DE3043722A1 - Verfahren zur vorrichtung zur wirbelschichttrocknung von grobstueckigen haufwerken - Google Patents
Verfahren zur vorrichtung zur wirbelschichttrocknung von grobstueckigen haufwerkenInfo
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Description
10.09.1980
WP P 26 B/217 976
Verfahren und Vorrichtung zur Wirbelschichttrocknung
von grobstückigen Haufwerken
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur V/irbel Schichttrocknung von grobstückigen,
weichen bis mittelharten Haufwerken, insbesondere von Produkten der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie,
deren Feuchte vorwiegend als Quellflüssigkeit gebunden ist,
Grobstückige Haufwerke, insbesondere wenn deren Feuchte als Quellflüssigkeit vorliegt, eignen sich aus verschiedenen
Gründen nicht gut für die Trocknung in der Wirbelschicht. Die Anwendung der Wirbelschichttechnik erfordert,
bedingt durch den Habitus des leuchtgutes, zwingend eine Mindestgeschwindigkeit für das strömende Medium. Die Anwendung hoher Trockenmitteltemperaturen führt meist zu
irreversiblen ProduktSchädigungen, weil aus der Gutsmasse
nicht mehr genügend .Feuchte zur Gutsoberfläche dringen kann.
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Haufwerke rait den dargelegten Haufwerkseigenschaften gelten
deshalb als typische Vertreter der Langzeittrocknung.
Sollen solche Haufwerke in einer Wirbelschicht getrocknet werden, so treten, bedingt durch die zwingend vorgeschriebene
Mindestgeschwindigkeit für das strömende Medium und der Notwendigkeit der Reduzierung der Trockenmitteltemperaturen,
eine niedrige Effektivität der Trockeneinrichtung und ein hoher spezifischer Energieverbrauch auf.
Zur Vermeidung von irreversiblen Schädigungen thermolabiler
Güter und zur Verringerung des spezifischen Energieverbrauches sind bereits verschiedene Lösungen bekannt geworden.
Bekannt sind z. B. Vorrichtungen zum Trocknen von grobstückigen Haufwerken in der Wirbelschicht, bei denen der Anströmboden
oder der gesamte Trockner vertikal oder horizontal mit einer bestimmten Amplitude und Frequenz schwingt.
Damit können die Arbeitsgeschwindigkeit für das Trockenmedium verringert und höhere Trockenmitteltemperaturen angewendet
werden. Der effektive Wärmestrom wird dadurch aber nicht erhöht, so daß im Bndeffekt keine Verminderung der
Trockendauer eintritt. Die dargelegten Lösungen sind außerdem apparativ außerordentlich aufwendig. Ein gleichmäßiger
Endtrockengrad für das Trockengut ist aufgrund der bekannten Verweilzeitverhältnisse in einer einstufigen Wirbelschicht nur in absatzweisem Betrieb erreichbar.
Bekannt sind auch Verfahren zur Trocknung von grobstückigen Haufwerken in der Wirbelschicht, bei denen das Haufwerk
intermedierend getrocknet und gekühlt" wird. Hierbei ist es möglich, zeitweise höhere Trockenmitteltemperaturen
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und -geschwindigkeiten anzuwenden. ÜTachteilig sind hier
ebenfalls die langen Trocknungszeiten und der hohe spezifische Kraftbedarf infolge der langen Verweilzeiten. Die
bekannten Verfahren arbeiten chargenweise.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wirbelschichttrocknung grobstückiger
Haufwerke so auszubilden, daß bei verringertem apparativen Aufwand und Energieaufwand eine Steigerung der Arbeitsproduktivität
und Erhöhung der Qualität des Endproduktes erreichbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Wirbelschichttrocknung grobstückiger Haufwerke zu schaffen, mittels derer durch Verkürzung
der Trockendauer und Senkung des spezifischen Energieverbrauches eine Bffektivitätssteigerung erreichbar ist, wobei
irreversible Schaden thermolabiler Güter vermieden und ein einheitlicher Trockengrad bei kontinuierlicher Verfahrensführung
gewährleistet wird·
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das grobstückige Material in eine Wirbelschicht eingetragen,
unter Anwendung hoher Troc:cenmitteltemperaturen und -geschwindigkeiten
fluidisiert und oberflächig vorgetrocknet, das oberflächig vorgetrocknete Material schneidend zerkleinert,
das zerkleinerte Material aus der Wirbelschicht der grobstückigen Haufwerke ausgetragen, oberhalb dieser
Wirbelschicht unter Anwendung verringerter Trockenmittelgeschwindigkeiten und Temperaturen in einer Schwebeschicht
bis auf den gewünschten Endtrockengrad fertigtetrocknet und
das fortlüge trocknete Material mit dem Abluftstrom in einen
Haterialabscheider ausgetragen wird.
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Vorteilhafterweise wird die Trocknung vorwiegend als
Gleichstromtrocknung durchgeführt·
Zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß auch eine Vorrichtung vorgesehen, die einem zylindrischen
Schweberaum daran anschließend einen konisch verengten Wirbelraum einen Anströmboden mit einem Luftkasten sowie
eine Zerkleinerungsvorrichtung, bestehend aus einer Doppelwelle und mindestens einem zweigliedrigen, gegenläufig
bewegbaren Schneidelement, aufweist, wobei der Schweberaum mit einem Überlauf in einen nachgeschalteten
Katerialabscheider einmündend angeordnet ist.
Die Doppelwelle und die darauf befestigten Schneidvorrichtungen v/erden gegenläufig angetrieben. Sie rotieren dabei
im verwirbelten grobstückigen Haufwerk und zerkleinern
das grobstückige Haufwerk schneidend. Eine Schwerwirkung wird ausgeschlossen, wodurch ein erheblicher Mus- und Feinanteil
vermieden wird, der zu einer Verschmierung der Zerkleinerungsvorrichtung und Strukturochädigung führt. Die
Schneidvorrichtung kann gleichpaari^ oder ungleichpaarig ausgeführt sein. Möglich ist z. B. ein dreigliedriges
Obermesser und ein zweigliedriges Untermesser. Die Drehzahlen für das Ober- und Untermesser können gleich oder
auch unterschiedlich sein. Wird mit einem unpaarigen Verhältnis von Ober- und Untermesser gearbeitet, so sind Drehzahlen
annähernd entgegenproportional erforderlich.
Vorteilhafterweise sind die Schneidmesser in einem Winkel
gegen die Radiale bis 400G entgegen der Bewegungsrichtung
angeordnet. Hierdurch wird die effektive Schneidleistung
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erhöht, die Messer laufen aneinanderschleifend und selbstnachschärfend
ab, wobei die Energie für die Zerkleinerung gleichmäßiger verbraucht wird.
Zweckmäßig ist es weiterhin zur Erzielung einer stoßfreien Schneidarbeit, die Schneidmesser so anzuordnen, daß die
Schneidkanten nicht durch den Drehpunkt der Schneidvorrichtung gehen, sondern diesen tangieren. Dadurch entsteht
ein "Schereneffekt'1, der verhindert, daß die Messer anlaufen und abbrechen. Außerdem erfolgt eine kontinuierliche
Schneidarbeit.
Durch die schneidend arbeitende Zerkleinerungseinrichtung werden strukturschonend ständig neue Oberflächen freigelegt,
so daß die Produktfeuchte nicht mehr vom Gutsinneren zur Gutsoberfläche diffundieren muß. Dadurch werden
die Voraussetzungen für den Wärme- und Stoffübergang wesentlich
verbessert, die Trocknung seibat im wesentlichen im ersten Trocknungsabschnitt durchgeführt und eine wirksame
Nutzung des Wärmeangeobtes und eine Senkung des spezifischen
Wärme verbrauche ε pro kg verdampften Y/assers erreicht
werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der gegenläufig rotierenden
Schneidelemente 1,0 bis 25 m/s, vorzugsweise 6 bis 15 m/s.
Die Trockenmittelgeschwindigkeiten werden so gestaltet, daß das grobstückige Haufwerk im konischen Wirbelraum
bei Geschwindigkeiten von 6 als 15 mal TJ^- (kritische
Wirbelgeschv/indigkeit einex" Vibrationswirbelschicht)
fluidisiert wird, daß die zerkleinerten jedoch im we sent-
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liehen noch feuchten Kleinteile aus der Wirbelschicht des
■jrobstückigen Haufwerkes ausgetragen, über den grobstückigen
Haufwerk wirbeln und eine klassierte Wirbelschicht bilden, im zylindrischen Schweberaum solange wirbeln, bis sie
den gewünschten einheitlichen Trockengrad erreicht haben und von der Abluft in den nachgeschalteten Materialabscheider
gefördert werden, so daß das Trockenmittel sowie das Trockengut im wesentlichen im Gleichstrom sich befinden.
Zweckmäßig ist es, wenn der Anströmboden vom Zentrum zur Peripherie eine erhöhte Durchlaßfähigkeit für das Trockenmittel
aufweist.
Die freie Siebfläche des Wirbelschichtbodens kann zwischen
50 % - 80 % liegen. Sie sollte jedoch vorzugsweise oberhalb 70 % liegen. Vorteilhaft ist es, wenn die freie Siebfläche
in der Mitte des Wirbelschichtbodens höher liegt als an der Peripherie. Das begünstigt die Zerkleinerungsarbeit und
trägt zur musfreien Zerkleinerung der grobstückigen Haufwerke bei.
Mit der Erfindung werden die Wege für den I*eu elite trans port
zur Gutsoberfläche verkürzt und irreversible Schäden thermolabiler Güter v/irksam vermieden.
Weiterhin wird ein selektiver Austrag des Trockengutes in bezug auf einheitlichen Trockengrad bis kontinuierlicher
Verfahrensführung erreicht,
Durch Vermeidung des absatzweisen Betriebes werden der spezifische Energieverbrauch reduziert und die Trockendauer
verkürzt.
Auch der apparative Aufwand wird verringert.
Auch der apparative Aufwand wird verringert.
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Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert v/erden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Pig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Pig. 2: eine Draufsicht des Anströmbodens.
Pig. 2: eine Draufsicht des Anströmbodens.
Die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen koni=
sehen Wirbelraum 1, einen zylindrischen Schweberaum 2, einen Anströmboden 3 mit einem Luftkasten 4 und einer
motorisch angetriebenen Zerkleinerungsvorrichtung 5 auf.
Die Zerkleinerungsvorrichtung 5 ist gebildet aus einer j Doppelwelle 6 und gegenläufig rotierenden Schneidelementen
[ 7. Dem Schweberaum 2 ist ein Materialabschneider 8 mit einer Austragvorrichtung 9 für das Trockengut nachgeschaltet.
Die Zuführung des feuchten Materials erfolgt über eine Pörder schnecke 10. Der Ti-ockenmitt el strom wird von
einem Ventilator 11 erzeugt und über einen Wärmeaustauscher 12 geführt.
In Pig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Anströmboden 3 mit gleichpaarig zweigliedrigen Schneidelementen 7 und
angedeuteter freier Siebfläche. Hierunter v/ird die Ge- ; -samtfläche der Durchtrittsquerschnitte im Anströmboden 3
verstanden. Die Schneidkanten der Schneidelemente 7 sind nicht durch den Drehpunkt der Hohlwelle 6 verlaufend, sondern
diesen tangierend angeordnet.
Mit der in Pig. 1 und 2 näher beschriebenen Vorrichtung
lassen sich eine Vielzahl von verfahrenstechnischen Aufgaben lösen.
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Die Erfindung soll mit folgendem Anwendungsbeispiel bei der Trocknung von blanchierten Speiaekartoffelwürfel mit
einer Kantenlänge von 8 χ 8 χ 4 mm erläutert werden. Blanchierte
Kartoffelwürfel bilden während der Trocknung keine Mikrorisse, aus denen Feuchtigkeit der inneren Schichten
verdampfen kann. Vielmehr besteht die Oberfläche aus einer glasartigen, aus verkleisterter Stärke bestehenden Haut
mit einem hohen Diffusionswiderstand. Diese Erscheinung ist allgemein als "Verhornung bekannt.
Die wichtigsten Abmessungen der in dem Beispiel verwendeten und in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Vorrichtung
sind:
Bodenflache des Anströmbodens 0,785 m
freie Siebfläche 75 %
Durchmesser des zylindrischen Schwebe-
räumes 2,3 m
Drehzahl der Schneidvorrichtung 250 U/min
In die beispielsgemäße Vorrichtung werden stündlich ca. 850 kg gewürfelte und blanchierte Speisekartoffeln eingetragen.
Die Trockenluftmenge von 28000 nr/h hat eine
Temperatur von 16O°G. In Bodennähe herrscht eine große
Turbulenz und eine vergleichsweise niedrige Aufladung.
Dadurch kommt es zu keiner Überlastung der Antriebsmotoren der Zerkleinerungsvorrichtung« Nach oberflächiger'
Trocknung werden die Kartoffeln von der Zerkleinerungsvorrichtung erfaßt und zerschnitten. Die unregelmäßig
geformten Schneidgranulate werden aus der Wirbelschicht ausgetragen und oberhalb der Wirbelschicht in einer kassierenden
Wirbelschicht bei 'ca. 800C fertiggetrocknet.
Dabei schrumpfen sie unter Feuchtigkeitsabgäbe weiter, so
daß sie bei den angegebenen Strömungsverhältnissen nach Erreichung des Endtrockengrades mit dem Abluftstrom aus
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der Vorrichtung ausgetragen werden. Das Trockenprodukt ist ein Peingranulat und frei von artfremdem Geruch und
verbrannten Stellen. Unter Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Trockenspeisekartoffelproduktes können
■beispielsweise unter Zugabe der üblichen Ingradenzien
wohlschmeckende Kartoffelklöße angefertigt werden.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung können eine Vielzahl von Erzeugnissen der Land- und Nahrungsgüterindu
strie, wie z. B. Kartoffeln, Höhren, Erbsen, Bohnen,Selle
rie, Kohlrabi, Rot- und Weißkraut, Äpfel, Zuckerrüben, rote Rüben, Zwiebeln etc. produktschonend getrockent werden.
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Claims (7)
- WP ¥ 26 Β/217 976PatentanspruchVerfahren zur V/irbelschichttrocknung von grobstückigen, weichen Ua mittelharten Haufwerken, deren Feuchte vorwiegend als Quellflüstigkeit gebunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß das £.;robstückige Material in eine Wirbelschicht eingetragen, unter Anwendung hoher Trockenmitteltemperaturen und -geschwindigkeiten fluidisiert und oberflächig vorgetrocknet, das oberflächig vorgetrocknete Material schneidend zerkleinert, dac zerkleinerte Material aus der Wirbelschicht der grobstückigen Haufwerke ausgetragen, oberhalb dieser Wirbelschicht • unter Anwendung verringerter Trockenmittelgeschwindigkeiten und Temperaturen in einer Schwebeschicht bis auf den gewünschten Endtrockengrad fertiggetrocknet und das fertiggetrocknete Material mit dem Ablaufstrom in einen Materialabscheider ausgetragen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Trocknung vorwiegend als Gleichstromtrocknung durchgeführt wird.
- 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß dieselbe einen zylindrischen Schweberaum (2), daran anschließend einen konisch verengten Wirbelraum (1), einen Anströmboden (3) mit einem Luftkasten (4) sowie eine am Boden des Wirbelraumes (1) angeordnete Zerkleinerungsvorrichtung (5), bestehend aus einer Doppelwelle (6) und mindestens einem zweigliedrigen, gegenläufig bewegbaren Schneidelement (7) aufweist, wobei der Schweberaum (2) mit einem Überlauf in einen nachgeschalteten Materialabscheider (8) einmündend ausgebildet ist.- 11 -1 30034/0668ORIGINAL10.09.1980WP ί1 26 Β/217 976■Ι
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Schneidmesser der Schneidelemente (7) entgegen der jeweiligen Bewegungsrichtung in einem Winkel bis zu 40 Grad gegen die Radiale angeordnet sind.
- 5. "Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Schneidkanten der Schneidelemente (7) den Drehpunkt der Zerkleinerungsvorrichtung (5) tangieren. ,
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der gegenläufig rotierenden Schneidelemente (7) 1,0 bis 25 m/s, vorzugsweise 6 bis 15 m/s beträgt.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Anströmboden (3) vom Zentrum zur Peripherie eine verringerte Durchlaßfähigkeit für das Trockenmittel aufweist.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen130034/0668
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DD21797679A DD154874A3 (de) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Vorrichtung zur wirbelschichttrocknung grobstueckiger haufwerke |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3043722A1 true DE3043722A1 (de) | 1981-08-20 |
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ID=5521866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19803043722 Withdrawn DE3043722A1 (de) | 1979-12-21 | 1980-11-20 | Verfahren zur vorrichtung zur wirbelschichttrocknung von grobstueckigen haufwerken |
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-
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- 1980-12-11 GB GB8039780A patent/GB2070750A/en not_active Withdrawn
Also Published As
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|---|---|
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| CS239305B1 (en) | 1986-01-16 |
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