DE2402446A1

DE2402446A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von granulatfoermigem gut

Info

Publication number: DE2402446A1
Application number: DE2402446A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Strehle
Original assignee: HYDROSTATIC TRADING TRUST
Current assignee: HYDROSTATIC TRADING TRUST
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1975-07-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von granulatförmigem Gut Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von granulatförmigem Gut aus pulverförmigem Gut, bei dem das pulverförmige Gut befeuchtet und anschließend thermisch behandelt wird.
Ein solches Verfahren wird beispielsweise dazu benutzt, um aus pulverförmigem Kaffee körnigen Karte herzustellen. In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt, das befeuchtete pulverförmige Gut in Falltürmen, in denen es im freien Fall herabfällt, mit kalter Luft abzuschrecken, worauf das pulverförmige Gut in körniges Gut übergeht. Die herabfallenden Körner werden dann mittels einer Schnecke abgezogen. Statt der Verwendung von Falltürmen ist es auch bereits bekannt, das pulverförmige Gut in Kühlschnecken abzuschrecken und dann das von der Kühlschnecke ausgetragene körni ge Gut abzusieben.
beide Verfahren sind jedoch relativ unwirtschaftlich, da die zur Kühlung erforderliche Kälteanlage nicht nur in der Herstellung, ,sondern vor allem im Energieverbrauch relativ teuer ist. Das nach diesen Verfahren hergestellte Produkt ist im allgemeinen wenig abriebfest, so daß beim Lagern und Abfüllen ein relativ hoher Pulveranteil entsteht. Auch die optischen Eigenschaften des Produktes sind nicht immer zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von granulatförmigem Gut aus pulverförmigem Gut anzugeben, das wirtschaftlicher als die bekannten Verfahren ist und ein hochwertigeres Produkt liefert.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das befeuchtete pulverförmige Gut zu einer gleichmäßigen dünnen Schicht verteilt, die Schicht durch gleichzeitige Druck- und Wärmeeinwirkung gesintert, das hierbei entstehende oblatenförmige Gut zerkleinert und das zerkleinerte Gut gesiebt wird.
Wie durch Versuche festgestellt wurde, entsteht bei Verwendung dieses Verfahrens ein besonders hochwertiges Produkt, das relativ abriebfest ist, so daß es sich gut lagern und abfüllen läßt, das gute Lösungseigenschaften besitzt und das ansprechend aussieht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich wirtschaftlicher als, die bekannten Gefriertrocknungsverfahren, da der Erwärmungsvorgang wesentlich weniger Leistung als der Kühlvorgang erfordert. Die Kosten für die Herstellung einer bestimmten Menge granulatförmigen; Gutes bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens betragen etwa ein Fünftel der bei Verwendung der bekannten Gefriertrocknungp verfahren anfallenden Kosten.
Zur Verarbeitung von Kaffeepulver wird das Sintern vorzugsweise bei einer Temperatur von 800 bis 1200, einem Druck von 5 bis 10 kp/m² und einer Dauer von 10 bis )0 sec durchgeführt. Es versteht sich jedoch, daß diese-Werte von der Art des zu verarbeitenden Gutes, beispielsweise auch von der Karfeesorte, sowie von den an das Produkt zu stellenden Anforderungen abhängen und ggf. außerhalb der angegebenen Bereiche liegen.
Zweckmäßigerweise wird das Gut nach dem Sintern und vor dem Zerkleinen gekühlt, damit die oblatenförmige Schicht hart und brüchig Iwird. Im allgemeinen ist es jedoch ausreichend, daß das gesinterte Gut kurzzeitig, etwa beim Fördern, der Umgebungsluft ausgesetzt Wist.
Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Sintereinrichtung mit zwei horizontal verlaufenden, übereinander angeordneten Platten, die zum Sintern'des Gutes aufheizbar und gegeneinander preB-bar sind, und mit einer Verteileinrichtung zum Bilden der dünnen Schicht aus pulverförmigem Gut auf der unteren Platte.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist konstruktiv einfach und erfordert einen wesentlich geringeren Herstellungsaufwand als die bekannten Gefriertrocknungsanlagen, da keine Kälteanlage vorhanden ist. Die Platten können thermoelektrisch aufgeladen werden, was sich ohne großen konstruktiven Aufwand durchführen läßt.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Sintereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die untere Platte stationär und die obere Platte vertikal verschiebbar angeordnet ist und der Anpreßdruck durch das Gewicht der oberen Platte erzeugt wird. Auf diese Weise läßt sich in sehr einfacher Weise der gewünschte Anpreßdruck sicherstellen.
iZweckmäßigerweise bestehen die Platten aus Metall, insbesondere Aluminium.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die untere Platte auf leine höhere Temperatur als die obere Platte aufheizbar, um ein ankleben des Gutes an der oberen Platte zu verhindern. Bei Anheben der oberen Platte bleibt daher das gesinterte Gut mit Sicherheizt auf der unteren Platte zurück.
Die Verteileinrichtung weist vorzugsweise einen horizontal über die untere Platte bewegbaren Wagen auf, der eine an seiner Unterseite mündende, sich über die Breite der Platten erstreckende Ab-Abgabedüse besitzt. Wenn somit der Wagen über die untere Platte fährt, bildet er die gewünschte dünne Schicht aus pulverförmigem iGut, deren Dicke vorzugsweise zwischen 2 und 20 mm liegt.
Zweckmäßigerweise ist an der Vorderseite des Wagens ein Schaber zum Absohaben des gesinterten Gutes von der unteren Platte angebracht. Wenn der Wagen daher über die untere Platte bewegt wird, um die dünne Schicht aus pulverförmigem Gut zu bilden, entfernt er gleichzeitig das im vorherigen Arbeitsgang gesinterte Gut von der unteren Platte.
Dem Wagen ist zweckmäßigerweise eine Dosiereinrichtung zugeordnet, die eine vorgegebene Menge des pulverförmigen Gutes an den Wagen abgibt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Wagen gerade so vie pulverförmiges Gut aufnimmt, wie zur Bildung einer vollständigen Schicht aus pulverförmigem Gut erforderlich ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sintereinrichtung über einen Förderer ein Befeuchtungsturm vorgeschaltet, in dem das pulverförmige Gut den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt, z.B. 6 bis 8 , erhält.
Ferner ist der Sintereinrichtung über einen Förderer eine Granulietsiebeinrichtung nachgeschaltet, in der das gesinterte Gut zerkleinert und gesiebt wird.
,Die Granuliersiebeinrichtung weist vorzugsweise zwei übereinander angeordnete Schüttelsiebe auf, wobei die Maschenweite des oberen Schüttelsiebes größer und die des unteren Schüttelsiebes kleiner als die gewünschte Korngröße ist.
Zweckmäßigerweise weist die Granuliersiebeinrichtung zwei getrenn-6 Auslässe auf, von denen der eine zum Abführen des granulatförmigen Gutes und der andere zum Ab führen des restlichen pulverförmigen Gutes dient. Das restliche pulverförmige Gut wird zweckmäßigerweise dem Granulierprozeß erneut zugeführt.
Zum Zerkleinern des gesinterten Gutes hat sich die Verwendung von !Kunststoffringen, vorzugsweise aus Tetrafluoräthylen, als besonders zweckmäßig erwiesen, die auf dem oberen Schüttelsieb lose auf gelegt'werden.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Einrichtung zum Granulieren von pulverförmigem Gut; Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung.
Die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Einrichtung zum Granulieren von pulverförmigem Gut, insbesondere Pulverkaffee, besteht aus einem Befeuchtungsturm 4, dem das pulverförmige Gut durch eine Förderschnecke 2 zuführbar ist, einer 8, die mit dem Befeuchtungsturm 4 durch einen Förderer 6 in Form eines schwanenhalsförmigen Becherförderersverbunden ist, und einer Granuliersiebeinrichtung 12, die mit der Sintereinrichtung 8 durch einen Förderer 10 in Form eines Schrägförderers verbunden ist und von der das granulierte Gut durch einen Förderer 14 in Form eines ,Schrägförderers abführbar und das restliche pulverförmige Gut über eine Rückführeinrichtung 54 zur Förderschnecke 2 zurückführbar ist.
Die Sintereinrichtung 8 weist eine am Boden abgestützte, horizontal verlaufende untere Platte 16 auf. Oberhalb der Platte 16 ist ;eine ebenfalls horizontal verlaufende obere Platte 18 angeordnet, die längs eines Rahmens 20 relativ zu der unteren Platte 16 vertikal verschiebbar ist. Die Platten 16 und 18 bestehen aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, und sind elektrostatisch aufheizbar.
Auf der unteren Platte 16 ist ein Wagen 22 horizontal verschiebbar angeordnet. In Fig. 1 befindet sich der Wagen 22 in seiner Anfangs stellung, in der er außerhalb des Bereiches der oberen Platte 18 angeordnet ist. Der Wagen 22 ist mit einer Kammer (nicht gezeigt) jzur Aufnahme des pulverförmigen Gutes versehen, die an ihrer Un-1terseite in eine sich über die gesamte Breite der Platten 16, 18 erstreckende Abgabedüse (nicht gezeigt) mündet. An der in Fig. 1 ,rechten Seite des Wagens 22 befindet sich ein Schaber (nicht gezeigt), der bei einer Bewegung des Wagens 22 auf der unteren Platte te 16 auf der Oberfläche der Platte 16 entlanggleitet und eine Schabwirkung ausübt.
Oberhalb des sich in seiner Ruhestellung befindenden Wagens 22 ist eine Dosiereinrichtung 24 angeordnet, in die der Förderer 6 mündet. Die Dosiereinrichtung 24 ist so ausgebildet, daß sie dem Wage 22 bei jedem Arbeitsgang eine vorgegebene Menge pulverförmigen Gutes zumißt.
Die Granuliersiebeinrichtung 12 besitzt mindestens zwei Ubereinander angeordnete kreisförmige Schüttelsiebe 26, 28. Die Maschenweit oberen Schüttelsiebes 26 ist größer und die des unteren Schüt-.siebes 28 ist kleiner als die gewünschte Korngröße. Oberhalb des unteren Schüttelsiebes 28 ist ein Auslaß 30 für das granulatförmige Gut angeordnet, während sich unterhalb des unteren Schüttelsiebes 28 ein Auslaß 32 für das restliche pulverförmige Gut befindet. Der Auslaß SO führt zu dem Förderer 14, während der Auslaß 32 an der Rückführeinrichtung 34 angeschlossen ist.
tDie Betriebsweise der beschriebenen Granuliereinrichtung ist wie folgt. Das pulverförmige Gut wird über die Förderschnecke 2 dem Befeuchtungsturm 4 zugeführt, wo das Gut einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt, z.B. 6 bis 8 , erhält. Das befeuchtete Gut wird über den Förderer 6 der Dosiereinrichtung 24 zugeführt, die dann eine vorgegebene, abgemessene Menge des Gutes an den Wagen.22 abgibt.
Der mit dieser vorgegebenen Menge pulverförmigen Gutes gefüllte Wagen wird aus seiner Anfangsstellung (Fig. 1) nach rechts(in 1Fig. 1) über die untere Platte 16 bewegt. Hierbei gibt der Wagen 22 über seine Abgabedüse (nicht gezeigt) gleichförmig pulverförmi-, ges Gut an die Platte 16 ab, wodurch auf der Platte 16 eine gleicht förmige dünne Schicht aus pulverförmigem Gut entsteht. Die Schicht aus pulverförmigem Gut hat beispielsweise eine Dicke von 2 bis 20 mm und eine Flächenausdehnung entsprechend den Abmessungen der Platten von beispielsweise 2,50 m x 1,25 m.
Die Platten 16, 18 sind vorgewärmt, wobei beispielsweise die obere Platte eine Temperatur von 900 C und die untere Platte 16 eine Temperatur von 1050 C hat. Nachdem der Wagen 22 in seine Anfangs-,stellung zurückgefahren worden ist, wird die obere Platte lp aLgesenkt und mit einem vorgegebenen Druck, der zweckmäßigerweise allein durch Schwerkraftwirkung erzielt wird und beispielsweise -5 bis 10 kp/m2 beträgt, gegen die untere Platte 16 angedrückt.
Während einer vorgegebenen Anpreßzeit, die beispielsweise 10 bis 30 sec beträgt, bäckt das pulverförmige Gut zusammen; es wird gewissermaßen "gesintert". Wenn die obere Platte 18 nach der vorgegebenen Anpreßdauer angehoben wird, bleibt das gesinterte Gut jauf der unteren Platte 16 zurück, da die untere Platte'auf eine höhere Temperatur als die obere Platte vorgewärmt worden war.
Das auf der unteren Platte 16 in Oblatenform vorliegende Gut wird dann von dem an der Vorderseite des Wagens 22 angebrachten Schaber (nicht gezeigt) abgeschabt und an den Förderer 10 abgegeben, wenn der Wagen 22 zur Bildung der nächsten pulverförmigen Schicht erneut über die untere Platte 16 bewegt wird. Während das oblatenförmige Gut von dem Förderer 10 der Granuliersiebeinrichtung 12 zugeführt wird, kühlt es etwas ab, so daß es relativ hart und brüchig wird.
Das brüchige Gut wird dann auf dem oberen Schüttelsieb 26 zerkleinert. Zu diesem Zweck sind auf dem oberen Schüttelsieb 26 mehrere Ringe aus Kunststoff, vorzugsweise Tetrafluoräthylen, von etwa 30 bis 80 mm Durchmesser lose gelagert, die, wie sich in der Praxis gezeigt hat, eine besonders günstige Zerkleinerungswirkung haben. Das hierbei entstehende Granulat der gewünschten Korngröße wird über den Auslaß 30 dem Förderer 14 zugeführt, von wo es weiterverarbeitet werden kann, während das beim Granuliervorgang entstehende pulverförmige Gut über den Auslaß32 und die Rü¢kfUhreinrichtung 34 dem Granulierprozeß erneut zugeführt wird.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von granulatförmigem Gut aus pulverinsbesondere Kaffeepulver od. dgl.

förmigem Gut, bei dem das pulverförmige Gut befeuchtet und anschließend thermisch behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß daß das befeuchtete pulverförmige Gut zu einer gleichmäßigen dünnen Schicht verteilt, die Schicht durch gleichzeitige Drucks und Wärmeeinwirkung gesintert, das hierbei entstehende oblatenförmige Gut zerkleinert und das zerkleinerte Gut gesiebt wird.

2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 0 Sintern bei einer'Temperatur von 800 bis 120 , einem Druck von 5 bis 10 kp/m2 und einer Dauer von 10 bis 30 sec durchgeführt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut nach dem Sintern und vor dem Zerkleinern gekühlt wird.

4. Vorrichtung zum Durchrühren des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Sintereinrichtung (8) mit zwei horizontal verlaufenden, übereinander angeordneten Platten (16,18), die zum Sintern des Gutes aufheizbar und gegeneinanderpreßbar sind, und mit einer Verteileinrichtung (22) zum Bilden der dünnen Schicht aus pulverförmigem Gut auf der unteren Platte (16).

5.Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere unter Platte (16) stationär und die obere Platte (18) vertikal verschiebbar angeordnet ist und der Anpreßdruck durch das Gewicht der oberen Platte (18) erzeugbar ist.

6.Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (16,18) aus Metall, insbesondere Aluminium, bestehen

7.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Platte (16) auf eine höhere Temperatur als die obere Platte (18) aufheizbar ist, um ein Ankleben des Gutes an der oberen Platte zu verhindern.

8.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteileinrichtung einen horizontal über die untere Platte (16) bewegbaren Wagen (22) aufweist, der eine an seiner Unterseite mündende, sich über die Breite der Platten erstreckende Abgabedüse besitzt.

9.Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderseite des Wagens (22) ein Schaber zum Abschaben des gesinterten Gutes von der unteren Platte (16) angebracht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wagen (22) eine Dosiereinrichtung (24) zugeordnet ist, die eine vorgegebene Menge des pulverförmigen Gutes an den Wagen abgibt.

gll. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sintereinrichtung (8) über einen Förderer (6) ein Befeuchtungsturm (4) vorgeschaltet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sintereinrichtung (8) über einen Förderer (10) eine Granuliersiebeinrichtung (12) nachgeschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Granuliersiebeinrichtung (12) zwei übereinander angeordnete Schüttelsiebe (26,28) aufweist, wobei die Maschenweite des oberen Schüttelsiebes (26) größer und die des unteren Schüttelsiebes (28) kleiner als die gewünschte Korngröße ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Granuliersiebeinrichtung zwei getrennte Auslässe (30, 32) aufweist, von denen der eine (30) zum Abführen des granulatförmigen Gutes und der andere (32) zum Abführen des restlichen pulverförmigen Gutes dient.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder14, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem oberen Schüttelsieb (26) mehrere Kunststoffringe zum Zerkleinern des gesinterten Gutes lose aufliegen.