DE3702768A1 - Vorrichtung zum trocknen loser schuettmengen feingeschnittener pflanzenteile, insbesondere tabak - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen loser Schüttmengen feingeschnittener Pflanzenteile, insbesondere Ta­ bak, mit einer von den Pflanzenteilen kontinuierlich in Längs­ richtung durchlaufenen Trockenkammer, die als Schwingförderrin­ ne ausgebildet ist und in deren Wandung Öffnungen angeordnet sind, durch die ein gasförmiges Wärmeträgermedium in die durch­ laufenden Pflanzenteile einblasbar ist.

Es ist bekannt, geschnittene Pflanzenteile, insbesondere Tabak, durch Schwingförderrinnen zu befördern und dabei einen Trocknungsprozeß ablaufen zu lassen, indem durch Öffnungen im Boden der Schwingförderrinne ein gasförmiges Wärmeträgermedi­ um, zum Beispiel Heißluft oder überhitzter Dampf, in den Tabak eingeblasen wird.

Die entlang der Schwingförderrinne durchlaufende Schicht oder Lage aus Pflanzenteilen, bzw. Tabak, wird dabei aufgewir­ belt, aufgelockert und getrocknet. Insbesondere beim Einblasen von überhitztem Dampf kann dabei auch eine Einwirkung auf die Zellen der Pflanzenteile erfolgen, die zu einem erwünschten Aufblähen der Zellen führt.

Bei bekannten Vorrichtungen der vorbeschriebenen Gattung läuft der Trocknungsprozeß unkontrolliert ab. Erst durch die Eigenschaften des getrockneten Endproduktes kann nach seinem Austritt aus der Trockenkammer, bzw. der Schwingförderrinne, festgestellt werden, ob die lose Schüttung der trockenen Pflan­ zenteile die zu erzielenden Eigenschaften aufweist. Demzufolge können erst dann mit einer entsprechenden Verzögerung Maßnah­ men zur Beeinflussung des Trocknungsprozesses, beispielsweise durch Nachregelung der Zufuhr des Wärmeträgermediums, getrof­ fen werden, wenn die zu trocknenden Pflanzenteile die Trocken­ kammer, hier die Schwingförderrinne, bereits verlassen haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Trocknen von Pflanzenteilen, insbesondere Tabak, dahinge­ hend zu verbessern, daß eine unmittelbare Kontrolle und folg­ lich eine sofortige Beeinflussung des Trocknungsprozesses während seines Ablaufes möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß meh­ rere Öffnungen dicht nebeneinander in wenigstens einer sich quer zur Längsrichtung der Trockenkammer erstreckenden Reihe im Boden der Trockenkammer angeordnet sind, daß die Öffnungen gegen eine obere Abdeckung der Trockenkammer gerichtet sind und daß in der Abdeckung über jeder Reihe Meßfühler angeordnet sind.

Durch die Anordnung der Öffnungen in einer Reihe quer zur Förderrichtung durch die Trockenkammer ist die für den Trock­ nungsprozeß erforderliche Wärmebehandlung auf räumlich enge Be­ reiche konzentriert. Die zu trocknenden Pflanzenteile, bei­ spielsweise Tabak, müssen bei der Förderung entlang der als Trockenkammer dienenden Schwingförderrinne jede aus Öffnungen gebildete Reihe passieren. Die in einer Reihe angeordneten Öff­ nungen, aus denen das zur Wärmebehandlung vorgesehene Wärmeträ­ germedium, beispielsweise überhitzter Dampf, austritt, wirbelt den Tabak auf und reißt den Tabak dabei in Strömungsrichtung gegen die obere Abdeckung der Trockenkammer mit. Dabei gibt das Wärmeträgermedium teilweise Wärme an die Tabakteilchen ab. Dort, wo die aus den in Reihen angeordneten Öffnungen austre­ tenden Wärmeträgermedien auf die obere Abdeckung der Trocken­ kammer prallen, sind Temperatur-Meßfühler angeordnet, welche die Temperatur messen. Über eine geeignete Elektronik kann aus der Temperaturdifferenz zwischen der vorgegebenen Eintrittstem­ peratur des Wärmeträgermediums und der von den Meßfühlern fest­ gestellten Temperatur ein Vergleichswert für Eigenschaftswerte des zu trocknenden Pflanzenmaterials gewonnen werden, der bei­ spielsweise vollautomatisch in einen Steuerimpuls für die Re­ gelung der Zufuhr des Wärmeträgermediums umgesetzt werden kann.

Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist dem­ zufolge in vorteilhafter Weise ein kontrollierter Ablauf des Trocknungsprozesses möglich.

Selbstverständlich sind entlang einer als Trockenkammer dienenden Schwingförderrinne mehrere Reihen von Öffnungen und entsprechend gegenüberliegenden Meßfühlern hintereinander in Förderrichtung angeordnet.

Die Öffnungen im Boden der als Trockenkammer dienenden Schwingförderrinne können durch einfaches Bohren oder Stanzen eingebracht werden. Aus solchen einfachen Löchern tritt das zum Trocknen benötigte Wärmeträgermedium jedoch verhältnis­ mäßig breitgefächert aus, so daß auch die einer benachbarten Reihe von Öffnungen gegenüberliegenden Meßfühler unter Umstän­ den beeinflußt werden, was sich nachteilig auf die Kontrolle des Trocknungsprozesses auswirkt. Zur Vermeidung dieses Nach­ teils ist in jede Öffnung eine Düse eingesetzt. Jede Düse gibt das Wärmeträgermedium in einem scharf gebündelten Strahl ab, der direkt auf einen Meßfühler gerichtet sein kann. Das Pro­ blem, daß auch bei Düsen eine bestimmte Auffächerung des aus­ tretenden Strahls nicht ganz vermeidbar ist, kann durch Fest­ legung einer möglichst kurzen Strömungsstrecke gelöst werden. Der Abstand zwischen den Düsen einer Reihe und den der Reihe zugeordneten Meßfühlern ist zweckmäßiger Weise so kurz wie mög­ lich.

Die Anordnung von in die Öffnungen einsetzbaren Düsen hat auch den Vorteil, daß ein Auswechseln der Düsen möglich ist.

Selbstverständlich können auch Meßfühler anderer Meßsyste­ me eingesetzt werden. Beispielsweise sind zur Steuerung und Kontrolle des Trocknungsvorganges auch optische Meßsysteme, kapazitive Meßsysteme und dergleichen einsetzbar. Mehrere Meß­ fühler können selbstverständlich ebenfalls in einer Reihe ange­ ordnet werden, deren Anordnung mit der darunterliegenden Reihe der Düsen am Boden der Schwingförderrinne korrespondiert.

Da das gasförmige Wärmeträgermedium einer Vielzahl von Öff­ nungen bzw. Düsen zuzuführen ist, haben die Öffnungen einer Reihe eine Verteilerkammer für gasförmiges Wärmeträgermedium gemeinsam. Eine Zuleitung für ein Wärmeträgermedium, beispiels­ weise überhitzten Dampf, kann auf einfachste Weise an ein in Längsrichtung der als Trockenkammer dienenden Schwingförderrin­ ne verlegtes Verteilerrohr angeschlossen werden. Von dem Ver­ teilerrohr zweigen Rohrleitungsstücke ab, wobei jedes Rohrlei­ tungsstück an den eintrittsseitigen Anschluß der jeweils zuge­ ordneten Verteilerkammer angeschlossen ist.

Jede Verteilerkammer ist in baulich einfacher Weise ein un­ ter den Boden der Trockenkammer gesetztes, die jeweilige Reihe von unten abdeckendes Hohlprofil. In dieses Hohlprofil strömt das benutzte Wärmeträgermedium, beispielsweise überhitzter Dampf, ein, baut den vorgesehenen Druck auf und strömt dann aus jeder Düse der Reihe in einem scharf gebündelten Strahl in die Schwingförderrinne ein, trocknet dabei den in der Schwing­ förderrinne geförderten Tabak und prallt letztlich an die ge­ genüberliegende Abdeckung, in die Meßfühler eingelassen sind.

Das zur Ausbildung der Verteilerkammer verwendete Hohlpro­ fil ist als V-förmige Rinne ausgebildet, mit dem Vorteil, daß in der Rinne Kondensat gesammelt und abgeleitet werden kann, wenn als Wärmeträgermedium überhitzter Dampf verwendet wird. Jede Verteilerkammer kann deshalb an einen Kondensatsammler an­ geschlossen sein. Zweckmäßigerweise sitzt der Kondensatsamm­ ler an einem Ende der als Rinne ausgebildeten Verteilerkammer. Der Kondensatsammler kann eine einfache Rohrleitung sein, die sich in Längsrichtung der Schwingförderrinne erstreckt und da­ bei an jede Verteilerkammer angeschlossen ist. In jeder Vertei­ lerkammer sich ansammelndes Kondensat tritt in die als Konden­ satsammler dienende Rohrleitung ein und wird zu einem handels­ üblichen Kondensatableiter geleitet.

Um den Abfluß des Kondensats aus den Verteilerkammern zu erleichtern, ist vorgesehen, daß die dem Boden der Trockenkam­ mer abgekehrte Unterseite der Rinne zum an den Kondensatsamm­ ler angeschlossenen Ende hin abfallende Neigung aufweist.

Die Abdeckung der Trockenkammer, hier der als Trockenkam­ mer dienenden Schwingförderrinne, in die die Meßfühler der ein­ gesetzten Meßsysteme eingebaut sind, ist als Deckel ausgebil­ det. Der Deckel ist abnehmbar, wodurch die Schwingförderrinne, insbesondere ihr Bereich, in dem der Trocknungsprozeß abläuft, für Reinigungs- und Wartungsarbeiten leicht zugänglich bleibt. Zweckmäßigerweise ist der Deckel ein Klappdeckel, der über Scharniere angelenkt ist. Es kann jedoch auch jede andere Art der Abdeckung installiert werden, die leichten Zugang zum Be­ reich der ablaufenden Trocknung ermöglicht.

Ein wesentlicher Beeinflussungsfaktor für den ablaufenden Trocknungsprozeß ist auch die Geschwindigkeit, mit der das zu trocknende Gut, hier Tabak, durch die Schwingförderrinne beför­ dert wird. Als Trockenkammer dienende Schwingförderrinnen wer­ den dazu mit einem vorbestimmten Anstellwinkel aufgestellt, das heißt, sie fördern von einem tiefer gelegenen Bereich mit vorbestimmter Steigung zu einem höher gelegenen Bereich. Sind bei derart ansteigend ausgerichteten Förderrinnen die in Rei­ hen angeordneten Düsen dann nicht entsprechend ausgerichtet, um die eingestellte Steigung auszugleichen, erfolgt durch die aus den Düsen austretenden scharfen Strahlen des Wärmeträger­ mediums entweder eine Beschleunigung der Fördergeschwindigkeit der Pflanzenteile durch die Förderrinne oder eine Verminde­ rung. Eine solche Erhöhung oder Verminderung der Förderge­ schwindigkeit kann auch durch Ablenkung bzw. Umlenkung der auf die Abdeckung prallenden Strahlen des eingeblasenen Wärmeträ­ germediums erfolgen. Um dieses zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Abdeckung über jeder Reihe ein gegen den Boden der Trockenkammer vorstehendes Prallelement hat. Jedes Prallele­ ment hat eine lotrecht zum auftreffenden Strahl des Wärmeträ­ germediums ausgerichtete Prallfläche. Jedes Prallelement über einer Reihe kann ein an den Deckel angesetztes Blechformteil sein. Da dieses Blechformteil einen Hohlraum über der Deckel­ fläche abschirmt, ist es in vorteilhafter Weise möglich, Meß­ fühler in das Prallelement einzubauen. Zur Vermeidung von Ver­ schmutzungen sind die Meßfühler so einzubauen, daß sie bündig mit der Fläche der Prallelemente abschließen, so daß eine mög­ lichst glatte Oberfläche der Prallelemente erhalten bleibt, an denen sich keine Rückstände während des Trocknungsprozesses ab­ setzen können.

Selbstverständlich kann statt des als Wärmeträgermedium be­ schriebenen überhitzten Dampfes auch eine Trocknung mit erwärm­ ter trockener Luft erfolgen, die über die Düsen eingeblasen werden kann. Bei der Verwendung von überhitztem Dampf wird, so­ bald dieser mit einzelnen Pflanzenteilchen in Berührung kommt, jedoch noch zusätzlich Kondensationswärme frei, die die Zellen der Pflanzenteile zu einer erwünschten Aufblähung bringen kann. Dieses Aufblähen ist insbesondere bei der Verarbeitung und Trocknung von Tabakstengeln erwünscht.

Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderi­ sche Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung, deren Trockenkammer als Schwingförderrinne ausge­ bildet ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung entlang der Li­ nie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein Detail der Vorrichtung in vergrößerndem Maßstab in einer Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines Bereichs der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Längsschnitt durch die als Trockenkammer ausgebildete Schwing­ förderrinne.

In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer als Trockenkammer dienenden Schwingförderrinne dargestellt. Auf den Beinen 1 eines Maschinengestells ruht der feste Unterbau 2 für eine Schwingförderrinne 3. Der feste Unterbau trägt den die Schwingungen erzeugenden Antrieb 4, der hier lediglich schematisch angedeutet ist. Ein schwingender Oberbau 5 ist mit dem festen Unterbau 2 über an sich bekannte hier ebenfalls nur andeutungsweise gezeichnete Schwingungslager 6 verbunden. Vom schwingenden Oberbau 5 wird eine Förderrinne 7 getragen, die im wesentlichen aus einem Boden 8, Seitenwänden 9 bzw. 9 a (Fig. 2) und einer oberen Abdeckung 10 (Fig. 2) besteht.

Fig. 1 läßt erkennen, daß der Boden 8 der Schwingförderrin­ ne 3 hier durch gestrichelte Linien angedeutete Reihen 11 von in Fig. 1 aufgrund des gewählten Maßstabes nicht mehr sichtba­ ren Öffnungen hat. Die unter den hier angedeuteten Reihen 11 sichtbaren, ebenfalls durch gestrichelte Linien lediglich ange­ deuteten kleinen Dreiecke sind die als Rinnen ausgebildeten Profile, die als Verteilerkammern 12 zur Zuführung von in die Schwingförderrinne 3 einzublasendem Wärmeträgermedium dienen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Wärmeträgermedium überhitzter Dampf verwendet, der über die Anschlußarmatur 13 und die Schlauchleitung 14 den einzelnen Verteilerkammern zuge­ leitet wird. Das sich in den Verteilerkammern ansammelnde Kon­ densat wird über einen hier ebenfalls als Leitung ausgebilde­ ten Kondensatsammler 15 einem an sich bekannten handelsübli­ chen Kondensatableiter 16 zugeführt.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht durch die als Trockenkam­ mer dienende Schwingförderrinne 3 entlang der Linie II-II in Fig. 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen be­ zeichnet. Fig. 2 läßt erkennen, daß die obere Abdeckung der Schwingförderrinne 3 als Klappdeckel 17 ausgebildet ist, der über ein Scharnier angelenkt ist. Eine aufgeklappte Stellung ist durch gestrichelte Linien angedeutet.

Fig. 2 zeigt, daß der Boden 8 der Schwingförderrinne in ei­ ner Reihe 11 (Fig. 1) angeordnete Öffnungen 18 hat. Jede Reihe hat eine Verteilerkammer 12, über die den Öffnungen 18 ein über die Zuleitung 14 (siehe auch Fig. 1) geliefertes Wärme­ trägermedium zugeleitet wird. Fig. 2 verdeutlich, daß die dem Boden 8 der Förderrinne abgekehrte Unterseite der Verteilerkam­ mer eine nach rechts abfallende Neigung aufweist. Am tiefsten Punkt im Berührungsbereich mit der Seitenwand 9 weist die Sei­ tenwand eine Bohrung auf, durch die in der Verteilerkammer 12 sich ansammelndes Kondensat in den Kondensatsammler 15 ab­ fließen kann.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch den Boden 8 der Schwingförderrinne im Bereich einer Öffnung 18 und zwar ent­ lang der Schnittlinie III-III in Fig. 2. Fig. 3 verdeut­ licht, daß in die Öffnung 18 jeder Reihe eine Düse 19 einge­ setzt ist. Unter die Öffnungen einer Reihe ist ein Flacheisen 20 geschweißt, bevor die Öffnungen durch Boden 8 und Flachei­ sen 20 gebohrt werden. In jede Öffnung 18 ist ein Gewinde ge­ schnitten, so daß eine Düse 19 einschraubbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht jede Düse aus einer einfachen Maschinenschraube 21, die mit einer Längsbohrung 22 versehen ist, wobei die Längsbohrung im Bereich des Schraubenschaftes einen größeren Durchmesser aufweist als im Bereich des Schrau­ benkopfes, wie es hier dargestellt ist. Die Maschinenschraube 21 kann somit optimal die Funktion einer in die Öffnung 18 eingesetzten Düse erfüllen.

Die Verteilerkammer 12 ist ein Hohlprofil, das hier als V-förmige Rinne 23 ausgeformt ist, welche unter den Boden 8 ge­ setzt ist, um jede Reihe 11 der mit Düsen 19 ausgerüsteten Öff­ nungen 18 abzudecken.

Fig. 4 zeigt noch einmal einen Bereich der Schwingförder­ rinne 3, in dem eine Reihe Öffnungen mit eingesetzten Düsen 19 und unten abdeckender Verteilerkammer 12 in schematischer Schnittansicht dargestellt ist. Gleiche Bauteile sind mit glei­ chen Bezugszahlen bezeichnet.

Fig. 4 verdeutlicht, daß die Schwingförderrinne 3 in Rich­ tung des Pfeiles 24 fördert und dabei eine Steigung in der Größenordnung des hier angedeuteten Winkels α hat. Die Düse 19 ist zum Ausgleich dieser Steigung auf ein entsprechendes Aus­ gleichselement 25, beispielsweise eine Keilleiste, angeschlif­ fene Unterlegscheibe oder dergleichen, gesetzt, damit die Ab­ strahlrichtung lotrecht bleibt. Die Abdeckung 10, hier gebil­ det durch einen Deckel 17 (Fig. 2), weist im der mit Düsen 19 bestückten Reihe gegenüberliegenden Bereich ein Prallelement 26 auf, das als ein an den Deckel 17 angesetztes Blechformteil 27 ausgebildet ist und eine Prallfläche 28 bildet, die lot­ recht zum durch den Pfeil 129 verdeutlichten Strahl des Wärme­ trägermediums ausgerichtet ist, der aus der Düse 19 austritt. Im Auftreffbereich des Wärmeträger-Medium-Strahls auf die Prallfläche 28 ist in das Prallelement ein Meßfühler 29 ein­ gebaut. Der Meßfühler kann zum Beispiel ein Temperatur-Meßfüh­ ler sein.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Trocknen loser Schüttmengen feinge­ schnittener Pflanzenteile, insbesondere Tabak, mit einer von den pflanzenteilen kontinuierlich in Längsrichtung durchlaufe­ nen Trockenkammer, die als Schwingförderrinne ausgebildet ist, und in deren Wandung Öffnungen angeordnet sind, durch die ein gasförmiges Wärmeträgermedium in die durchlaufenden Pflanzen­ teile einblasbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen (18) dicht nebeneinander in wenigstens einer sich quer zur Längsrichtung der Trockenkammer erstrecken­ den Reihe (11) im Boden (8) der Trockenkammer angeordnet sind, daß die Öffnungen (18) gegen eine obere Abdeckung (10) der Trockenkammer gerichtet sind und daß in der Abdeckung (10) über jeder Reihe (11) Meßfühler (29) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Öffnung (18) eine Düse (19) eingesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (19) auswechselbar in einer Öffnung (18) des Bo­ dens (8) der Trockenkammer angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (18) einer Reihe (11) eine Verteilerkammer (12) für gasförmiges Wärmeträgermedium gemein­ sam haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkammer (12) ein unter den Boden (8) der Trockenkammer gesetztes, die Reihe (11) von unten abdeckendes Hohlprofil ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil als V-förmige Rinne (23) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von überhitztem Dampf als Wärmeträgermedium die Verteilerkammer (12) an einen Konden­ satsammler (15) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatsammler (15) an die Enden der als Rinnen (23) ausgebildeten Verteilerkammern (12) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Boden (8) der Trockenkammer abge­ kehrte Unterseite der Rinne (23) zum an den Kondensatsammler (15) angeschlossenen Ende hin abfallende Neigung aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (10) der Trocken­ kammer als Deckel (17) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (17) ein Klappdeckel ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (10) über jeder Reihe (11) ein gegen den Boden (8) der Trockenkammer vorstehendes Prallelement (26) hat.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prallelement (26) eine lotrecht zum auftreffenden Strahl (129) des Wärmeträgermediums ausgerichtete Prallfläche (28) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Prallelement (26) ein an den Deckel (17) angesetztes Blechformteil (27) ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß Meßfühler (29) in das Prallelement (26) eingebaut sind.