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Bei dem aus der DE-AS 12 05 447 vorbekannten Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung wird von der ebenfalls eingangs hinsichtlich ihrer Gattung bezeichneten Drehtrommel Gebrauch gemacht, und zwar entweder zur Gegen- oder zur Gleichstrombehandlung des Feststoffstrorr.3 mit der Flüssigkeit, wozu im einzelnen eine als Förderschnecke bezeichnete, etwas schraubenförmig ausgebildete Leitfläche benutzt wird, die sich im. Inneren der Drehtrommel entlang erstreckt. In dieser Leitfläche sind siebartig abgedeckte Durchbrüche vorgesehen, die den Durchtritt der Feststoffe nicht zulassen, so daß diese unter Einwirkung der Förderschnecke von einem Ende der Trommel zum anderen gefördert werden. Die siebartig abgedeckten Durchbrüche lassen jedoch den Durchtritt der Behandlungsflüssigkeit zu, so daß bei der Drehung der Trommel und damit der Förderschnecke fortlaufend andere Par'ien des Flüssigkeitsstroms mit einer einzelnen Partie des Feststoffstroms unter Bildung einer entsprechenden Mischung in Berührung bringbar sind. Durch die mehrfache Herumführung der schraubenförmig gestalteten Leitfläche um die Achse der Drehtrommel herum sind in Axialrichtung derselben mehrere Kammern gebildet, wobei in jeder dieser Kammern eine Mischung aus einer Feststoffeinheit mit einer Flüssigkeitseinheit vorliegt. Infolge der Abschottung der einzelnen Kammern durch die Leitfläche stehen die Feststoffeinheiten in keiner unmittelbaren Berührung, wohl aber die Flüssigkeitseinheiten, und zwar über die siebartig abgedeckten Durchbrüche. Bei der Drehung der Trommel gelangt bei Betrachtung beipielsweise einer einzelne.: Flüssigkeitseinheit deren Flüssigkeit allmählich aus der einen Kammer in die nächste Kammer, in der sich zu dem entsprechenden Zeitpunkt noch ein Teil einer anderen Flüssigkeitseinheit befindet. Es besteht also lediglich auf den einzelnen Augenblick bezogen eine räumliche Trennung der einzelnen Flüssigkeitseinheiten, die aber weg: η der siebartig abgedeckten Durchbrüche im übrigen miteinander in Verbindung stehen und daher im Laufe der Drehung der Drehtrommel keine stets voneinander getrennten Flüssigkeitseinheiten bildet:.

Das vorbekannte Verfahren und die zugehörige Drehtrommel sind daher nicht geeignet, aufeinanderfolgende Feststoffeinheiten der Reihe nach mit aufeinanderfolgenden Flüssigkeitseinheiten zu behandeln, da keine echte Aufteilung der Behandlungsflüssigkeit in Einheiten vorgesehen ist, sondern nur eine An gedankliche Aufteilung eines an sich durchgehenden Behandlungsflüssigkeitsstroms.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Verfahren und die zugehörige Drehtrommel so auszubilden, daß eine Möglichkeit zur Durchführung der Behandlung des in einzelne Einheiten unterteilten Feststoffstroms durch ebenfalls in echte einzelne Einheiten des Flüssigkeitsstroms möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils c'is Patentanspruchs 1 und in vurrichtungstcchmschcr Hinsicht durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 2 bzw. alternativ hierzu durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 7 gelöst

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise vermeidet jegliche Zirkulation im Flüssigkeitsstrom, so daß die Möglichkeiten voll genutzt werden, die die verwendete Flüssigkeitsmenge zur Erreichung der angestrebten Wirkung bietet. Demzufolge kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu der bisher bekannten Verfahrensweise mit einer reduzieri» ten Flüssigkeitsmenge gearbeitet werden. Da .im übrigen bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise keine bereits gebrauchten und möglicherweise verbrauchten Flüssigkeitsmengen in der Drehtrommel zurückbleiben, wird in des weiteren vorteilhafter Weise erreicht, daß bei der Behandlung von Feststoffen, bei der ein Bakterienwachstum auftreten kann, dieses grundsätzlich verhindert wird.

Von ihrer grundsätzlichen Gestaltung her ist das erfindungsgetnäße Verfahren geeignet, sowohl den 2» Feststoffstrom als auch den Flüssig'-¹, itsstrom unter Verwendung mechanischer Mittel weiterz-iführeii; andererseits besteht auch selbstverständlich die Möglichkeit, den einen Strom unter Verwendung mechanischer Mittel und den anderen Strom unter dem Einfluß der Schwerkraft weiterzuführen. Die Weiterführung kann in beiden Fällen eine schrittweise Weiterführung, aber selbstverständlich auch eine kontinuierliche Weiterführung sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Wasserkühlung eines Stroms aus Ackerbau und/oder Gartenbalierzeugnissen wie z. B. eines Stroms aus Blattgemüsen, Hülsenfrüchten, ganzen oder geteilten Früchten, Knollengewächsen, knollentragenden Gewächsen und Wurzelgewächsen. Bei der Tiefgefrierung aller Gemüsearten worden die Gemüse in einem bestimmten Stadium der Behandlung blanchiert, d. h. die Gemüse werden für kurze Zeit mit Heißwasser oder Dampf in Berührung gebracht. Die nachfolgende Behandlung besteht in einer Kühlung der Gemüse auf •Ό etwa Raumtemperatur. Hierzu dienende Vorrichtungen arbeiten nach dem Gegenstromprinzip und indirekt kühlend, wobei die Gemüse durch Rohrleitungen oder zwischen Planen transportiert werden und während dieses Transports ihre Wärme über die Wände an in entgegengesetzter Richtung fließendes Wasser abgeben, z. B. Leitungs- oder Quellwasser. Obwohl das Gewichtsverhiiltnis zwischen der zur Erreichung der gewünschten Kühlwirkung benötigten Wassermenge und der so zu kühlenden Produktmasse verhältnismäßig 5» günstig ist, muß dar Produkt fein zerkleinert oder gemahlen werden, damit es durch die Leitungen transportiert weiden kan:.. Bestimmte Ackerbau- oder GartenLajprodukte eignen sich jedoch nicht zum Mahlen vor dem Kühlen und müssen dann in Wasser schweben, was den W asserverbrauch wiederuri erhöht. Die Erfindung wird im folgenden weiter ins Detail gehend anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen vier Ausführ:ing!.formen einer erfindungsgemäßen Drehtrommel beispielhaft dargestellt sind; in den eo Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer srsten Ausführungsform der Drehtrommel,

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch die Führungsb'eche der Ausführungsform der Fig. I nach der Linie H-Il,

F i g. 3 ein Strömungsbild für die Drehtrommel der F i g. I.
Fig.4 eine der Fig. I entsprechende Darstellung

einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 5 einen der F i g. 2 entsprechenden Schnitt nach der Linie V-V der F i g. 4, wobei die Führungsbleche der F i g. 4 vergrößert dargestellt sind,

Fig.6 ein Strömungsbild für die Drehtrommel der Fig. 4,

Fig.7 eine den Fig. I und 4 entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform,

F i g. 8 einen vertikalen Längsschnitt durch die Ausführungsform der Fig. 7,

F i g. 9 schematisch die Verteilung der öffnungen der in den F i g. 7 und 8 dargestellten Drehtrommel,

Fig. IOeine vergrößerte perspektivische Darstellung der Trennmittel der Drehtrommel der F i g. 7 und 8,

Fig. 11 ein Strömungsbild für die Ausführungsform der Fig. 7 und8und

Fig. 12 schematisch einen vertikalen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform.

Bei den dargestellten Ausführungsformen ist weder die Flüssigkeitszuführung, die für das intermittierende Zuführen einer Einheit des Flüssigkeitsstroms benötigt wird, noch die Zuführung dargestellt, die für das Zuführen einer Einheit des Feststoffstroms im selben Rhythmus benötigt wird.

Jede der in der Fig. 1 und 2. 4 und 5, 7, 8 und 10 dargestellten Ausführungsformen besteht, abgesehen von den eben genannten Zuführungen für die Flüssigkeit und die mit dieser zu behandelnden Feststoffe, aus einem um seine Wälzachse drehbaren Wälzkörper in der Form einer an beiden Enden offenen Zylindertrommel, deren Inneres in mehrere Kammern aufgeteilt ist. die nacheinander von den Feststoff- und den Flüssigkeitseinheiten zu durchlaufen sind, und aus einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung, die dazu dient, die Trommel mit einer konstanten Geschwindigkeit in Umdrehung zu versetzen.

Es ist zu beachten, daß aus Gründen der besseren Erkennbarkeit in den Fig. 1,4 und 7 die Trommel, die vorzugsweise aus Metall hergestellt wird, so dargestellt ist. als ob sie durchsichtig wäre.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind mehrere ringförmige Quer-Leitbleche 2 senkrecht zur Drehachse der Trommel je in gleichem Abstand voneinander über die Länge der Innenwand der Trommel 1 (beispielsweise durch Anschweißen) -»5 befestigt. Diese Quer-Leitbleche 2 teilen das Innere der Trommel 1 in gleiche Abschnitte auf und lassen einen koaxialen Kanal frei, der von dem Innenrand 4 der Leitbleche 2 begrenzt wird. Derjenige Teil jedes Abschnitts, der bei der Drehung der Trommel 1 den 5« untersten Bereich 3 des Abschnitts bildet, in welchen Abschnitten die Berührung zwischen den Feststoff- und den Flüssigkeitseinheiten stattfindet, wird der Einfachheit halber als »Kammer« bezeichnet. Abgesehen von dem zentralen Kanal stehen diese Kammern 3 miteinander in offener Verbindung über einen Durchlaß, der in jedem der Leitbleche 2 mit Ausnahme des ringförmigen Leitblechs 5, das eine Endwand der Trommel 1 bildet, vorgesehen ist Diese Durchlässe, durch die die Flüssigkeits- und Feststoffeinheiten in «> entgegengesetzten Richtungen hindurchgeführt werden, liegen in axialer Richtung der Trommel t auf einer gemeinsamen Fluchtlinie und erstrecken sich von der Innenwand der Trommel 1 zu dem von den Rändern 4 gebildeten zentralen Kanai. jeder der Durchlässe in den Leitblechen 2 wird durch zwei radial von der Trommelwand zum Rand 4 verlaufende Einschnitte in jedem der Leitbleche 2 gebildet Dabei ist der durch den Einschnitt gebildete und in Drehrichtung der Trommel 1 vordere Radialrand jedes Leitblechs 2 mittels eines S-förmig gewölbten Streifens 6, der als Führungsblech dient, mit dem durch den radialen Einschnitt gebildeten und in Drehrichtung der Trommel 1 hinteren Rand des auf der einen Seite des infrage stehenden Leitblechs gelegenen Leitblechs 2 verbunden. Der Außenrand der Führungsbleche 6 ist fest mit der Trommelwand verbunden, während der Innenrand 7 dieser Führungsbleche in einer koaxialen zylindrischen Ebene liegt. Des weiteren ist an dem vorderen Radialrand jedes Quer-Leitblechs 2 ein S-förmig gewölbter Streifen 8 befestigt, der ebenfalls als Führungsblech dient und andererseits am hinteren Einschnitt desjenigen Leitblechs 2 festgelegt ist, das auf der anderen Seite des infrage stehenden Leitblechs angeordnet ist. Die Außenränder 9 der Führungsbleche 8 liegen auf derselben koaxialen Zylinderfläche wie die Innenränder

7 der Führungsbleche 6. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Abmessungen der Führungsbleche 6 und 8 in radialer Richtung der Trommel dieselben; dabei liegt der Innenrand tO jedes der Führungsbleche 8 in derjenigen koaxialen zylindrischen Ebene, die von den Rändern 4 der Leitbleche 2 begrenzt wird. Jedoch müssen die eben genannten Abmessungen nicht unbedingt gleich sein. Diese Abmessungen stehen in eine»· engeren Beziehung zu den Verhältnissen der Volumina der Flüssigkeits- und der Feststoffeinheiten. Da an den End-Leitblechen 5 keine radialen Einschnitte vorgesehen sind, sind die an diesem End-Leitblech auslaufenden Führungsbleche 6' und 8' an dem festen Werkstoff des Quer-Leitblechs 5 befestigt.

Eine perforierte Platte 11, die als Tennmittel dient, ist in Drehrichtung der Trommel 1 gesehen an der Vorderseite der Durchlässe zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Quer-Leitblechen 2 vorgesehen: diese Piatte i i verläuft einwärts gerichtet in /üf Drehrichtung der Trommel 1 entgegengesetzter Richtung von der Innenwand der Trommel 1 auf die Durchlässe zu. Die Neigung der Platten 11 ist derart, daß sie auf einer Linie 12 enden, die die Punkte verbindet, wo der Innenrand 7 eines Führungsblechs 6 und der Außenrand 9 eines Führungsblechs 8 mit der Fläche des betreffenden Quer-Leitblechs 2 zusammentreffen. An der Linie 12 geht jede perforierte Platte 11 in eine fakultativ nichtperforierte Platte 13 über, die den Innenrand 7 eines Führungsblechs 6 mit demjenigen Führungsblech

8 verbindet, das in die betreffende Kammer 3 hineinführt. Das Ende der Platte 13 fällt mit diesen Rändern zusammen.

In der Wand der Trommel 1 und zwischen dem ersten Quer-Leitblech 5 und dem darauffolgenden Quer-Leitblech 2 ist eine Auslaßöffnung 14 angeordnet, die von dem Führungsblech 6' begrenzt wird, das sich in dieser Kammer 3 erstreckt, und die in Drehrichtung der Trommel 1 gesehen an der Vorderseite dieses Führungsblechs 6' liegt Am anderen Ende der Trommel 1 ist eine Auslaßöffnung 16 in dem die End-Wand 15 bildenden ringförmigen Leitblech vorgesehen, die in axialer Richtung mit den Durchlässen der Leitbleche 2 zusammenfällt und in radialer Richtung von einer den Platten 13 entsprechenden Platte 17 begrenzt wird, die sich an das in dieser Kammer 3 vorgesehene Trennmittel 11 anschließt und sich zur End-Wand 15 erstreckt

An dem Ende, an dem die Trommel 1 durch die End-Wand 5 begrenzt ist, ist eine (nicht dargestellte) Einrichtung zur intermittierenden Zuführung einer

F'esistoffeinheit angeordnet, während an dem Ende, an dem die Trommel durch die End-Wand 15 begrenzt ist, eine Einrichtung zi"· intermittierenden Zuführung einer Flüssigkeitseinheit angeordnet ist. Diese Zuführiingseinrichtungen können je aus einer Zylindertrommel 5 bestehen, die von dem Innenrand 18 des End-Lei:blechs 5 bzw. orm Innenrand 19 des anderen End-Leitblechs 15 begrenzt 'iind. Dabei erstreckt sich die Trommel 1 über die Kammer zwischen der End-Wand 5 und dem ersten Quer-Leitblech 2 bzw. über die Kammer zwischen der anderen End-Wand 15 und dem letzten Quer-Leitblech 2 und ein kurzes Stück außerhalb der Trommel. Das innerhalb der Trommel 1 liegende Ende dieser Zylinder kann geschlossen sein, während das außerhalb der Trommel I liegende Ende der Zylinder von einer mit der ι End-Wand 5 bzw. End-Wand 15 vergleichbaren End-Wand mit einer zentralen Öffnung begrenzt ist. In dem Teil jedes dieser Zylinder, der sich in die erste bzw. die letzte Kammer 3 erstreckt, ist eine Öffnung vorgesehen, durch die eine in diese Zylinder eingeführte Feststoffeinheit bzw. Flüssigkcitseinlieit fallen wird, wenn diese Öffnung ihren untersten Bereich durchläuft. Diese Öffnungen sind derart im Hinblick auf die Fühlungsbleche 6 und 8 angeordnet, daß sie in Drehrichtung der Trommel unmittelbar hinter diesen Führungsblechen liegen. Sc wird bei jeder Drehung der Trommel jede Feststoffeinheit für eine bestimmte Zeit mit jeder Flüssigkeitseinheit in Berührung gehalten und wieder von dieser getrennt, wenn die Trennmittel ihren untersten Bereich durchlaufen. Die mittels eines Trennmittels 11 abgetrennte Feststoffeinheit wird dann bei weiterem Drehen der Trommel von dem Führungsblech 8 über die Platte 13 zur nächsten Kammer 3 weitergeführt, während die durch die Trennmittel Il hindurchgeflossene Flüssigkeitseinheit dann mittels des Führungsblechs 6 in entgegengesetzter Richtung zur nächsten Kammer 3 weitergeführt wird. Aul" diese Weise durchlauft jede Feststoffeinheit und jede Flüssigkeitseinheit der Reihe nach alle Kammern 3. Nachdem eine Feststoffeinheit alle Kammern 3 durchlaufen hat, wird sie durch die A.uslaßöffnung 16 abgeführt, wohingegen die Flüssigkeitseinheit, nachdem sie alle Kammern 3 durchlaufen hat. durch die Auslaßöffnung 14 abgeführt wird.

Zur weiteren Erläuterung zeigt die F i g. 3 ein Strömungsbild für die in den Fig. I und 2 dargestellte Drehtrommel. Fig. 3 ist so zu verstehen, als sei die in Fig. 1 dargestellte Trommel entlang einer vertikalen Ebene durch ihre Drehachse aufgeschnitten und in eine ebene Fläche auseinandergerollt. Aus diesem Grunde finden in F i g. 3 dieselben Bezugszeichen wie in F i g. I Verwendung. Der von dem Feststoffeinheiten bei ihrem Durchlauf durch die Trommel eingeschlagene Weg ist in Form einer gestrichelten Linie dargestellt; im Gegensatz hierzu ist der von den Flüssigkeitseinheiten eingeschlagene Weg in Form einer durchgehenden Linie dargestellt. Dabei bewegen sich die Feststoffeinheiten in der mitteis des Pfeils B gekennzeichn.ten Richtur.g, wohingegen sich die Flüssigkeitseinheiten in der mittels des Pfeils C gekennzeichneten Richtung bewegen. Im Bereich der schraffierten Flächen 20 und 21 wird eine Feststoffeinheit bzw. eine Flüssigkeitseinheit bei jeder Drehung der Trommel 1 zugeführt

Im Fall der in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausführungsform besteht die Vorrichtung ebenfalls aus einer horizontal angeordneten Zylindertrommel 22, die um ihre Achse gedreht werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist das Innere der Trommel 22 in mehrere aufeinanderfolgende Kammern 23 (Fig. 5) durch eine fortlaufende, schraubenförmig gewundene Fläche aufgeteilt, die senkrecht auf der Trommelwand steht: dabei sind die einzelnen Windungen dieser Fläche mit 24 bezeichnet. Der Innenrand 25 der schraubenförmig gewundenen Flache begrenzt einen koaxialen Kanal. In der durch die Windungen 24 gebildeten schraubenförmig gewundenen Fläche sind Durchlässe 26 und 27 vorgesehen, die stets um 180° zueinander versetzt sind. Infolgedessen liegen die Durchlässe 26 in axialer Richtung auf einer Linie, während die Durchlässe 27. die ebenfalls in axialer Richtung auf einer Linie liegen, den ersteren diametral gegenüberstellen. In der mittels des Pfeils Dgekennzeiehneten Drehrichtung der Trommel 22 gesehen ist an der Vorderseite jedes Durchlasses 26 ein den perforierten Platten 11 entsprechendes Trennmittel 28 angeordnet, während ein identisches Trennmittel 29 an der Vorderseite jedes Durchlasses 27 angeordnet ist. Somit liegen die Trennmittel 28 in axialer dichtung der Trommel auf einer Linie ebenso wie die Trennmittel 29. Diese Trennmittel 28 und 29 bestehen ja aus einer perforierten Platte, die sich von der Trommelwand einwärts zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Windungen erstreckt und die am Beginn der Durchlässe 26 bzw. 27 in eine nichtperforierte Platte 30 bei den Durchlässen 26 und in eine fakultativ perforierte Platte 31 bei den Öffnungen 27 übergeht. Dieser Platten 30 und 31 entsprechen den Platten 13 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform. An derjenigen Seite der Durchlässe 26. die an das Trennmittel 28 angrenzt, ist ein Führungsblech 32 angeordnet, das sich von einer Windung 24 zur nachfolgenden Windung erstreckt: dabei sind ähnliche Führungsbleche 33 im Bereich der Durchlässe 27 angeordnet. Diese Führungsbleche 32 und 33 dienen dazu, die bei jeder halben Umdrehung der Trommel 22 durch die Trennmittel 28 bzw. 29 aus der Mischung der in der Kammer 23 befindlichen Flüssigkeitseinheiten und Feststoffeinheiten abgetrennte Feststoffeinheit stets zu der nächstfolgenden Kammer zu führen. Die Flüssigkeitseinheit, aus der die Feststoffeinheit stets durch die Trennmittel 28 und 29 getrennt wird, läuft durch die Trennmittel 28 bzw. 29 hindurch und wird infolge der Drehung der Trommel 22 von der schraubenförmig gewundenen Fläche zur nächstfolgenden Kammer 23 im Gegenstrom zum Feststoffstrom weitergeführt.

Bei der in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung können die Mittel zur intermittierenden Zuführung einer Feststoff- und einer Flüssigkeitseinheit jederzeit, genau wie dies bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 der Fall ist, von einer zylindrischen Tonne gebildet werden, die über die Trommelenden vorsteht und die sich in dem vom Rand 25 begrenzten koaxialen Kanal über den Raum zwischen den ersten beiden Windungen an jedem Trommelende erstreckt. Diese Tonnen weisen je eine ZuführungGöffnung auf.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 1 und 2. wo die Flüssigkeitseinheiten ebenso wie die Feststoffeinheiten jeweils Schritt für Schritt weitergeleitet werden, werden bei der Ausführungsform der F i g. 4 und 5 die Feststoffeinheiten zwar ebenso Schritt für Schritt jeweils nach einer halben Umdrehung der Trommel 22 weitergeführt, wohingegen die Flüssigkeitseinheiten von der schraubenförmig gewundenen Fläche kontinuierlich weitergeführt werden.

Der Deutlichkeit halber finden bei dem Strömungs-

bild der F i g. 6 für die Ausführungsform der F i g. 4 und 5, das dem Strömungsbild der F i g. 3 entspricht, dieselben Bezugszeichen wie in den Fig.4 und 5 Verwendung. In dem Strömungsbild ist der von den Feststoffeinheiten eingeschlagene Weg mit Hilfe einer gestrichelten Linie dargestellt, während der von den Flüssigkeitseinheiten eingeschlagene Weg mit Hilfe einer durchgehende."! Linie dargestellt ist. Es ist zu beachten, daß in Bewegungsrichtung der Feststoffeinheiten gesehen die mit Hilfe des letzten Trennmittels 28 abgetrennte Feststoffeinheit mit Hilfe eines Führungsblechs 32' weggeführt wird, das sich rechts am Ende der Trommel 22 befindet. Die Flüssigkeitseinheiten werden der in F i g. 6 mit 34 bezeichneten, schraffierten Fläche zugeführt, während die Feststoffeinheiten der mit 35 bezeichneten, schraffierten Fläche zugeführt werden. Bei jeder halben Umdrehung der Trommel 22 wird eine Feststoffeinheit abwechselnd mit Hilfe eines Führungsblechs 33 und eines Führungsblechs 32 der nächstfolgenden Kammer 23 zugeführt, wodurch diese Feststoffeinheit sich über die Platten 31 bzw. 30 vorwärtsbewegt und dann in die dort vorhandene Flüssigkeitseinheit kommt. Sobald die Trommel weitergedreht wird, wird diese Feststoffeinheit wieder von der Flüssigkeitseinheit und zwar von dem nächsten Trennmittel 29 oder 28 getrennt.

Die in den F i g. 7 und 8 dargestellte Vorrichtung besteht ebenfalls aus einer Trommel 36, die an beiden Enden offen und im übrigen um ihre Achse drehbar ist. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform die Trommel 36 derart angeordnet, daß ihre Achse zur Horizontalebene geneigt ist. Ebenso wie bei der Ausführungsform der F i g. 4 und 5 ist das Innere der Trommel 36 in Kammern 37 durch eine schraubenförmig gewundene Fläche aufgeteilt, deren Windungen mit 38 bezeichnet sind. An den Windungen 38 sind mehrere gleichmäßig über die schraubenförmig gewundene Fläche verteilte Durchlässe 39 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen zwei benachbarten Kammern 37 darstellen. Fig.9 zeigt schematisch die Verteilung dieser Durchlässe 39. Dabei sind diese ventilartigen Durchlässe 39 derart verteilt, daß der Winkel zwischen den Eintrittskanten zweier aufeinanderfolgender Durchlässe 112° 30' beträgt. Jeder Durchlaß 39 wird von der Trommelwand begrenzt und besitzt eine etwa rechteckige Form. Der Innenrand 40 (Fig. 10) jedes Durchlasses 39 endet etwa in halber Höhe der betreffenden Windung 38.

Das unterste Ende der schraubenförmig gewundenen Fläche mit den Windungen 38 ist mit 41 bezeichnet und das oberste Ende mit 42. Die Feststoffeinheiten werden am Ende 41 zugeführt, während die Flüssigkeitseinheiten intermittierend am Ende 42 zugeführt werden. Für die Zuführung der Flüssigkeitseinheiten können Zuführungsmittel, wie sie für die Ausführungsformen der F i g. 1 und 2 bzw. 4 und 5 beschrieben wurden, verwendet werden. Die zu behandelnden Feststoffe können dem Ende 41 der Vorrichtung kontinuierlich strömend zugeführt werden, z. B. mit Hilfe eines endlosen Förderbandes. Infolge der Drehung der Trommel 36 in Richtung des Pfeils E wird der Feststoffstrom selbsttätig in Einheiten aufgeteilt, die voneinander getrennt sind und praktisch das gleiche Volumen besitzen. Infolge weiterer Drehung der Trommel 36 werden diese Feststoffeinheiten von der schraubenförmig gewundenen Räche einem höhergelegenen Niveau zugeführt, wobei sie nacheinander jede der Kammern 37 durchlaufen.

Nach einer gewissen Zeit beginnt infolge der Drehung der Trommel 36 die der obersten Kammer 37 zugeführte Flüssigkeitseinheit über einen Durchlaß 39 in die benachbarte, tiefer gelegene Kammer 37 zu fließen. Nachdem die gesamte Flüssigkeit aus der obersten Kammer 37 in die benachbarte, tiefer gelegene Kammer 37 geflossen ist und der betreffende Durchlaß 39 infolge weiterer Drehung der Trommel 36 eine Lage erreicht hat, in der keine Flüssigkeit aus der höher gelegenen Kammer zu der tiefer gelegenen Kammer fließen kann,

ίο wird von der Flüssigkeitszuführungseinrichtung eine nächste Flussigkeitseinheit der obersten Kammer 37 zugeführt. Die Verteilung der Durchlässe 39 über die Windungen ist derart, daß jede in einer der Kammern 37 befindliche Flussigkeitseinheit in die benachbarte, tiefer gelegene Kammer 37 nur dann fließen kann, nachdem die vorhergehende Flussigkeitseinheit aus dieser letztgenannten Kammer 37 ausgeflossen ist. In dieser Weiss fließen die aufeinanderfolgenden Flüssigkeitseinheiten der Reihe nach durch jede der Kammern 37 im Gegenstrom zu den aufeinanderfolgenden Feststoffeinheiten, und zwar derart, daß die Flüssigkeitseinheiten voneinander getrennt bleiben, während sie in jeder Kammer für eine gewisse Zeit mit der in dieser Kammer befindlichen Feststoffeinheit noch in Berührung stehen.

Wegen der oben beschriebenen Verteilung der Durchlässe über 112° 30' wird erreicht, daß die Zeitspanne, die zwischen dem Augenblick, in welchem eine Flüssigkeitseinheit vollständig aus einer Kammer 37 ausgeflossen ist, und dem Augenblick, in welchem die nächste Flüssigkeitseinheit in diese Kammer 37 zu fließen beginnt, liegt, so kurz wie möglich ist. Die Kapazität der Vorrichtung erreicht somit einen Optimalwert.

Jede Flüssigkeitseinheit wird aus der untersten Kammer 37 der Vorrichtung über den sehr nahe beim Ende 41 gelegenen Durchlaß 39 abgeführt, sobald dieser Durchlaß 39 der äußersten Windung der schraubenförmig gewundenen Fläche den untersten Bereich ihrer Bahn durchläuft.
Damit die Feststoffeinheiten infolge der Drehung der Trommel 36 von der schraubenförmig gewundenen Fläche entgegen der Schwerkraft nach Art .nner archimedischen Schraube nach oben gefördert werden, ist jeder Durchlaß 39 mit einem mit ihm zusammenarbeitenden Trennmittel versehen, das bei Durchgang

<5 durch den untersten Bereich die Feststoffeinheit von der in einer Kammer 37 befindlichen Flüssigkeitseinheit trennt und diese Feststoffeinheit hinter den Durchlaß 39 weiterführt, während die Flüssigkeitseinheit zu der benachbarten, tiefer gelegenen Kammer fließen kann.

Ein solches Trennmittel, das sich für die Trennung von aus blanchiertem, nicht zerkleinerten Spinat bestehenden Feststoffeinheiten eigne», ist in Fig. 10 dargestellt. Das Trennmittel besteht aus mehreren gebogenen Stangen 43, die am einen Ende von einem Träger 44 mit dreieckigem Querschnitt getragen sind, der an der Innenwand der Trommel 36 und in Drehrichtung der Trommel 36 vor dem Durchlaß 39 angeordnet ist Das andere Ende jeder der Stangen 43 ist frei. Die Stangen 43 verlaufen in einer Ebene, die parallel zu der schraubenförmig gewundenen Fläche verläuft; dabei ist ihre Krümmung derart, daß die erste Stange 45 der Stangen 43 allmählich fortschreitend vom Träger 44 zu irgendeinem Abstand von der Wand der Trommel 36 verläuft, und das freie Ende der nächsten Stange 43 in einen! etwas größeren Abstand von der Wand der Trommel 36 liegt usw. Die letzte Stange 46 der Stangen 43 verläuft in einem geringen Abstand von und parallel zu der Windung 38 der schraubenförmig gewölbten

Fläche, wobei derjenige Teil dieser Stange 43, der sich hinter dem zugehörigen Durchlaß 39 befindet, näher an ..>r Achse der Trommel 36 als der Innenrand des Durchlasses 39 liegt. So bilden die Stange^ 43 zusammengenommen eine Fläche, deren Ende, das vom Träger 44 abgewandt ist und sich jenseits des Durchlasses 39 erstreckt, freitragend ist; dabei sind also zwischen den Stangen 43 Schlitze 47 gebildet, die sich in Richtung auf das freitragende Ende der von den Stangen 43 gebildeten Fläche erstrecken und die zunächst in Bewegungsrichtung der Trommel 36 verlaufen und dann allmählich von dieser Richtung abweichen. Ein in dieser Weise aufgebautes Trennmittel besitzt keine vorstehenden Teile, an denen der Spinat hängenbleiben kann und die er verstopft.

Wenn infolge der Drehung der Trommel 36 ein Durchlaß 39 mit Trennmitteln eine Kammer 37 der Vorrichtung durchläuft, in der sich eine Einheit des durchfließenden Spinats und eine Flüssigkeitseinheit, z. B. Wasser z.ir Kühlung des Spinats, befinden, wird diese Mischung allmählich konzentriert, weil die Spinateinheit an dem Durchlaß 39 vorbeigeführt wird und die Wassereinheit durch den Durchlaß 39 hindurch abfließt. Nachdem die Spinateinheit und die Wassereinheit nicht mehr miteinander in Berührung stehen, kommt die Spinateinheit infolge der Drehung der Trommel 36 mit einer nachfolgenden Wassereinheit in Berührung, worauf, nachdem die Spinateinheit mit dieser Wassereinheit für irgendwelche Zeit in Berührung gebracht worden ist, sich das beschriebene Verfahren wiederholt, sobald der nachfolgende Durchlaß 39 mit Trennmitteln sich an dieser Spinaleinheit vorbeibewegt. Nachdem sich der letzte Durchlaß 39 der obersten Windung 38 der schraubenförmig gewundenen Fläche an einer Spinateinheit vorbeibewegt hat. wird diese aus der Trommel 36 entfernt, wenn sie das Ende 42 dieser letzten Windung erreicht.

in dem in Fig. 11 gezeigten Strömungsbild der Vorrichtung der Fig. 7 und 8 sind die von den Feststoffeinheiten und Flüssigkeitseinheiten bei ihrem Durchlauf di-rch die Vorrichtung eingeschlagenen Wege mittels einer gestrichelten bzw. einer durchgehenden Linie dargestellt. Die Feststoffeinheiten werden an der schraffiert dargestellten Fläche 48 zugeführt, während die Flüssigkeitseinheiten der Vorrichtung im Bereich der schraffierten Fläche 49 zugeführt werden. Die mit den Durchlässen 39 zusammenarbeitenden Trennmittel sind in diesem Strömungsbild mit 50 bezeichnet. Wie das Strömungsbild zeigt, erfolgt die Hindurchführung der Feststoffeinheiten kontinuierlich, während die Hindurchführung der Flüssigkeitseinheiten nach Art des bekannten »Pilgerschritt«-Verfahrens erfolgt.

Die vierte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die in Fig. 12 schematisch in einem senkrechten Schnitt dargestellt ist.

besteht aus einer spiralförmig gewundenen Fläche 51; diese ist zwischen zwei vertikalen Wänden (nicht dargestellt) und fest mit diesen Wänden verbunden, z. B. durch Verschweißen. Die Vorrichtung ist um die Zentralachse der spiralförmig gewundenen F.<iciie 51 drehbar, wodurch die untersten Bereiche des zwischen den Windungen der Fläche 51 gelegenen Raums Kammern 52 bilden, in denen die Feststoffeinheiten und die Flüssigkeitseinheiten miteinander für eine bestimmte Zeit in Berührung stehen. Nach jeder Urndrehung der spiralförmig gewundenen Fläche 51 wird eine Einheit der hindurchgeführten Feststoffe zwischen die äußerste und die benachbarte Windung der Fläche geführt, während zur selben Zeit eine Flüssigkeitseinheit in den Raum 53 eingebracht wird, der von der spiralförmig gewundenen Fläche 51 und den Seitenwänden eingeschlossen ist. Zu diesem Zweck kann eine der Scitenwände mit einer zentralen Öffnung (nicht dargestellt) versehen sein, in welcher eine Zuführeinrichtung für die Flüssigkeit angeordnet ist, wie dies für die Ausführup.gsform der F i g. 1 und 2 bereits beschrieben wurde.

In den Windungen der spiralförmig gewundenen Fläche 5\ sind perforierte Bereiche 54 vorgesehen, die gegenseitig um weniger als 360° gegeneinander versetzt sind, aber in radialer Richtung nicht auf einer Linie liegen; jeder dieser Bereiche 54 wirkt als Durchhß und als Trennmittel.

Infolge der Drehung der Vorrichtung befindet sich so jede zugeführte Feststoffeinheit nach jeder Umdrehung um eine Windung der Fläche 51 näher am Raum 53, da sich die Feststoffeinheiten über die perforierten Bereiche 54 hinüberbewegen. Zum anderen fließen, wenn die Feststoffeinheiten eine Kammer 52 durchlaufen. die Flüssigkeitseinheiten durch die öffnungen eines perforierten Bereichs 54 hindurch und gelangen mit der unter der entsprechenden windung der spiralförmig gewundenen Fläche 51 befindlichen Feststoffeinheit in Berührung. Diese Berührung bieibt solange erhalten, bis ein perforierter Bereich 54 die Kammer 52 durchläuft, in der sich diese Mischung befindet; danach kommt die Feststoffeinheit mit einer nachfolgenden Flüssigkeitseinheit in Berührung.

Die Flüssigkeitseinheiten werden aus der Vorrichtung über den perforierten Bereich 54 der äußersten Windung der spiralförmig gewundenen Fläche 51 abgeführt, während die Feststoffeinheiten abgeführt werden, wenn sie den von der innersten Windung dieser Fläche 57 und den Seitenwänden geschlossenen Raum 53 erreicht haben. Für die Abführung der Feststoffeinheiten ist eine Abführungseinrichtung vorgesehen (nicht dargestellt).

Das Strömungsbild für die schematisch in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform entspricht dem Strömungsbild der F i g. 11.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von fließfähigen Feststoffen mit einer im Gegenstrom fließenden Flüssigkeit zum Wärmeaustausch, Stoffaustausch, zur Erzielung einer chemischen oder biochemischen Reaktion oder einer Kombination solcher Vorgänge zwischen den fließfähigen Feststoffen und der Flüssigkeit, wobei der Feststoff- und der Flüssigkeitsstrom je in räumlich voneinander getrennte Einheiten aufgeteilt werden und jede aus je einer zusammengetroffenen Feststoffeinheit und Flüssigkeitseinheit bestehende Mischung von allen weiteren derartigen Mischungen räumlich getrennt gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff und die Flüssigkeit je in gleichen Einheiten intermittierend zugeführt werden und daß jede der je aus einer Feststoff- und einer Flüssigkeitseinheit bestehender Mischung nach einer bestimmten Zeit getrennt wird und die so abgetrennte Feststoffeinheii nach vollständigem Abschluß des Abtrennens aus der genannten Mischung mit einer anderen Flüssigkeitseinheit zu einer neuen Mischung zusammengebracht wird.

2. Drehtrommel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mehreren von dem Feststoff und der Flüssigkeit der Reihe nach zu durchlaufenden Kammern, mit einer Einrichtung zum Zuführen des Feststoffes zu der am einen Ende der Kammerreihe gelegenen Kammer, mit einer Einrichtung z.m Zuführen der Flüssigkeit zu der am anderen Ende der Kammerreihe gelegenen Kammer und mit Mitteln zum gegenseitigen Getrennthalten der von den in jeder KamnvT aufeinandertreffenden, aus dem Feststoff und der Flüssigkeit gebildeten Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen des Feststoffes diesen in jeweils gleichen Einheiten intermittierend zuführt, daß die Einrichtung zum Zuführen des Flüssigkeitsstroms diesen ebenfalls in gleichen Einheiten intermittierend der Drehtrommel zuführt und daß in der Drehtrommel Mittel angeordnet sind, die die Mischungen in jeder Kammer nach einer bestimmten Zeit trennen und die voneinander getrennten Feststoff- und Flüssigkeitseinheiten gegenläufig wegfördern, derart, daß die Berührung zwischen einer Feststoff- und einer Flüssigkeitseinheit ausschließlich dann stattfinden kann, wenn die Berührung zwischen der vorhergehenden Flüssigkeitseinheit und dieser Feststoffeinheit beendet ist.

3. Drehtrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel zylindrisch ausgebildet ist und an der Innenwand die Drehachse kreuzende Leitbleche (2, 5, 15; 24; 38) befestigt sind, die das Innere der Trommel (1; 22; 36) in Kammern (3; 23; 37) aufteilen, wobei einander benachbarte Kammern (3; 23; 37) miteinander in offener Verbindung stehen über in den Lcitblechen (2, 3, 15; 24: 38) angeordnete, etwa rechteckige Durchlässe (ohne BZ; 26, 27; 39), deren jeder mit einem Siebblech (11; 28, 29; 50) abgedeckt sind, das den Durchgang der Flüssigkeit zuläßt und das, wenn es seinen untersten Bereich durchläuft, infolge der Drehung der Trommel (1; 22; 36) die in der Kammer (3; 23; 37) befindliche Feststoffeinheit allmählich aus der in dieser Kammer (3; 23; 37) befindlichen Flüssigkeitseinheit heraushebt, bevor der zugehörige Durchlaß (ohne BZ; 26, 27; 39) seinen untersten

ίο

Bereich durchläuft

4. Drehtrommel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Trommel (1) horizontal und das Innere der Trommel (1) in Kammern (3) durch mehrere ringförmige Leitbleche (2, 5, 15) aufgeteilt ist, die sich senkrecht zur Drehachse erstrecken-und in gleichen Abständen in Längsrichtung befestigt sind, wobei die Durchlässe (ohne BZ) in den Leitblechen (2,5,15) von der Wand der Trommel (1) begrenzt sind und gemeinsam auf einer Geraden in Richtung der Achse der Trommel (1) liegen, wobei jeder Durchlaß (ohne BZ) mit einem Führungsblech (8), das die Feststoffeinheiten infolge der Drehung der Trommel (1) durch άζη von der Wand der Trommel (1) entfernten Teil des Durchlasses (ohne BZ) hindurchführt, und mit einem ähnlichen Führungsblech (6) ausgestattet ist, das die Flüssigkeitseinheiten in entgegengesetzter Richtung durch den an die Wand der Trommel (1) angrenzenden Teil des Durchlasses (ohne BZ) hindurchführt.

5. Drehtrommel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Trommel (22) horizontal angeordnet ist und die Leitbleche (24) zusammen eine durchgehende und schraubenförmig gewundene Fläche bilden, die senkrecht auf der Wand der Trommel (22) steht und das Innere der Trommel (22) in Kammern (23) aufteilt, wobei die in der schraubenförmig gewundenen Fläche (24) angeordneten Durchlässe (26, 27) sich in einem bestimmten Abstand von der Wand der Trommel (22) befinden und jeder Durchlaß (26, 27) mit einem Führungsblech (32, 33) ausgestattet ist, das infolge der Drehung der Trommel (22) die mittels des zugehörigen Siebblechs (28, 29) abgetrennte Feststoffeinheit durch den Durchlaß (26, 27) hindurchführt.

6. Drehtrommel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Trommel (36) zur Horizontalen geneigt ist und die Leitbleche (38) zusammen eine durchgehende und schraubenförmig gewundene Fläche bilden, die auf der Wand der Trommel (36) senkrecht steht und das Innere der Trommel (36) in Kammern (37) aufteilt, wobei die in der schraubenförmig gewundenen Fläche (38) angeordneten Durchlässe (43 bis 46) an der Wand der Trommel (36) angrenzen und die Siebbleche (50) die abgetrennten Feststoffeinheiten infolge der Drehung der Trommel (36) über den Durchlaß (43 bis 46) hinüberführen.

7. Drehtrommel mit den Merkmalen des Oberbegriffs nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel durch eine spiralförmig gewundene Fläche, die zwischen zwei vertikalen Seitenwänden befestigt und um ihre Zentralachse drehbar ist. gebildet wird, wobei um weniger als 360° zueinander versetzte, aber nicht auf einer gemeinsamen Geraden in radialer Richtung liegende Durchlässe in der Fläche vorgesehen sind und jeder Durchlaß mit einem Trennmittel ausgestattet ist, das das Hindurchfließen der Flüssigkeit zuläßt.