DE2950714C2 - Vorrichtung zum Trocknen von insbesondere pastenförmigem Material - Google Patents

Description

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (12) unterhalb des die Scheiben (32) aufnehmenden Bereichs in an sich bekannter Weise ein Konus (18) angesetzt ist, wobei der öffnungswinkel des Konus (18) bzw. die Schräge der ihn bildenden Wandabschnitte so auf das getrocknete Material abgestimmt ist, daß das auf die Wandabschnitte auffallende Material allein durch Schwerkraft nach unten wegrutscht, und der Konus (18) an seinem unteren Ende durch einen Austrittsstutzen (20) abgeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie in an sich bekannter Weise als Vakuumtrockner ausgebildet ist.

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f Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trock-

■i'. nen von insbesondere pastenförmigem Material mit

*'i einem Gehäuse, mit in diesem parallel zueinander und

vertikal verlaufend angeordneten beheizbaren Scheiben, mit Sprüheinrichtungen zum Aufsprühen des feuchten Materials auf die Scheiben; mit Schabeeinrichtungen zum Abschaben des getrockneten Materials von den Scheiben und mit Einrichtungen zum Austragen des getrockneten Materials aus dem Gehäuse.

Trockner dieser Art (DE-OS 28 07 725) sind in verschiedenen Ausführungen bekannt Dabei gibt es Trockner mit feststehenden, beheizbaren Platten, wie zum Beispiel Trockenschränke, und solche mit rotierenden Trocknungsflächen, wie beispielsweise Walzentrockner, Rotationstrockner und Tellertrockner. Die Tellertrockner weisen teilweise ortsfeste und teilweise auch bewegliche beheizbare Scheiben auf.

Bei einem bekannten Trockner (DE-OS 28 07 725), der als Vakuumtrockner ausgebildet ist, der eingangs genannten Gattung sind die Trocknungsflächen als von innen beheizte Scheiben ausgebildet, die auf einer horizontal verlaufenden drehbaren Welle parallel zueinander und unter gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Das Heizmedium zum Aufheizen der Scheiben wird über die Welle zugeleitet, die als Hohlwelle ausgebildet ist Die Sprüheinrichtungen bestehen aus U-förmigen Rohren, deren Schenkel die Scheiben von beiden Seiten umgreifen und an denen auf die Scheibenoberflächen gerichtete Düsen angeordnet sind. Die Schabeeinrichtungen bestehen aus einem oder mehreren an den Oberflächen der Scheiben anliegenden Klingen. Diese streifen das aus den Düsen auf die Scheiben aufgesprühte pastenförmige Material, das nach einer Umdrehung der Scheiben getrocknet ist, von diesen ab. Das abgestreifte trockene Material fällt von den nebeneinanderliegenden Scheiben nach unten in eine Sammelrinne. In dieser befindet sich ein Austragförderer in Form einer rotierenden Schnecke. Diese fördert das Material zur weiteren Trocknung oder Verarbeitung weiter.

Dieser bekannte Trockner verlangt einen hohen apparativen Aufwand. Die Zu- und Abfuhr des Heizmediums zu und von den sich drehenden Scheiben über die Hohlwelle ist konstruktiv natürlich lösbar, jedoch mit hohem Aufwand verbunden. Ähnliches gilt für die durch die U-förmigen Rohre gebildeten Sprüheinrichtungen. Auch ihre Wartung und Reinigung ist schwierig. Ein weiterer Nachteil dieses Trockners liegt darin, daß sich getrocknetes Material in der Sammelrinne und benachbarten, nicht vom Austragförderer erfaßten Gebieten festsetzt. Bei empfindlichen und nicht beständigen Biomassen kann dies zu Fäulnis und dergleichen führen. Schließlich hat der bekannte Trockner in bezug auf den von ihm eingenommenen Raum nur eine verhältnismäßig kleine spezifische Trocknungsfläche. Die rotierenden runden Scheiben belassen ungenutzte Ecken, die verlorenen Raum darstellen.

Bekannt ist weiter eine Vorrichtung zum Trocknen von dünnem Mörtel oder Schlämmen (GB-PS 5 98 355). Bei dieser Vorrichtung wird das zu trocknende Material in ein nach oben offenes Behältnis eingegeben. An einem endlosen Band umlaufende rechteckförmige Platten tauchen in das Gefäß ein und nehmen dabei Material auf ihren Oberflächen mit. Mit diesem Material durchlaufen die Platten eine Heißgasströmung. Dabei trocknet das Material und backt auf den Platten fest. Von diesen wird es anschließend mit umlaufenden Armen abgestreift. Dabei fällt es in einen sich nach unten konusförmig verjüngenden Materialauslaß, über den es die Trockenvorrichtung verläßt.

Hiervon ausgehend stellt sich für die Erfindung die Aurgabe, einen Trockner so auszubilden, daß insbesondere zum Trocknen von Massenprodukten, beispielsweise durch Gärungsverfahren hergestellte Biomassen, eine hohe spezifische Trocknungsfläche mit niedrigem apparativen und maschinellen Aufwand erreicht wird.

Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung nach de* Erfindung dadurch, daß die Scheiben ortsfest angeordnet und die Sprüh- und Schabeeinrichtungen von einem zum anderen Ende der Scheiben zwischen diesen verfahrbar sind.

Im Unterschied zu dem bekannten Trockner sind nun die Scheiben ortsfest und die Sprüh- und Schabeeinrichtungen ortsbeweglich angeordnet. Die Sprüh- und Schabeeinrichtungen lassen sich einfacher als die Scheiben, wie beim Stand der Technik, beweglich anordnen. Dadurch sinkt der apparative Aufwand. Es kommt hinzu, daß sich die Sprüh- und Schabeeinrichtungen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung linear hin- und herbewegen, während die Scheiben beim bekannten Trockner eine Drehbewegung ausführen. Dabei wird das Heizmedium der die Scheiben tragenden und sich drehenden Hohlwelle über abgedichtete Lager zugeführt Dies verlangt einen hohen konstruktiven Aufwand. Im Unterschied hierzu ist der apparative Aufwand bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitaus geringer. Auch die Wartung und Reinigung der Scheiben einerseits und der Sprüh- und Schabeeinrichtungen andererseits wird vereinfacht. Bei aus der-Scheiben herausgefahrenen Sprüh- und Schabeeinrichtungen sind sowohl die Scheiben als auch die Sprüh- und Schabeeinrichtungen leicht zugänglich. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Scheiben und vorzugsweise auch das sie umschließende Gehäuse in an sich bekannter Weise rechteckförmig. Damit wird der von der Trockenvorrichtung eingenommene Raum optimal ausgenutzt. Es gibt keine toten Ecken. Mit dieser Anordnung läßt sich die maximale spezifische Trocknungsfläche in einem vorgegebenen Volumen unterbringen. Die Scheiben sind fest mit dem Gehäuse verbunden und mit Ein- und Austrittsstutzen für ein Heizmedium verbunden. Bei diesem kann es sich um Wasser. Dampf oder auch einen anderen Wärmeträger handeln.

In einer konstruktiven Ausgestaltung ist vorgesehen, daß parallel zu den Scheiben ein Wagen hin- und herverfahrbar ist, am Wagen zwischen je zwei Scheiben und sich über deren gesamte Höhe erstreckende Düsenrohre mit über der Höhe verteilten, nach beiden Seiten gerichteten Düsen befestigt sind, und am Wagen weiter sich ebenfalls über die gesamte Höhe der Scheiben erstreckende Schaber angeordnet sinci, die an die Scheiben anlegbar und von diesen wegklappbar sind und in der Laufrichtung des Wagens vor den Düsen liegen. Diese Wagen fahren mit einstellbarer Geschwindigkeit zwischen den Scheiben hin und her. Beim Hinlauf liegen die Schaber an den Scheiben an und streifen das bei vorhergehendem Hinlauf aufgesprühte und inzwischen getrocknete Material ab. Dieses fällt frei nach unten weg. Aus den Düsen wird neues feuchtes Material auf die Scheiben aufgesprüht. Am Ende des Hinlaufes werden Endschalter betätigt. Der Materialzulauf zu den Düsen wird unterbrochen und die Schaber werden abgehoben. Der Wagen läuft dann zurück. Erneut werden Endschalter wirksam, und ein neuer Hinlauf beginnt.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind im Gehäuse auf beiden Seiten oberhalb der Scheiben Laufschienen angeordnet und der Wagen läuft auf diesen. Dabei enthält der Wagen ein horizontal verlaufendes Sammelrohr, das über einen Schlauch an einen Eintrittsstutzen für das zu trocknende Material angeschlossen ist, und die Düsenrohre gehen von diesem Sammelrohr aus.

Am Wagen sind zweckmäßig über die gesamte Höhe der Scheiben verlaufende Stangen gelagert die die

ίο Schaber halten und die zu deren Anlegen und Wegklappen an die bzw. von den Scheiben um einen geringen Winkel verdrehbar sind.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, daß an das Gehäuse unterhalb des die Scheiben aufnehmenden Bereichs in an sich bekannter Weise ein Konus angesetzt ist, wobei der öffnungswinkel des Konus bzw. die Schräge der ihn bildenden Wandabschnitte so auf das getrocknete Material abgestimmt ist, daß das auf die Wandabschnitte auffallende Material allein durch Schwerkraft nach unten wegrutscht, und der Konus an seinem unteren Ende durch einen Austrittsstutzen abgeschlossen ist Allein durch diesen Konus wird somit sichergestellt, daß das getrocknete Gut ohne zusätzliche Einrichtungen

allein durch Schwerkraft den Trockner verläßt Besondere Austragvorrichtungen, die nicht nur apparativen Aufwand bedingen, sondern auch zu Verschmutzungen führen können, entfallen damit
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in an sich bekannter Weise auch als Vakuumtrockner ausgebildet sein. Damit sinkt die Verdampfungstemperatur und das zu trocknende Material wird geschont Zum Aufrechterhalten des Vakuums sind am Ende des Trockners dann Luftschleusen angeordnet

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Vorrichtung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung bei geöffnetem Gehäuse,

F i g. 2 eine entsprechende Ansicht aus einem um 90° gedrehten Blickwinkel und

F i g. 3 die Aufsicht auf zwei Scheiben mit angelegten Schabern und in Tätigkeit befindlichen Düsen.
F i g. 1 und 2 zeigen das rechteckförmige Gehäuse 12 mit der abnehmbaren Haube 14 und dem Eintrittsstutzen 16. An das untere Ende des Gehäuses 12 schließt sich der Konus 18 mit dem Austrittsstutzen 20 an. Im oberen Bereich des Gehäuses 12 sind an dessen beiden Seiten die beiden Laufschienen 22 angeordnet. Auf diesen laufen die Räder 24, die den Wagen 26 tragen. F i g. 1 zeigt diesen Wagen 26 von vorne. Von ihm gehen die Düsenrohre 28 mit den Düsen 30 ab. Die Düsenrohre 28 liegen zwischen je zwei Scheiben 32. Nur die beiden äußeren Düsenrohre 28 sind nur je einer Scheibe zugeordnet. An den Düsenrohren 28 sind in gleichmäßigen Abständen verteilt die Düsen 30 angeordnet. Die Scheiben 32 sind mit Laschen 34 am Gehäuse befestigt. Der Zu- und Ablauf des Heizmediums erfolgt über Stutzen 36 und 38. Ein Schlauch 40 verläuft zwischen einem Eintrittsstutzen 32 und einem Sammelrohr 44. Am Eintrittsstutzen 42 wird das zu trocknende Material von außen zugegeben. Der Schlauch 40 gibt es an das Sammelrohr 44 ab. An dieses sind die Düsenrohre 28 angeschlossen. Parallel zu den Düsenrohren 28 verlaufen Stangen 46. Diese sind am Wagen in Lagern 48 gehalten. Sie tragen die Schaber 50.

Im Betrieb läuft der Wagen 26 zwischen den Scheiben 32 hin und her. Beim Hinlauf liegen die Schaber 50 an

den Scheiben 32 an und die Düsen 30 werden mit zu trocknendem Material beaufschlagt. Sie sprühen dieses auf die Scheiben 32 auf. F i g. 3 zeigt dieses Bild beim Hinlauf vom Punkt A zum Punkt B. Bei B treten Endschalter in Tätigkeit. Der Materialzulauf zu den Düsen 30 wird unterbrochen. Die Stangen 46 werden etwas gedreht und die Schaber 50 heben von den Scheiben 32 ab. Der Wagen 26 läuft nach A zurück.

Beispiel fürdieTrocknungeinesMassenproduktes

Es soll eine Proteinmasse in der Größenordnung von 100 000 Jato Trockensubstanz getrocknet werden. Dies entspricht einer Trockensubstanz von 303 030,30 kg/ Tag, wenn man 330 Arbeitstage zugrunde legt und 12 626,26 kg Trockensubstanz/Std. bei vierund2wanzigstündigem Betrieb.

Solche Proteinmassen sind schwierig zu trocknen, weil sie einen hohen Feuchtigkeitsgehalt bei schwieriger bzw. pastöser Konsistenz aufweisen. Solche Proteinmassen haben nach der Fermentation einen Feststoffgehalt zwischen 0,7 und 7,5%. Diese Suspension kann durch geeignete, bekannte Methoden auf 15 bis 22% Trockensubstanz eingedickt werden. Bei dieser Konsistenz ist das dann zu trocknende Produkt noch pump- und sprühfähig. Im gewählten Beispiel soll eine derartige Suspension mit 17% Trockensubstanz am Eingang des Trockners auf 80% Trockensubstanz am Austritt des Trockners getrocknet werden. Hierbei ergibt sich folgende Aufgabe:

12 626,26 kg Trockensubstanz mit einem Wasseranteil von 61 645,87 kg beim Eintritt in den Trockner sollen auf 12 626,26 kg Trockensubstanz mit einem Wasseranteil von 3 156,57 kg/Std. getrocknet werden. Daraus resultiert eine Verdampferleistung von 58 489,30 kg Wasser/Std.

Die Eintrittsmenge in den Trockner beträgt 74 272,133 kg Proteinsuspension/Std. Derartige Leistungen sind mit herkömmlichen Kontakttrocknern nicht zu bewältigen, es sei denn mit einem wirtschaftlich nicht mehr tragbaren Investitionsaufwand.

Im gewählten Beispiel wird die Leistung eines erfindungsgemäßen Trockners im wesentlichen von folgenden Parametern gekennzeichnet:

1. Die Schichtdicke, in welcher das zu trocknende Material auf die beheizten Scheiben aufgetragen wird.

2. Die Aufenthaltszeit in Sekunden auf der Trocknungsfläche.

3. Die Oberfläche in m² der zur Verfügung stehenden spezifischen Trocknungsfiäche.

4. Die Verdampferleistung in kg Wasser/m² Trocknungsfläche und Stunde.

Um eine kurze Aufenthaltszeit und eine gute Haftung des zu trocknenden Materials auf der Trocknungsoberfläche zu erreichen, ist es zweckmäßig, das Material in dünnen Schichten vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 1 mm aufzutragen. Die Aufenthaltszeit auf der Trocknungsfläche ist somit von der Schichtdicke und der Verdampferleistung abhängig. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Schichtdicke von 0,2 mm, eine Aufenthaltszeit von zwölf Sekunden und eine Oberfläche von 6 mVSeite gewählt. Hieraus ergibt sich folgende Arbeitsweise:

Die Proteinsuspension wird über den Eintrittsstutzen 42 über den beweglichen Schlauch 40 den Düsenrohren 28 und den Düsen 30 mittels einer Druckpumpe zugeführt.

Die Düsen beaufschlagen die beheizten Scheiben 32

ίο mit dem zu trocknenden Material. Pumpendruck und Düsenleistung sowie die Geschwindigkeit werden so gewählt, daß die Schichtdicke auf den beheizten Scheiben 32 0,2 mm beträgt Das Aufsprühen beginnt bei Punkt A. Der Wagen 26 wird mit einer Geschwindigkeit von 53333 mm/Sekunde von A in Richtung B (Fig.3) durch einen geeigneten Antrieb bewegt. Kurz vor Erreichen von B wird durch ein Schnellschlußventil die Zufuhr des zu trocknenden Materials unterbrochen und der Wagen 26 fährt in die Ausgangsstellung bei Punkt A zurück. Hierbei sind die Schaber 50 durch eine geeignete, mechanische Vorrichtung von den Scheiben 32 abgehoben, so daß sie berührungslos zurückfahren. Die erwähnte Vorrichtung bewirkt weiterhin, daß die Schaber bei A durch Federdruck angepreßt werden. Der Antrieb des Wagens wird durch Umpolung so gesteuert, daß er erneut von Punkt A in Richtung S fährt.

Das in der Zwischenzeit getrocknete Material wird nunmehr von den Scheiben 32 abgeschabt Kurz nach der Abnahme des Materials öffnet sich das erwähnte Schnellschlußventil und die Scheiben werden erneut mit dem zu trocknenden Material besprüht Bei der gewählten Geschwindigkeit beträgt die Aufenthaltszeit auf den Scheiben 12 Sekunden, wenn zwischen A und B

3m liegen. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich und wird vollautomatisch gesteuert

Bei dieser Arbeitsweise ergeben sich folgende Berechnungsdaten:
Pro Scheibe und Hub werden 2,4 kg Proteinsuspension aufgetragen. Dies entspricht einer Leistung von 720 kg/Scheibe und Stunde. Hieraus resultieren für die anfangs erwähnte Größenordnung von 100 000 Jato Trockensubstanz eine Anlagengröße mit 103 Scheiben mit je 12 m² spezifischer Trocknungsfiäche (beidseitig)

mit einer Gesamtfläche von 1 236 m² und einer Verdampferleistung von 4732 kg/m² - h.

Zweckmäßigerweise wird man die erforderliche Anzahl Scheiben in vier Einzelgeräte aufteilen. Im erwähnten Beispiel wurde ein Vakuum von 50 Torr und

als Heizmedium Dampf von 2 bar gewählt Das Material wurde so vor. 17% auf 80% Trockensubstanz »vorgetrocknet«, um eine Überhitzung zu vermeiden. Die Nachtrocknung bis auf ca. 95% Trockensubstanz kann nunmehr wegen der relativ geringen Leistung mit

Trocknern bekannter Bauweise beispielsweise Schaufeltrockner, Taumeltrockner, Tellertrockner, Fließbetttrockner oder ähnlichen erfolgen. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, daß das Material nicht überhitzt wird. Zweckmäßigerweise werden als Heizmedium Vakuum-

dampf, Warmwasser oder Heißluft mit Temperaturen um 60° C gewählt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trocknen von insbesondere pastenförmigem Material mit einem Gehäuse, mit in diesem parallel zueinander und vertikal verlaufend angeordneten beheizbaren Scheiben, mit Sprüheinrichtungen zum Aufsprühen des feuchten Materials auf die Scheiben, mit Schabeeinrichtungen zum Abschaben des getrockneten Materials von den Scheiben und mit Einrichtungen zum Austragen des getrockneten Materials aus dem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (32) ortsfest angeordnet und die Sprüh- und Schabeeinrichtungen von einem zum anderen Ende der Scheiben (32) zwischen diesen verfahrbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (32) in an sich bekannter Weise rechteckförmig sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Scheiben (32) ein Wagen (26) hin und her verfahrbar ist, am Wagen (26) zwischen je zwei Scheiben (32) und sich über deren gesamte Höhe erstreckende Düsenrohre (28) mit über der Höhe verteilten, nach beiden Seiten gerichteten Düsen (30) befestigt sind, und am Wagen (26) weiter sich ebenfalls über die gesamte Höhe der Scheiben (32) erstreckende Schaber (50) angeordnet sind, die an die Scheiben (32) anlegbar und von diesen wegklappbar sind und in der Laufrichtung des Wagens (26) vor den Düsen (30) liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) auf beiden Seiten oberhalb der Scheibeh (32) Laufschienen (22) angeordnet sind und der Wagen (26) auf diesen läuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (26) ein horizontal verlaufendes Sammelrohr (44) enthält, dieses über einen Schlauch (40) an einen Eintrittsstutzen (42) für das zu trocknende Material angeschlossen ist und die Düsenrohre (28) von dem Sammelrohr (44) abgehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Wagen (26) über die gesamte Höhe der Scheiben (32) verlaufende Stangen (46) gelagert sind, die Stangen (46) die Schaber (50) halten und zu deren Anlegen und Wegklappen um einen geringen Winkel verdrehbar sind.