DE2366052B2

DE2366052B2 - Tabaktrockner

Info

Publication number: DE2366052B2
Application number: DE2366052A
Authority: DE
Inventors: James H. Preville Cartmell; Lorne A. Lachine Rowell
Original assignee: Imasco Ltd
Current assignee: Imperial Tobacco Canada Ltd
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1978-05-24
Also published as: JPS4887096A; SE7511038L; SE389003B; IT977192B; DE2305948A1; JPS506556B2; DE2305948B2; GB1419151A; FR2172652A5; DE2366052A1; CA1007447A; GB1419152A; DE2366052C3; SE416872B; BR7301057D0; SE7511039L; US3785765A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tabaktrockner, bestehend aus einer um eine Achse drehbaren Vorrichtung, die aus einer drehbaren Trommel, Mitteln zum Einführen von zu trocknendem Material an einem ersten Ende der Trommel und zum Entladen desselben aus einem zweiten Ende der Trommel, aus einer Vorrichtung zur Erzeugung einer im wesentlichen feststehenden Menge von Wärmeenergie in einer Flüssigkeit zur Zufuhr der im wesentlichen gesamten Wärmeenergie zwecks Entfernung des Feuchtigkeitsgehalts aus dem Material für eine gegebene Anzahl von Arbeitsbedingungen, wobei die Drehkonstruktion Mittel umfaßt, die zwischen der Flüssigkeit und dem Material angeordnet sind, so daß die Flüssigkeit von dem Material physikalisch trennbar ist, sowie aus Mitteln zum Aufnehmen der von dem Material abgegebenen Feuchtigkeit und zum Entfernen der Feuchtigkeit aus der Trommel, wobei diese Vorrichtung Mittel zum Einführen von Arbeitsluft in die Trommel am zweiten Ende und zum Ablassen derselben aus dem ersten Ende aufweist, so daß die Arbeitsluft im Gegenstrom zu dem durch die Trommel geschickten Material gerichtet ist.

Es ist bekannt, daß die hauptsächliche Wärmebelastung für jeden Trockner die für das Verdampfen von Wasser ist Es ist weiterhin bekannt, daß die aus dem getrockneten Material entfernte Wassermenge in einem Drehtrommel-Trockner durch Wechsel der Temperatur der beheizten Flächen verändert werden kann. Infolgedessen ist die für eine solche Änderung erforderliche Einstellzeit aufgrund der großen thermischen Trägheit und der Zeit, die das Material für die Bewegung durch die Trockentrommel benötigt, ziemlich lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in die Arbeitsluft zu sprühende Wassermenge automatisch zu regeln.

s¹) Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Abtastvorrichtung arbeitsmäßig dem von der Trommel abgegebenen Material im Sinne einer Abtastung des Feuchtigkeitsgehalts des Materials zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung auf die Abtastvorrichtung zum Einführen von Wasser in das zweite Ende der Trommel ansprechbar ist, so daß das Wasser in Tröpfchenform entweder das Material oder die Trommel berührt und die eingeführte Wassermenge durch die Abtastvorrichtung im Sinne einer Änderung der Menge der im wesentlichen festliegenden, von dem Material absorbierten Wärmemenge zwecks Aufrechterhaltung des Feuchtigkeitsgehalts des getrockneten Materials auf einen im wesentlichen vorbestimmten konstanten Wert veränderbar ist.

Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß der Tabaktrockner gemäß der Erfindung innerhalb seines regelbaren Bereichs mit einer konstanten Verdampfungsbelastung ausgelegt werden kann, weil mit Hilfe des erfindungsgemäßen automatischen Wasserzerstäubersystems, welches einen feinen Wassersprühstrahl in das Tabakausstoßende der Trockentrommel einspritzt, eine veränderliche Verdampfungsbelastung erzielt wird, so daß die Wassermenge, die aus dem Tabak und aus dem Wassersprühnebel verdampft wird, weitgehend konstant bleibt.

Falls dem Tabak mehr Feuchtigkeit entzogen werden soll, wird die Menge des in den Trockner gespritzten Wassers reduziert. Wenn andererseits dem Tabak weniger Wasser entzogen werden soll, wird die Menge des in den Trockner eingespritzten Wassers erhöht. Die totale Verdampfungsbelastung des Trockners bleibt konstant, wie anhand der folgenden Tabelle veranschaulicht wird.

Tabakfeuchtigkeit beim Laden
des Trockners

Tabakf euch tig- Vom Trockner verdampfte Feuchtigkeit keitsgehalt beim Verlassen des Trockners

vom Tabak vom Sprühstrahl Insgesamt

Normal

20,0%

19,5

19,0%

16,5%
16,5%
16,5%

3,5%
3,0%
2,5%

0,1%
0,6%
1,1%

3,6%
3,6%
3,6%

Mit dieser Kontrollmethode ist die Reaktionszeit auf kurzfristige Verdampfungsbelastungsänderungen sehr gering, und sie eignet sich daher zur automatischen Kontrolle.

Ein weiterer Vorteil der Wassersprühtechnik nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Übertrocknen des Tabaks zu Beginn und am Ende eines Trockenvorgangs reduziert oder ausgeschaltet wird. Der Wassersprühstrahl stellt dabei eine belanglose Verdampfungsbelastung dar.

Das kanadische Patent 5 96 376 beschreibt eine Fördertrockenanlage, die den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks durch das Einführen von Dampf in den Trockner ändert. Diese Technik hält jedoch keine konstante Verdampfungsbelastung am Trockner aufrecht, weil das zugeführte Wasser bereits verdampft wurde und von der Verdampfungswärme begleitet wird. Diese zusätzliche Wärme erhöht die Austrittstemperatur des Tabaks, die wiederum bewirkt, daß eine stärkere Trocknung in dem Kühler stattfindet und die automatische Feuchtigkeitsregelung sehr schwierig wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt der Ausführungsform eines Tabaktrockners nach der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Endansicht nach Schnittlinie 2-2 in F i g. 1 und

F i g. 3 eine schematische Endansicht nach Schnittlinie 3-3in Fig. 1.

Gemäß F i g. 1 ist eine Tabaktrockentrommel 40 auf zwei Zahnkranzrädern 42 und 44 mittels Zahnkränzen 46 und 48 innerhalb eines isolierten Gehäuses drehbar angeordnet, das allgemein mit 41 bezeichnet wird. Ein nicht gezeigter Elektromotor ist für den Antrieb der Trommel mit einer rationellen Geschwindigkeit von ca. 10 Umdrehungen/Minute vorgesehen.

Der mit 50 bezeichnete, zu trocknende Tabak wird mit einem beliebigen, herkömmlichen Förderer in den Tabakzuführbehälter 52 transportiert, wo er auf einen Schraubenförderer 54 fällt, der den Tabak in die Trockentrommel 40 fördert. Am Ende des Tabakzufülirbehälters ist die Trommel 40 leicht aufwärts geneigt, so daß der an diesem Ende eingeführte Tabak sich durch die Trommel bewegt und diese am allgemein mit 56 bezeichneten Tabakaustragtrichter verläßt tin Gebläse 58 erzeugt einen Arbeitsluftdruck am Tabak-Austragtrichterende. Die Arbeitsluft dringt am Austragende in die Trockentrommel 40 ein und bewegt sich in der Trommel in einer mit einem Pfeil 60 bezeichneten Richtung im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung des zu trocknenden Tabaks.

Die Arbeitsluft wird mittels einer Absaugpumpe 62 abgezogen und durch das Auslaßrohr 64 in die Atmosphäre abgelassen. Ein drehbarer Luftauslaßfilter 69 ist in dem Tabakzuführbehälter 52 angeordnet, um kleine Tabakteilchen zu entfernen, die von der Arbeitsluft mitgenommen werden können. Luftdämpfer 70 und 72 sind im Eingangs- bzw. Ausgangsrohr des Arbeitsluftsystems angeordnet und regeln die Menge der in die Trockentrommel strömenden Arbeitsluft. Die in den Tabakaustragtrichter 56 strömende Arbeitsluft kann, falls dies gewünscht wird, geringfügig erhitzt werden, um die Kondensationsneigung auf Metallteilen zu verringern. Der Erhitzungsgrad, dem die Arbeitsluft unterworfen wird, ist jedoch nur sehr gering und erhöht nicht die Belastung des Trockners.

Der die Trockentrommel verlassende getrocknete Tabak tritt in den Tabakaustragtrichter 56 ein und wird aufgrund der auf ihn einwirkenden Schwerkraft dem Meßrohr 74 zugeführt. Nach dem Verlassen des Meßrohrs 74 wird der Tabak aus der Trocknereinrichtung mittels eines Förderers 76 fortbewegt, der von üblicher Bauart sein kann. Es ist wichtig, daß die Geschwindigkeit, mit der der Förderer 76 den getrockneten Tabak forttransportiert, so geregelt wird, daß das Meßrohr 74 nicht von Tabak entleert wird. Das Arbeitsluftgebläse 58 ruft einen Druck in dem Tabakaustragtrichter hervor. Der das Meßrohr 74 füllende Tabak bewirkt eine Dichtung, die es nicht erlaubt, daß die Arbeitsluft durch das Meßrohr austritt. Dichtungen 43, die mit den Zahnkränzen zusammenwirken, verhindern den Austritt von Arbeitsluft in das Äußere der Trockeneinheit.

An der Seite des Meßrohres 74 ist ein den Feuchtigkeitsgehalt abfühlender Kopf 78 angeordnet, der von üblicher Bauart sein kann und ein dem Feuchtigkeitsgehalt des durch das Meßrohr sich bewegenden Tabaks proportionales fortlaufendes Ausgangssignal abgibt. Das Ausgangssignal des den Feuchtigkeitsgehalt abfühlenden Kopfes wird einem Feuchtigkeitsregler 80 zugeführt. Der Regler 80 stellt ein servogesteuertes Wasserventil 82 so ein, daß die in das Ausgangsende der Trockentrommel 40 eingespritzte Wassermenge geregelt wird. Die Wassersprühdüse 84 ist von üblicher Bauart und erzeugt einen feinen Strahl.

Wenn der Fühlkopf 78 zum Beispiel eine Abnahme des Feuchtigkeitsgehalts des durch das Meßrohr 74 hindurchgehenden Tabaks feststellt, empfängt der Regler 80 ein Signal. Der Regler 80 öffnet dann das servobetätigte Wasserventil 82, so daß mehr Wasser in das Tabakauslaßende der Trockentrommel 40 gesprüht wird. Auf diese Weise kann der Feuchtigkeitsgehalt des getrockneten ausgetragenen Tabaks in sehr engen Toleranzen gehalten werden. Da der Feuchtigkeitsgehalt des austretenden Tabaks durch einen Wassernebel gesteuert wird, können Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes ohne Änderung der Temperatur der Heißluft vorgenommen werden, unter der Voraussetzung, daß sich letztere innerhalb des regelbaren Bereichs befindet. Daher kann der Feuchtigkeitsgehalt des austretenden Tabaks auf einer bestimmten eewünschten Höhe

lediglich durch wenige Sekunden erfordernde Änderungen gehalten werden.

Die zum Trocknen des Tabaks erforderliche Wärme wird durch einen Brenner 86 zugeführt, der im Gehäuse 41 angebracht ist. Der Brenner kann eine beliebige Wärmeenergie erzeugende Quelle darstellen, es wurde jedoch gefunden, daß gas- oder ölbeheizte Brenner am wirksamsten sind. Der Brenner 86 heizt den äußeren Teil des isolierten Gehäuses auf, der allgemein mit 88 bezeichnet wird. Die im Bereich 88 erhitzte Luft der Trockeneinrichtung wird durch das Gebläse 90 in einen unter Druck stehenden Ringraum 91 gepumpt, der die Trockentrommel 40 in ihrer Mitte umgibt. Eine Reihe von hohlen, dreieckig geformten Schaufeln 98, die in Fi g. 2 im Querschnitt zu sehen sind, sind in Längsrichtung entlang dem Innern der Trockentrommel 40 angeordnet. F i g. 2 zeigt der Einfachheit halber nur vier Schaufeln, aber es ist ersichtlich, daß eine beliebige Anzahl von Schaufeln verwendet werden kann. Jede Schaufel 98 hat eine öffnung 100, die mit dem Innern der Schaufeln der Trockentrommel 40 im Bereich des Ringraums 91 in Verbindung steht. Die Enden der Schaufeln 98 haben außerdem Öffnungen 102 und 104 (Fig. 1), die das hohle Innere der Schaufeln mit dem Bereich 88 der Trockeneinrichtung verbinden. Außerhalb der Trockentrommel 40 ist ein langer, feststehender zylindrischer Außenmantel 96 angebracht, der mit der Außenwand der drehbaren Trockentrommel einen engen ringförmigen Kanal 94 bildet. Die äußeren Enden des Mantels 96 sind so angeordnet, daß sie mit dem äußeren Teil 88 des isolierten Gehäuses der Trockeneinrichtung im Bereich der öffnungen 102 und 104 in den Schaufeln 98 in Verbindung stehen. Eine große ringähnliche öffnung 106 in dem Außenmantel 96 ermöglicht die Verbindung zwischen dem Ringraum 91 und dem Innern des ringförmigen Kanals 94.

Die Heißluft in dem Ringraum 91 wird durch die öffnung 106 mittels des Gebläses 90 gedruckt. Ein Teil der heißen Trockenluft bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit in einer Längsrichtung relativ zur Außenwand der Trockentrommel 40 und tritt in den äußeren Teil 88 im Bereich der öffnungen 102 und 104 aus. Der zurückbleibende Teil der heißen Trockenluft dringt in öffnungen 100 ein und bewegt sich durch das Innere der Schaufeln 98 in deren Längsrichtung, um in den äußeren Teil 88 der Trockeneinrichtung über die öffnungen 102 und 104 zurückzuströmen. Die Zirkulation der Trockenluft ist allgemein durch die Pfeile 92 in F i g. 1 gekennzeichnet. Die Querschnitte des ringförmigen Kanals 94, der hohlen dreieckigen Schaufeln 98 und die Konstruktion des Gebläses sind so gewählt, daß eine hohe Geschwindigkeit der in dem Ringkanal 94 und in den hohlen Schaufeln 98 strömenden Luft aufrechterhalten wird. Diese Anordnung fördert die Überführung einer maximalen Menge an Wärmeenergie in das Innere der Trommel 40. Zusätzlich zu der gesteigerten Wärmeübertragung, die auf die hohe Geschwindigkeit der über die Trommel und im Innern der Schaufeln strömenden Luft zurückzuführen ist, erzielt die Erfindung ferner eine Erhöhung der übertragenen Wärmemenge durch eine Vergrößerung der erhitzten Oberflächen aufgrund derdreieckförmigen hohlen Schaufeln.

Wie F i g. 1 zeigt, wird ein Teil der in den äußeren Teil 88 der Trockeneinrichtung zurückgeführten Luft wiedei aufgeheizt und durch den Ringkanal 94 und die Schaufeln 98 erneut in Umlauf gesetzt, während ein Tei der in den äußeren Teil 88 wieder eintretenden Lufl durch das Auslaßrohr 108 abgelassen wird. FaIIi gewünscht, kann ein nicht dargestellter Wärmeaustauscher in den äußeren Teil 88 eingesetzt werden, um die Arbeitsluft geringfügig aufzuwärmen.

F i g. 3 ist eine Endansicht im Schnitt einer Trockeneinrichtung im Bereich des Tabakaustragtrichters 56 und zeigt das Arbeitsluftgebläse 58, das Meßrohr 74, der Feuchtigkeitsfühlkopf 78, den Förderer 76, die Wassersprühdüse 84 und eine Zugangstür 110. Das Wassersystem kann mit der Tür durch eine flexible, nicht gezeigte Leitung verbunden sein, um das Öffnen der Tür zi ermöglichen.

Im Betrieb treibt die in den Tabak über di« Oberfläche der Drehtrommel und der Schaufelr eingedrungene Hitze die Wasserfeuchtigkeit aus den Tabak heraus. Die in die Trommel am Tabakaustrag trichterende eintretende Arbeitsluft ist von Feuchtigkei verhältnismäßig frei, weil sie sich jedoch im Gegen strom zur Bewegungsrichtung des Trockengang! bewegt, nimmt die Arbeitsluft schnell die vom Tabal< freigegebene Feuchtigkeit auf und trägt sie fort. Wei

jo der Tabak sich durch den Trockner in einer Richtung und die Arbeitsluft sich durch den Trockner ir entgegengesetzter Richtung bewegen, existiert inner halb der Trockentrommel ein Bereich, der arr Austragende der Trommel liegt, wo der Tabak der trockensten Zustand aufweist. Es ist dieser Bereich, ir dem der Wassernebel zur Regelung des Feuchtigkeits gehaltes des Tabaks eingespritzt wird. Auf diese Weis« kann der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks ohne ernsthaf te Beeinträchtigung der Verdampfungsbelastungsbedin gungen des Trockners geregelt werden.

Bei einer zweiten, nicht gezeigten Ausführungsforn sind Leitflächen an der Drehtrommel angeordnet, dami die im Ringrauim 94 sich bewegende Heißluft einei schraubenförmigen Bahn folgt.

Es ist somit ersichtlich, daß der erfindungsgemäßc Tabaktrockner der Drehtrommelbauart einen weiter brauchbaren dynamischen Wirkungsbereich besitzt unc für das Trocknen von Tabak in einem weiten Bereicf von Langzeitbelastungsbedingungen wirtschaftlich ein

so gesetzt werden kann. Dabei kann der Feuchtigkeitsge halt des die Trommel verlassenden Tabaks in einen engen Toleranzbereich gehalten werden. Die auf einei bestimmten Temperatur durch die der Tromme zugeordnete Heizvorrichtung gehaltene Heißluft wire vermittels der Vorrichtung für die Zirkulation dei Heißluft mit einer Geschwindigkeit von vorzugsweist zwischen 152 m/min und 1067 m/min über die Außenflä ehe der Trommel zur Erzielung einer hohen Wärmelei tung durch die Trommel geleitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Tabaktrockner, bestehend aus einer um eine Achse drehbaren Vorrichtung, die aus einer drehbaren Trommel, Mitteln zum Einführen von zu trocknendem Material an einem ersten Ende der Trommel und zum Entladen desselben aus einem zweiten Ende der Trommel, aus einer Vorrichtung zur Erzeugung einer im wesentlichen feststehenden Menge von Wärmeenergie in einer Flüssigkeit zur Zufuhr der im wesentlichen gesamten Wärmeenergie zwecks Entfernung des Feuchtigkeitsgehalts aus dem Material für eine gegebene Anzahl von Arbeitsbedingungen, wobei die Drehkonstruktion Mittel umfaßt, die zwischen der Flüssigkeit und dem Material angeordnet sind, so daß die Flüssigkeit von dem Material physikalisch trennbar ist, sowie aus Mitteln zum Aufnehmen der von dem Material abgegebenen Feuchtigkeit und zum Entfernen der >o Feuchtigkeit aus der Trommel, wobei diese Vorrichtung Mittel zum Einführen von Arbeitsluft in die Trommel am zweiten Ende und zum Ablassen derselben aus dem ersten Ende aufweist, so daß die Arbeitsluft im Gegenstrom zu dem durch die Trommel geschickten Material gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtastvorrichtung (78,80) arbeitsmäßig dem von der Trommel (40) abgegebenen Material im Sinne einer Abtastung des Feuchtigkeitsgehalts des Materials zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung (82) auf die Abtastvorrichtung (78, 80) zum Einführen von Wasser in das zweite Ende der Trommel (40) ansprechbar ist, so daß das Wasser in Tröpfchenform entweder das Material oder die Trommel (40) berührt und die eingeführte Wassermenge durch die Abtastvorrichtung (78, 80) im Sinne einer Änderung der Menge der im wesentlichen festliegenden von dem Material absorbierten Wärmemenge zwecks Aufrechterhaltung des Feuchtigkeitsgehalts des getrockneten Materials auf einen im wesentlichen vorbestimmten konstanten Wert veränderbar ist.