DE2308786A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von granuliertem material - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum trocknen von granuliertem materialInfo
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Description
DR. MÜLLER-BORE DIPL-F-HYSUR. MAN I7Z OIPL.-CHEM. DR. DEU FEL
DIPL-ING. FINSTERWALD DlPL-ING. GRÄMKOW
München, den 22.2.73 GN/gn - C 2692
CHERWELL VALLEY SILOS LIMITED Twyford, Banbury, Oxfordshire, England
Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von granuliertem Material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Trocknen von granuliertem bzw. körnigem Material, insbesondere verbrachten Kaffeegranulaten.
Bei der Herstellung von sogenanntem "Instant"-Kaffee
(selbstlöslicher Kaffee) werden grüne Kaffeebohnen geröstet und gemahlen und das geröstete Mahlgut
wird mit heißem Wasser behandelt, so daß s>df das
lösbare Material (Kaffee-Extrakt) aus dem Mahlgut extrahiert wird. Der Kaffee-Extrakt wird dann getrocknet,
beispielsweise durch Sprühtrocknung, um Instant-Kaffee herzustellen. Dieses Verfahren des Entfernens des
Keffee-Extrakts aus dem Mahlgut und das anschließende
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Trocknen des Extrakts kann entweder chargenweise oder in einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführt
werden. In jedem Falle ist das verbrauchte Mahlgut, nach dem Entfernen des verfügbaren Kaffee-Extrakts
aus dem gerösteten Mahlgut, für den Hersteller von Instant-Kaffee weiterhin wenig nützlich.
Beil* Extraktionsvorgang wird das geröstete Kaffeemahlgut
mit heißem Wasser behandelt und daher hat das verbrauchte Mahlgut einen hohen Feuchtigkeitsgehalt.
In der Praxis beträgt der Feuchtigkeitsgehalt bis zu 90% und liegt normalerweise im Bereich von 85 Gewichtsprozenten,
so daß, wenn das verbrauchte Mahlgut (Kaffeesatz) irgendwie weiterhin nützlich sein soll; es vorzuziehen
ist, daß eine beachtliche Menge dieser Feuchtigkeit entfernt wird.
Die Erfindung schafft ein Veifehren zum Trocknen von
granuliertem bzw. körnigem Material, umfassend das Verbrennen eines Brennstoffes und das Abziehen der Verbrennungsprodukte
in einem Strom durch einen geschlossenen Raum ; das Einführen des granulierten Materials in den Strom an einer
Stelle, der die Temperatur des Stromes unter der Zündtemperatur des Materials jedoch über 1OO°C ist, um
aus dem Material Feuchtigkeit zu verdunsten und das granulierte Material durch den geschlossenen Raum zu
fördern; das Sammeln des Materials mit einer einen vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt überschreitenden
Feuchtigkeit, welches während der Förderung durch den geschlossenen Raum unter den Strom fällt und das Fördern
des gesammelten Materials zu einer Stelle über dem Strom: um das gesammelte Material mittels Schwerkraft
in den Strom zurückzuführen; sowie das Trennen
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der Verbrennungsprodukte von dem getrockneten granulierten Material, das mit diesen aus dem geschlossenen
Raum hinausströmt.
Vorzugsweise wird die Temperatur der Verbrennungsgase so eingestellt, daß, wenn das getrocknete granulierte
. Mahlgut im wesentlichen die Umgebungstemperatur
erreicht hat, sein Feuchtigkeitsgehalt zwischen 5 und 15 Gewichtsprozenten liegt.
Ferner schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Trocknen von befeuchtetem granuliertem Material, gekennzeichnet
durch einen Ofen mit einem Auslaß; eine Einrichtung zum Verbrennen eines Brennstoffs in dem
Ofen; eine längliche, zylindrische Trommel, die mit einem Ende mit dem Auslaß des Ofens in Verbindung
steht; eine Anzahl von Scheiben, die quer zur zylindrischen Trommel an in Längsabständen befindlichen
Stellen in der Trommel angeordnet sind, wobei jede der Scheiben eine zentrale Öffnung aufweist, die sämtlich
miteinander fluchten und einen Durchgang durch die Trommel bestimmen; eine Einrichtung zum Abziehen
eines Stromes von Verbrennungsprodukten von dem Ofen durch den Durchgang; eine Einrichtung an einem Ende
der Trommel zum Einführen des granulierten Materials in die Trommel, so daß das Material in den Strom eingeführt
und dabei Feuchtigkeit aus diesem entfernt wird; daß jede Scheibe und eine benachbarte Scheibe
in der Trommel ein Sammelabteil in der Trommel zum Sammeln jedes Materials bestimmen, welches eine einen
vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt übersteigende Feuchtigkeit enthält und unter den Strom fällt; eine
Einrichtung zum Drehen der Trommel, wodurch in einem
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Sammelabteil gesammeltes Material an eine Stelle
über dem Strom gefördert wird, um das in einem solchen Sammelabteil gesammelte Material in den Strom
zurückzuführen; und durch eine Einrichtung am anderen
Ende der Trommel, zum Trennen der Verbrennungsprodukte von dem getrockneten granulierten
Material, das mit diesem aus der Trommel ausströmt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft beschrieben, die eine Vorrichtung zum
Trocknen von verbrauchtem Kaffee-Mahlgut,, im folgenden Kaffeesatz genannt, zeigt.
Diese Vorrichtung hat einen Plattenbandförderer 1 zum Zuführen von nassem Kaffeesatz zu einem Schnekkenförderer
2. Der Schneckenförderer 2 führt den Kaffeesatz in den Feuertrockner 3, so daß beim Einfüllen
des nassen Erzeugnisses in den Feuertrockner 3 dieses einem Strom von Luft begegnet, die durch
eine Naturgasflamme erwärmt ist, das durch eine Speiseleitung 4 in den Trockner eingeführt ist.
Der Feuertrockner 3 ist in ein Ende eines Drehtrommel-Trockners
5 hin offen, der mit in Längsabständen angeordneten Querprallblechen 6 ausgestattet ist, von
denen jedes eine zentrale öffnung hat. Das andere Ende des Trommeltrockners 5 ist mit einem Zyklon-Abscheider
7 verbunden. Der Abscheider 7 ist mit einer Saugpumpe 8 zum Abziehen von Gas aus den Trocknern
3 und 5 und dem Abscheider 7 versehen und zum Erzeugen eines Hochgeschwindigkeits-Gasstromes durch
diese.
Ein Förderer 9, der von einem Tunnel 12 eingeschlos-
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sen ist, führt vorn Zyklon-Abscheider 7 über einen
Drehschieber 14 zur Zuführungsleitung 17. Ein zweiter Zyklon-Abscheider 10 ist mit einer Pumpe
11 zum Durchziehen von Luft durch den Tunnel 12 versehen. Eine Zuführleitung 15 führt vom Abscheider
10 durch ein Drehventil 16 in den Tunnel 12.
Im Betrieb wird nasser Kaffeesatz unter einer gesteuerten Rate durch den Plattenbandförderer 1 in
den Schneckenförderer 2 gegeben, der den Kaffeesatz in den Feuertrockner 3 einführt.
Der nasse Kaffeesatz wird beim Zusammentreffen mit dem Strom von heißen Gasen in dem Feuertrockner 3
sehr schnell erwärmt und viel vom Wasser im Kaffeesatz wird verdampft und in die heißen Gase übertragen.
Dieses rapide Erwärmen senkt den Feuchtigkeitsgehalt des Kaffeesatzes auf etwa 30%. Der
Kaffeesatz wird vollkommen dispergiert und in den Hochgeschwindigkeits-Gasstrom eingeführt und daher
von dem Feuertrockner 3 in und durch den Drehtrommel-Trockner 5 gefördert. Der mit Prallblechen 6 ausgestattete
Trommeltrockner 6 dient ferner zum Trocknen des verbrauchten Kaffeesatzes und insbesondere zum
Trocknen der Bestandteile des Kaffeesatzes, die durch den Feuertrockner noch nicht zufriedenstellend
getrocknet sind.
Die Bestandteile des Kaffeesatzes, die in dem Feuertrockner ausreichend Wasser verloren haben, um den
gewünschten Feuchtigkeitsgehalt aufzuweisen, sind weniger dicht als die Partikel mit niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt
und werden zum größten Teil geradewegs
durch den Trommel-Trockner 5 geführt, ohne aus dem
Gasstrom zu fallen. Wenn jedoch die Bestandteile des Kaffeesatzes in dem Gasstrom in dem Drehtrommel-Trockner
5 längsgefördert werden, gelangen die dichteren, z.B. solche mit einem höheren als
dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt in dem Gasstrom nach unten, bis sie durch eines der Prallbleche 6
aus dem Strom entfernt werden und in eines der Sammelabteile fallen, die durch benachbarte Prallbleche
bestimmt sind. Auf diese Weise werden die dichten, schwereren Bestandteile des Kaffeesatzes aus dem
Gasstrom entfernt, aber wenn sich die Trommel langsam dreht, werden diese Partikel in Richtung des^
Oberbereichs des Trockners getragen und fallen dann durch den Gasstrom, wobei sie mehr von ihrer Feuchtigkeit
verlieren. Falls diese Partikel noch nicht ausreichend Feuchtigkeit verloren haben, werden sie
noch immer zu dicht sein, um durch den Gasstrom aus dem Trommel-Trockner getragen zu werden und sie werden
wieder auf den Boden des Trockners fallen. Daher wird der Vorgang des Hochbringens zum Oberteil des
Trockners und das Hindurchfallen durch den Gasstrom und das Verlieren von Feuchtigkeit so lange wiederholt,
bis die Partikel ausreichend trocken sind. Der Drehtrommel-Trockner 5 hat eine so ausreichende Länge,
daß alle Partikel des Kaffeesatzes einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt haben, wenn sie durch den Trockner
5 gelangt sind.
Beim Austritt aus dem Trockner 5 treten die Partikel des Kaffeesatzes in einen Zyklon-Abscheider 7 ein,
in dem sie von dem heißen Gasstrom getrennt werden, der nun die aus den Partikeln des Kaffeesatzes entfernte Flüssigkeit enthält. Dieser Feuchtigkeitsstrom
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wird durch die Pumpe 8 aus dem Oberteil des Abscheiders entfernt in die Atmosphäre abgeführt,
während die Partikel des Kaffeesatzes auf einem Förderer vom Boden des Abscheiders entfernt werden,
wo sie bis auf im wesentlichen Umgebungstemperatur abgekühlt werden. Diese Kühlung wird durch Einschliessen
des Förderers 9 in dem Tunnel 12 und dem Hindurchziehen von kalter Luft durch den Tunnel mittels der
Pumpe 11 bewirkt. Bei diesem Kühlschritt wird noch etwas Feuchtigkeit (etwa 4 bis 5?6) aus dem Kaffeesatz
entfernt. Luft, welche zusammen mit irgendwelchen mitgerissenen Partikeln von Kaffeesatz durch die Pumpe
11 gelangt ist, geht in einen zweiten Zyklon-Abscheider 10, wo die Kühlluft vom oberen Bereich des Abscheiders
entfernt und zur Atmosphäre geleitet wird. Der getrocknete verbrauchte Kaffeesatz, der sich in
der Luft befand, wird durch die Leitung 15 und das Ventil 16 vom Boden des Abscheiders abgezogen, und
mit dem Kaffeesatz auf dem Förderer 9 zusammengebracht. Der Kaffeesatz geht durch das Drehventil 14
und das Rohr 17 und kann wahlweise in Tüten gefüllt oder als Schüttgut gehandhabt werden.
Nach dem Abkühlen des getrockneten Kaffeesatzes können verschiedene Zusätze beigegeben werden. Beispielsweise
kann dem Kaffeesatz butyliertes Hydroxytoluen (BHT) als Fett oder Ölstabilisator beigegeben werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung der Erfindung sind ein Plattenbandförderer und ein Schneckenförderer
Verwendet, um nassen Kaffeesatz in einen Feuertrockner zu bringen. Jedoch kann jede Einrichtung
zum Zuführen des Kaffeesatzes in den Trockner
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verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie die erforderliche Gleichmäßigkeit des Stroms gewährleistet.
Beim Betrieb der Vorrichtung hat sich ergeben, daß die besten Ergebnisse erreicht werden, wenn die
Temperatur des Gasstroms an dem Punkt, an dem der nasse Kaffeesatz zugeführt wird, im Bereich von
500 bis 6000C liegt, \ienn jedoch andere Erzeugnisse
als verbrauchter Kaffeesatz getrocknet werden, kann die oberste Temperatur so hoch wie 9000C
sein. Wenn mit dem Kaffeesatz die Temperatur über 600°C erhöht wird, wird das Verfahren gefährlich,
weil sich das im Kaffeesatz enthaltene Öl verflüchtigen kann und damit eine explosive gasförmige Mischung
in dem Trommel-Trockner erzeugt. Unter 5000C
erfolgt ein unzureichendes Trocknen von Kaffeesatz und das Endprodukt hat einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt.
Die Temperatur des Gasstroms in dem Feuertroeimer kann grundsätzlich durch das wechseln der in den
Trockner eingeführten Gasmenge gesteuert werden. Vorzugsweise beträgt die Temperatur des Gasstroms
beim Austreten aus dem Drehtrommel-Trockner 5 von 78 bis 800C. Diese Temperatur kann durch Einstellen
der Zuführrate von nassem Kaffeesatz in den Feuertrockner 3, durch Steuerung der Geschwindigkeit des
Plattenband-Förderers 1 und des Schneckenförderers 2 eingesteuert werden. Eine weitere Steuerung der
Rate für das Zuführen des nassen Kaffeesatzes in den Feuertrockner 3 kann durch Verwendung eines
dreschflegelartigen Höhensteuerers vorgesehen v/erden,
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um die Höhe des nassen Kaffeesatzes auf dem Plattenband-Förderer
1 zu steuern.
Nachdem der getrocknete Kaffeesatz aus dem Zyklon-Abscheider 10 entfernt ist, hat er etwa folgende
Trockenzusammensetzung:
| Ätherextrakt (Öl) | 27 |
| Rohprotein | 11 |
| Rohfaser | 40 |
| Asche | 1 |
| Stickstofffreier | |
| Extrakt (NFE) | 21 |
Wie oben angezeigt, hat der getrocknete Kaffeesatz normalerweise einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa
10#, obgleich der Gehalt von 5% bis 15$ variieren
kann. Unter 5% Feuchtigkeitsgehalt ist der Kaffeesatz wahrscheinlich im Hinblick auf seinen hohen
Ölgehalt sehr explosiv und über 1596 Feuchtigkeitsgehalt
wird sich in dem Kaffeesatz wahrscheinlich Schimmel bilden.
Für den wie oben beschrieben erhaltenen Kaffeesatz
gibt es zahlreiche Verwendungen und er kann beispielsweise als Düngemittel, Bodenkonditionierer,
Brennstoff, ein Bestandteil von Viehfutter, Abstandhalter in Schleifmitteln und als eine Ölquelle verwendet
werden.
der Für die Vervrendung als Brennstoff Wird/getrocknete
Kaffeesatz vorzugsweise in Nussform gebracht, üblicherweise unter Verwendung eines Bindemittels wie
Melasse.
3098JWU541
Die bedeutenste Verwendung, die für den getrockneten Kaffeesatz gefunden wurde, ist als Bestandteil
von Tierfuttermitteln erkannt worden. Bei dieser Verwendung enthält das Futtermittel einen
Anteil von etwa 5 bis 10 Gewichtsprozenten von getrocknetem Kaffeesatz. Der getrocknete Kaffeesatz
ist reich an Öl und hat ein Stärkeäquivalent von etwa 75, was etwas höher ist als das von
Gerste, die ein Stärkeäquivalent von 71 hat.
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf das Trocknen von verbrauchtem Kaffeesatz beschrieben
worden ist, kann sie in gleicher Weise beim Trocknen von anderem granuliertem Material verwendet v/erden,
beispielsweise für verbrauchten Teesatz, Körner, Pulpe von schwarzen Johannisbeeren, von Äpfeln, Gras
oder anderen Früchte- und Gemüserückständen, die gleichmäßige oder ungleichmäßige Partikelgroßen
haben.
-Patentansprüche-
Claims (2)
1. Verfahren zum Trocknen von granuliertem Material, umfassend das Verbrennen eines Brennstoffs und
Abziehen der Verbrennungsprodukte in einem Strom durch einen eingeschlossenen Raum; Mitführen von
granuliertem Material in dem Strom an einer Stelle, an der die Temperatur des Stroms unter der Zündtemperatur
des granulierten Materials jedoch über 1OO°C liegt; und Trennen der Verbrennungsprodukte
von dem damit aus dem eingeschlossenen Raum ausströmenden granulierten Material, gekennzeichnet
durch das Sammeln jedes granulierten Materials mit einem über einem vorbestimmten Feuchtigkeitswert liegenden Feuchtigkeitsgehalt, das während
des Bewegens durch den eingeschlossenen Raum (5) unter den Strom fällt und durch das Fördern des
gesammelten Materials zu einer über dem Strom liegenden Stelle und Zurückführen des gesammelten
Materials in den Strom.
2. Vorrichtung zum Trocknen von befeuchtetem granuliertem Material mit einem Ofen mit einem Auslaß;
einem länglichen, drehbaren, zylindrischen Trommel-
3O983'b/US41
Trockner, der mit einem Ende mit dem Auslaß des Ofens verbunden ist; einem Förderer zum Zuführen
des granulierten Materials in den Ofen am Auslaß desselben; einer Saugpumpe, die mit dem anderen
Ende des Trommel-Trockners in Verbindung steht; und einem Zyklon-Abscheider, der zwischen der
Pumpe und dem Trockner angeordnet ist, gekennzeichnet durch Prallbleche (6), die quer zum
Trommel-Trockner (5) an unter Abstand vorgesehenen Stellen in diesem vorgesehen sind, und durch
einen zentralen Durchgang in dem Trommel-Trockner (5), der durch fluchtende Öffnungen in den Prallblechen
(6) bestimmt ist.
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