DE3519750C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Kasein, Lactose und Proteinen in Klumpen mit hoher Anfangsfeuchte, bei dem eine Vortrocknung in einem Luftstrom und eine Fertigtrocknung in einem Wirbelschicht­ verfahren vorgenommen wird.

Die genannte, sehr wärmeempfindlichen Produkte, die schon bei verhältnismäßig geringer Überwärmung eine unerwünschte qualitative Veränderung, z. B. Verfärbung, erfahren oder an der Apparatur anbacken, werden bisher möglichst schonungsvoll im Wirbelschichtverfahren getrocknet. Das Verfahren ist einstu­ fig, der Trockner ein sogenannter Langzeittrockner, bei dem mit verhältnismäßig geringen Luftmengen gearbeitet wird, um das zu trocknende Produkt nur zu fluidisieren, nicht aber im Luftstrom mitzureißen, und verhältnismäßig niedrige Lufttempe­ raturen eingestellt werden, um zu verhindern, daß das Grobkorn hoher Feucht ungleichmäßig trocknet, örtlich überhitzt wird und dadurch verbackt, anbackt oder eine andere Qualitätsmin­ derung erfährt. Dem gleichen Zweck dienen Pendelrechen oder andere zusätzliche Bewegungseinrichtungen in dem als Naß- oder Anstauzone bezeichneten Eingangsbereich des Wirbelschichttrockners. Dennoch läßt sich dort das Entstehen von Belägen an den Wänden nicht vermeiden. Da sie Bakterienherde darstellen, ist mindestens einmal täglich eine umständliche und langwierige innere Naß­ reinigung erforderlich.

Ein weiterer Nachteil des bekanntenTrocknungsverfahrens unter Einsatz allein eines Wirbelschichttrockners, wie er z. B. in der DE-OS 32 46 461 beschrieben ist, besteht darin, daß die in der Praxis unvermeidlichen, verhältnismäßig starken Schwankungen der Anfangsfeuchte durch die Regeleinrichtung des Trockners nur ungenügend ausgeglichen werden können, so daß auch die Rest­ feuchte innerhalb einer verhältnismäßig großen Schwankungs­ breite differiert.

Es ist aus der DE-OS 25 44 048 auch bereits bekannt, klebrige, klumpige, temperaturempfindliche Kunststoffe in einem Strom­ trockner (auch als Schwebegastrockner bezeichnet) vorzutrock­ nen und anschließend in einem Wirbelbett-Trockner nachzutrock­ nen. Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht zur Trocknung der eingangs genannten, besonders empfindlichen Stoffe anwenden, weil diese auch im Stromtrockner anbacken und überhitzt wür­ den.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Trocknungs­ verfahren der eingangs genannten Art und eine zu dessen Durch­ führung geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die zu trocknenden Produkte in einem zweistufigen Verfahren ohne die Gefahr des Anbackens und der Überhitzung in der ersten Stufe und im anschließenden Wirbelschichtverfahren mit von An­ fang an gleichmäßigerer Wirkung getrocknet werden können.

Vorstehende Aufgabe wir verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß die Klumpen bei der Vortrocknung in einem Flugschichtverfah­ ren zunächst durch ein Schleuderrad fein verteilt werden, und das Gut anschließend durch den Luftstrom mitgerissen und dabei soweit getrocknet wird, daß die Restfeuchte bei Kasein etwa 35 bis 40%, bei Lactose 0,8 bis 1% und bei Proteinen 20 bis 30% beträgt, so daß das vorgetrocknete Gut unmittelbar fluidisierbar ist.

Das Flugschichtverfahren liegt, was Strömungsgeschwindigkei­ ten und Trocknungstemperaturen anbelangt, zwischen der Trock­ nung in Stromtrocknern und dem Wirbelschichtverfahren. Da das genannte empfindliche Trocknungsgut, wenn es in Klumpen mit hoher Anfangsfeuchte aufgegeben wird, sowohl in Stromtrocknern als auch in Wirbelschicht-Trocknern zum Anbacken und zur teil­ weisen Überhitzung neigt, ist es überraschend festzustellen, daß dies beim Flugschichtverfahren nicht der Fall ist. Die unerwartete positive Wirkung dürfte darauf zurückzuführen sein, daß das klumpige Trocknungsgut bei der Aufgabe sofort mecha­ nisch zerstäubt wird und dann bei niedrigerer Strömungsgeschwin­ digkeit als in einem Stromtrockner ausgetragen und dementspre­ chend auch während einer längeren Zeitdauer besser verträglichen Trocknungstemperaturen ausgesetzt werden kann. Die Parameter werden dabei so eingestellt, daß das zu trocknende Produkt nach der Vortrocknung einerseits trocken genug ist, um im anschlie­ ßenden Wirbelschichtverfahren schon an der Aufgabestelle gleich­ mäßig feinkörnig fluidisiert werden zu können (Vermeidung der Naßzone und ihrer Probleme), andererseits die Restfeuchte nach der Vortrocknung ausreicht, um Hitzeschäden in dieser ersten Verfahrensstufe mit Sicherheit zu vermeiden. Das Wirbelschicht­ verfahren kann durch das feinkörnig vorgetrocknete Produkt eine größere Luftmenge durchsetzen, weil sich diese gleichmäßig ver­ teilt und alle Teilchen erreicht, damit ebenfalls schneller trocknen und im übrigen seine vorteilhafte Eigenschaft schonen­ der Trocknung und genauer Steuerung voll zur Geltung bringen, da örtlich unterschiedliche Zufälligkeiten beim Übergang vom Grobkorn hoher Feuchte zum gleichmäßig fluidisierbaren Fein­ korn ausgeschlossen sind.

Erfindungsgemäß wird das neue Verfahren mit einer Vorrichtung durchgeführt, die einen Vortrockner und einen Wirbelschicht­ trockner aufweist, wobei der Vortrockner als Flugschichttrock­ ner mit einem Schleuderrad ausgebildet ist und zusätzlich ein gleicher Flugschichttrockner parallel angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Ausführung bietet den Vorteil, daß der Trock­ nungsprozeß beim Reinigen jeweils eines der Flugschichttrock­ ner nicht unterbrochen zu werden braucht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Trocknungsanlage näher erläutert.

Die gezeigte Anlage besteht im wesentlichen aus einem Wirbel­ schichttrockner 10 und zwei parallel angeordneten Flugschicht­ trocknern 12 und 14. Letzteren wird das zu trocknende Pro­ dukt, z. B. von einem Dekanter kommendes Kasein, wechselweise über jeweils einen Zerkleinerer (Mincer) 16 und ein Einleit­ rohr 18 zugeführt. Es braucht jeweils nur ein Flugschichttrock­ ner 12 oder 14 in Betrieb zu sein. Die doppelte Anordnung ge­ stattet ununterbrochenen Betrieb während der Reinigung eines der beiden Trockner 12 oder 14.

Im Beispielsfall haben der Wirbelschichttrockner 10 und die Flug­ schichttrockner 12 und 14 eine gemeinsame Zuluftversorgung. Die Zuluft wird durch ein Ansaugluftfilter 20 angesaugt und kon­ ditioniert. Ein erstes Gebläse 22 drückt die Zuluft über einen Erhitzer 24 wahlweise in einen der beiden Flugschichttrockner 12 oder 14. Die Umschaltung zwischen diesen erfolgt mittels zweier Luftklappen 26 und 28 mit pneumatischem Stellantrieb, wobei jeweils eine der Luftklappen geöffnet und die andere geschlossen ist.

Der Wirbelschichttrockner 10 wird im Beispielsfall in drei getrennten Zonen jeweils separat mit Zuluft versorgt. Ein zweites Gebläse 30 drückt über einen Erhitzer 32 erwärmte Zuluft in die mit 34 bezeichnete Einlaßzone und über einen Erhitzer 36 weitere er­ wärmte Zuluft in die mittlere Zone 38 des Wirbelschichttrockners 10. Ein drittes Gebläse 40 fördert über einen Kühler 42 ge­ kühlte Zuluft zur Auslaßzone 44 des Wirbelschichttrockners.

Den beiden Flugschichttrocknern 12 und 14 ist in bekannter Weise jeweils ein Zyklon 46 bzw. 48 zugeordnet. Das in einem der Flug­ schichttrockner 12 oder 14 vorgetrocknete Produkt gelangt mit dessen Abluft in den jeweils zugeordneten Zyklon 46 oder 48 und wird dort abgeschieden, während die Abluft über eine Luft­ klappe 50 bzw. 52 mit Stellantrieb durch ein Abluftgebläse 54 abgesaugt und über eine weitere Luftklappe 56 mit Stellantrieb zu einem bei 58 angedeuteten Auslaß gefördert wird. In ent­ sprechender Weise wird die Abluft des Wirbelschichttrockners 10 durch ein weiteres Abluftgebläse 60 über einen Zyklon 62 abge­ saugt und über eine Luftklappe 64 mit Stellantrieb zum Auslaß 58 (Abluftfilter nicht gezeigt) gefördert.

Die Verteilung der Zuluft auf die einzelnen Zonen 34, 38, 44 des Wirbelschichttrockners 10 erfolgt mittels Luftklappen 66, 68, 70 mit Stellantrieb. Zwei weitere Luftklappen 72 und 74 steuern die Zufuhr von hinter dem Erhitzer 32 abgezweigter Zuluft zu Vibrationsförderrinnen 76 und 78, welche den Auslaß der Zyklone 46 bzw. 48 mit der Produkteintrittsöffnung 80 des Wirbelschicht­ trockners 10 verbinden. Es versteht sich, daß bei Anlagen mit nur einem einzigen Flugschichttrockner auch nur ein Zyklon 46 bzw. 48 und eine einzige Vibrationsförderrinne 76 bzw. 78 vor­ handen sind.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt:

Das zu trocknende Produkt hat, wenn es vom Dekanter abfällt, eine Anfangsfeuchte von z. B. 50 bis 70%. In diesem Zustand ist z. B. Kasein eine feuchtwarme, faserige Masse, ähnlich gemahlenem, feuchten Kokosfleisch. Grobkörnig klumpend fällt dieses Produkt nach der Zerkleinerung im Mincer 16 durch das Einleitrohr 18 auf das mit 82 bezeichnete Schleuderrad des Flugschichttrockners 12 bzw. 14. Das durch einen Antriebsmotor 84 angetriebene Schleuderrad schleudert das darauf fallende Produkt im Kreis nach außen, während die heiße Zuluft von un­ ten durch einen Anströmboden 86 nach oben strömt. Das vom Schleuderrad feinverteilte Produkt wird vom aufsteigenden heißen Luftstrom mitgerissen und dabei in kürzester Zeit getrocknet. Im Zyklon 46 bzw. 48 wird das getrocknete Produkt dann von der Abluft abgetrennt, über eine Zellenradschleuse 88 auf eine der Vibrationsförderrinnen 76 oder 78 gegeben und von dieser der Produkteintrittsöffnung 80 des Wirbelschichttrockners 10 zur weiteren Trocknung zugeführt.

Die Trocknungsbedingungen im Flugschichttrockner 12 und 14 sind so eingestellt, daß das Produkt danach noch eine Feuchte von etwa 25 bis 40% hat. Eine Anfangsfeuchte von 70% wird z. B. auf eine Restfeuchte von 30% verringert. Wegen dieser verhält­ nismäßig hohen Restfeuchte im feinverteilten Zustand nimmt das Produkt trotz der üblicherweise hohen Lufttemperatur im Flugschichttrockner keinen Schaden. Es behält jedoch danach seine feinkörnige Konsistenz bei und gelangt in diesem sofort fluidi­ sierbarem Zustand über die Produkteintrittsöffnung 80 in die Einlaßzone 34 des Wirbelschichttrockners 10. Dort braucht man jetzt keine Pendelrechen oder andere Bewegungseinrichtungen mehr, da das von Anfang an fluidisierte Produkt gleichmäßig und fein­ körnig trocknet und zu seiner Bewegung und ständigen Umwälzung im Fluidatbett allein die durch den mit 90 bezeichneten Anström­ boden des Wirbelschichttrockners 10 aufsteigende Zuluft ausreicht. Die Einteilung des Wirbelschichttrockners in mehrere Trocken- und Kühlzonen 34, 38, 44 gestattet eine sehr genaue Steuerung des Trocknungsvorgangs mit dem Ergebnis, daß örtliche Überhitzungen vermieden werden und an dem mit 92 bezeichneten Produktausfall­ schacht mit Zellenradschleuse 94 ein sehr gleichmäßig getrocknetes Endprodukt erhalten wird. Diesem wird auch diejenige Menge wieder zugeführt, die von der Abluft aus dem Wirbelschichttrockner 10 mit­ genommen und im Zyklon 62 abgeschieden worden ist.

Der zweistufige Aufbau der Anlage mit einem Flugschichttrockner zum Vortrocknen und einem Wirbelschichttrockner zum Fertigtrocknen bietet die Möglichkeit, zwischen diesen beiden Stufen durch einen Infrarotfeuchtemesser 96, der vorzugsweise am Auslaß des Zyklons 46 bzw. 48 hinter dem Flugschichttrockner 12 bzw. 14 angeordnet ist, ständig die noch vorhandene Feuchte zu messen und in Ab­ hängigkeit von diesem Meßergebnis die Betriebsparameter, insbe­ sondere die Luftmenge und Temperatur, des Flugschichttrockners 12 bzw. 14 zu steuern. Die Bedingungen im Wirbelschichttrockner 10 können durch in diesem angebrachte Meßfühler gesteuert und ge­ gebenenfalls auch durch den Infrarotmesser 96 beeinflußt werden.

Es versteht sich, daß die gezeigte Anlage mit ihren Komponenten je nach den Bedingungen des Einzelfalls auszugestalten und zu ergänzen ist. So kann z. B. der Wirbelschichttrockner nur eine einzige oder auch mehr als die gezeigten drei Zonen mit jeweils unterschiedlicher Luftzufuhr und Temperatur haben. Außerdem kann der Wirbelschichttrockner stationär oder in bekannter Weise als Vi­ brationsfließbetttrockner ausgebildet sein. Vorzugsweise hat er einen runden Querschnitt und zur Anpassung an unterschiedliche Produkte einen auszieh- und auswechselbaren Anströmboden.

In weiterer bevorzugter Ausführung findet das beschriebene Ver­ fahren bei Unterdruck statt. Der Unterdruck trägt dazu bei, daß das Feuchtgut in die Trockner gesaugt wird. Außerdem ent­ fallen Komplikationen durch sonst notwendige Druckabschluß­ organe.

Schließlich besteht ein besonderer Vorzug des neuen Verfahrens darin, daß bestehende einstufige Trocknungsanlagen mit Wirbel­ schichttrockner zu verhältnismäßig niedrigen Kosten auf zweistufi­ gen Betrieb umgestellt werden können, da mit dem schon vorhan­ denen Wirbelschichttrockner auch im vorgeschlagenen zweistufigen Betrieb weitergearbeitet werden kann.

Claims (2)

1. Verfahren zum Trocknen von Kasein, Lactose und Proteinen in Klumpen mit hoher Anfangsfeuchte, bei dem eine Vor­ trocknung in einem Luftstrom und eine Fertigtrocknung in einem Wirbelschichtverfahren vorgenommen wird, da­ durch gekennzeichnet, daß die Klumpen bei der Vortrocknung in einem Flugschichtverfahren zunächst durch ein Schleuderrad fein verteilt werden, und das Gut anschließend durch den Luftstrom mitgerissen und dabei soweit getrocknet wird, daß die Restfeuchte bei Kasein etwa 35 bis 40%, bei Lactose 0,8 bis 1% und bei Proteinen 20 bis 30% beträgt, so daß das vorgetrocknete Gut unmittelbar fluidisierbar ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Vortrockner und einem Wirbelschichttrockner, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrockner als Flugschichttrockner (12) mit einem Schleuder­ rad (82) ausgebildet ist und zusätzlich ein gleicher Flug­ schichttrockner (14) parallel angeordnet ist.