DE4119787A1 - Verfahren zum fortlaufenden konditionieren, insbesondere thermischen konditionieren, von schuettguetern, vorzugsweise pflanzlichen schuettguetern, wie getreide, kraeuter, tabak oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum fortlaufenden Kon­ ditionieren, insbesondere thermischen Konditionieren, wie Küh­ len, Erwärmen, Trocknen, Feuchten oder dergleichen, von Schütt­ gütern, vorzugsweise pflanzlichen Schüttgütern, wie Getreide, Kräuter, Tabak oder dergleichen, bei dem Schüttgut entlang ei­ ner durch eine geschlossene tunnelartige Konditionierungssta­ tion führenden Transportbahn fortlaufend mechanisch gefördert wird und dabei in der Konditionierungsstation der Einwirkung eines der Konditionierungsstation durch wenigstens eine Öff­ nung zugeführten, im wesentlichen gasförmigen Wärmeträgerme­ diums ausgesetzt wird.

Bei einem nach der deutschen Patentschrift 24 02 538 be­ kannten Verfahren zum Konditionieren von Tabak wird in eine tunnelartige Konditionierungsstation Dampf derart eingeblasen, daß der Tabak auf einem Dampfpolster schwebend durch die Kondi­ tionierungsstation befördert wird und dabei der Einwirkung des Dampfes ausgesetzt ist. Das bekannte Verfahren hat den Nach­ teil, daß zur Ausbildung des Dampfpolsters ein Dampfüberschuß benötigt wird, der als Brüden in die Umgebung entweicht. Außer­ dem ist die Konditionierung aufgrund des Dampfüberschusses kaum beeinflußbar. Innerhalb des zu behandelnden Schüttgutes verbleiben Bereiche, die der Einwirkung von Dampf kaum ausge­ setzt waren, während daneben Bereiche vorhanden sein können, die der Einwirkung des Dampfes übermäßig ausgesetzt waren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Konditionierung von Schüttgut zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wärmeträgermedium beim Passieren der Öffnung scharf gebündelt und sodann unter Verdrängung des Schüttgutes als freier Strahl durch das Schüttgut derart gelenkt wird, daß an einer der Öff­ nung gegenüberliegenden Wand der Konditionierungsstation eine allseitige Ablenkung des Strahls erzeugt wird, daß die abge­ lenkten Teile des Strahls durch die Pumpwirkung des freien Strahls abwärts und wieder in den Wirkungsbereich des freien Strahls gesaugt werden und daß das Schüttgut zwischen dem Un­ terdruckbereich des aufwärts gerichteten freien Strahls und dem Überdruckbereich der abwärts gerichteten Teile des Strahls in einer rechtwinkelig zum freien Strahl gerichteten Bewegung verdichtet wird.

Im Wirkungsbereich des freien Strahls ist das zu kondi­ tionierende Schüttgut dem im wesentlichen gasförmigen Wärmeträ­ germedium in optimaler Weise ausgesetzt. Das Schüttgut wird in aufwärts, abwärts und seitlich gerichteten Bewegungen zusammen mit der überlagernden Bewegung der mechanischen Förderung in­ tensiv durchmischt und durchwirbelt. Dabei wird das Schüttgut in die gewünschte gleichmäßige Kondition gebracht.

Die eintretende Verdichtung bewirkt dabei in vorteilhafter Weise eine Verminderung des Austretens des Wärmeträgermediums aus der Konditionierungsstation, denn ein verdichteter Bereich des Schüttgutes kann wie ein die tunnelartige Konditionierungs­ station verschließender Pfropfen wirken.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den in den Unteran­ sprüchen angegebenen Merkmalen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere auch dadurch vorteilhaft aus, daß das transportierte Schüttgut als Wärmeträger, Katalysator oder Wirkstoff einer chemischen Reaktion gegenüber dem eingeblase­ nen Medium eingesetzt werden kann.

Eine vorteilhafte Maßnahme, die sich insbesondere bei der Trocknung von Schüttgütern vorteilhaft auswirkt, ist das Absau­ gen der eingeblasenen, mit Feuchte aus dem Schüttgut belaste­ ten Wärmeträger, das Entfeuchten der Wärmeträger und erneute Einblasen. So kann z. B. mittels eines Kompressors verdichtete und dabei erwärmte Luft einem Wärmetauscher zugeführt werden, in welchem eine Abkühlung und Entfeuchtung erfolgt. Die ent­ feuchtete Luft kann dann in die Konditionierungsstation einge­ blasen werden, um ihre Wirkung auf das Schüttgut zu entfalten. Besonders zweckmäßig ist dabei die Verwendung wenigstens einer der Wandungen der Konditionierungsstation als Wärmetauscher, weil dadurch die zur Kühlung und Entfeuchtung freigesetzte Wärme direkt an das Schüttgut gelangt und ohne Zufuhr beson­ derer Fremdenergie zu dessen Konditionierung, z. B. Trocknung, beiträgt.

Die im Wärmetauscher abgekühlte und somit entfeuchtete Luft kann vor der Einblasung in die Konditionierungsstation auch noch in einem zweiten Wärmetauscher wieder erwärmt wer­ den. Dem zweiten Wärmetauscher kann z. B. durch Fremdenergie erzeugte Wärme zugeführt werden, so daß heiße und trockene Luft zur Anwendung in der Konditionierungsstation kommt. Die Luft nimmt Feuchte aus dem Schüttgut auf, wird abgesaugt und wieder dem Kompressor zugeführt, worauf nach erneuter Entfeuch­ tung wieder ein Einblasen erfolgt. Nach Kompression und Küh­ lung wird dadurch eine Kondensat-Extraktion des z. B. zu trock­ nenden Schüttgutes ermöglicht.

Die Zwischenerhitzung im zweiten Wärmetauscher kann auch zu- bzw. abschaltbar sein.

Bei bestimmten Schüttgütern, z. B. Tabakblättern, kann eine mechanische Förderung, beispielsweise mit Schwingförderern, un­ erwünscht sein, weil die dabei auftretende Mittelung zum Blattbruch führen kann. Für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Konditionieren von empfindlichem Schüttgut be­ sonders zweckmäßig ist es, wenn als durch die Konditionierungs­ station führende Transportbahn ein als Siebband, Gitterband, Lochband oder dergleichen ausgebildetes Förderband verwendet wird. Dabei können freie Strahlen von unten durch das Siebband geblasen werden. Unter dem Siebband befindliche Hohlräume kön­ nen mit Vorteil als Sammelkammern für Abluft bzw. Abdampf ge­ nutzt werden. Aus den Sammelkammern ist eine wirksame Absau­ gung möglich.

Dabei kann es bei der Konditionierung von z. B. Tabak, ins­ besondere bei bestimmten Tabakarten, wie z. B. Tabakblättern, besonders vorteilhaft sein, gegeneinander gerichtete freie Strahlen von unten und von oben gleichzeitig gegen das Sieb­ band zu blasen, derart, daß die gegeneinander gerichteten Strahlen etwa in der Ebene des Siebbandes aufeinander prallen und sich auflösen. Die auf dem Siebband liegenden Tabakblätter bleiben dadurch weitgehend ruhig auf dem Siebband liegen und werden lediglich mit dem Wärmeträgermedium intensiv in Kontakt gebracht, wodurch z. B. mechanische Beschädigungen der Blätter vermindert werden.

Um die Oberfläche des zu konditionierenden Gutes rasch und gleichmäßig der Wirkung des Wärmeträgermediums auszusetzen, kann vorgesehen sein, daß freie Strahlen abblasende Öffnungen hin- und herbewegt werden. Die Öffnungen, bzw. die Lavaldüsen, können dazu auf Trägerelementen angeordnet sein, die mit mecha­ nischen Mitteln oszillierend bzw. schwingend angetrieben wer­ den. Auch die gesamte tunnelartige Konditionierungsstation, in deren Wänden sich Öffnungen bzw. Düsen befinden, kann schwin­ gen, während das hindurchfördernde Förderband in Ruhe bleibt.

Die einzelnen Düsen, die einen Freistrahl abblasen, können z. B. in den waagerechten hohlen Holmen eines rechteckigen Rah­ mens angeordnet werden, der quer zum Förderband steht, wobei sich das Förderband durch den Rahmen erstreckt. Die Düsen im unteren und oberen Holm des Rahmens stehen einander gegenüber, so daß die von einem Düsenpaar abblasenden Freistrahlen etwa in der Mitte zwischen den beiden Holmen gegeneinander prallen. Dadurch wird die Freistrahlwirkung in diesem Bereich aufgeho­ ben und kann zu konditionierendes Schüttgut auf dem als Sieb­ band, Lochband oder dergleichen ausgebildeten Förderband lie­ gend durch diesen Bereich gefördert werden.

Mehrere Rahmen können innerhalb der Konditionierungssta­ tion hintereinander angeordnet werden, wobei das Förderband durch die Rahmen verläuft.

Entsprechende bewegliche Lagerungen der Rahmen erlauben es, die Rahmen in einer Richtung, z. B. quer zum Förderband hin- und herzubewegen. Dazu kann eine Schwing- oder Rüttelein­ richtung benutzt werden.

In der Zeichnung sind Anwendungsbeispiele des Verfahrens schematisch dargestellt, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilausschnitt einer Konditionierungsstation im Bereich einer Öffnung, aus der ein Freistrahl ab­ geblasen wird,

Fig. 2 eine schematische Teildraufsicht auf den Bereich ei­ ner Konditionierungsstation gemäß Fig. 1 bei nicht eingezeichneter Decke der Konditionierungsstation,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt einer als Trockner konzipierten Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens und

Fig. 4 eine schematische Ansicht der Vorrichtung im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Teilausschnitt einer tunnelartigen Kon­ ditionierungsstation. Die tunnelartige Konditionierungsstation umfaßt einen Boden 1, eine Decke 2 sowie Seitenwandungen 3 und 3′ (Fig. 2), wobei hier lediglich die Seitenwand 3 sichtbar ist. Unter den Boden 1 ist ein Winkelprofil 4 gesetzt. Die vom Boden 1 und Winkelprofil 4 umschlossene Kammer 5 kann mit Wärmeträgermedium beschickt werden. Im Boden 2 befindet sich die hier dargestellte Öffnung 6, die als Lavaldüse ausgebildet ist. Durch den in der Kammer 5 bei Einleitung des Wärmeträger­ mediums herrschenden Überdruck wird das Wärmeträgermedium aus der Öffnung 6 gedrückt. Schüttgut, das zu konditionieren ist, durchläuft die Konditionierungsstation in dem durch den Boden 1, Decke 2 und Seitenwände 3, 3′ begrenzten Kanal in der durch den Pfeil 7 angedeuteten Richtung. Dabei erfolgt die mecha­ nische Förderung z. B. durch Schwingförderung, wozu die gesamte Konditionierungsstation nach Art eines Schwingförderers ausge­ bildet sein kann.

Beim Passieren der Öffnung 6 wird das Wärmeträgermedium scharf gebündelt und sodann unter Verdrängung des Schüttgutes als freier Strahl 8 durch das Schüttgut derart gelenkt, daß an der der Öffnung 6 gegenüberliegenden Decke 2 der Konditionie­ rungsstation eine allseitige Ablenkung des Strahls 8 erzeugt wird. Die abgelenkten Teile des Strahls werden durch die Pump­ wirkung des freien Strahls abwärts und wieder in den Wirkungs­ bereich des freien Strahls gesaugt, wie es durch eingezeich­ nete gestrichelte Pfeile angedeutet ist. Dabei wird das Schütt­ gut zwischen dem Unterdruckbereich 9 des aufwärts gerichteten freien Strahls 8 und dem Überdruckbereich der abwärts gerich­ teten Teile des Strahls 8 in einer rechtwinkelig zum freien Strahl 8 gerichteten Bewegung verdichtet und gleichzeitig in­ tensiv mit dem Wärmeträgermedium in Kontakt gebracht.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Ausschnitt der Kondi­ tionierungsstation gemäß Fig. 1 bei abgenommener Decke. Quer zur durch den Pfeil 7 angedeuteten Förderrichtung durch die Konditionierungsstation sind Öffnungen 6, 6′ und 6′′ in einer Reihe angeordnet. Die aus den Öffnungen geblasenen freien Strahlen, die lotrecht aus der Zeichnungsebene heraus ge­ richtet sind, prallen an die nicht gezeichnete Decke und wer­ den radial in Richtung der Pfeile 10 an der Decke abgelenkt. Die Wirkbereiche der abgelenkten Teile der freien Strahlen sind durch eingezeichnete Kreise 11 angedeutet. Selbstverständ­ lich können sich die durch die Kreise 11 angedeuteten Wirk­ bereiche auch überlappen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrich­ tung zum Konditionieren von Schüttgut. Bei diesem Ausführungs­ beispiel wird das Schüttgut der Konditionierungsstation über einen Schacht 12 zugeführt. Die Konditionierungsstation ist tunnelartig ausgebildet und wird oben durch eine Decke 2 be­ grenzt sowie durch Seitenwände 3 und einen durch ein eingelegtes Bodenblech 1′ gebildeten Boden. Über dem Boden­ blech 1′ verläuft ein oberes Trum 13 eines als Siebband ausgebildeten Förderbandes, das über die endseitigen Umlenkrol­ len 14 und 14′ gelenkt und angetrieben wird. Mit 15 und 15′ sind Stützrollen für das obere Trum 13 bzw. untere Trum des Förderbandes bezeichnet. Das durch den Schacht 12 eingegebene Schüttgut wird vom oberen Trum 13 des Förderbandes durch die Konditionierungsstation gefördert und am Ende der Konditionie­ rungsstation in endbehandeltem Zustand auf eine nicht weiter dargestellte Abführeinrichtung 16 gegeben.

Über die Länge der tunnelartigen Konditionierungsstation verteilt sind drei Reihen von Öffnungen 6, durch die ein Wär­ meträgermedium, z. B. zum Trocknen von Schüttgut geeignete er­ hitzte Luft, eingeblasen werden kann. Aus den Öffnungen 6 tritt das scharf gebündelte Wärmeträgermedium als freier Strahl 8 aus und prallt, wie vorbeschrieben, gegen die Decke 2 der Konditionierungsstation. Dabei wird der freie Strahl von unten durch das obere Trum 13 des als Siebband ausgebildeten Förderbandes geblasen. Für die Zuführung des Wärmeträgerme­ diums sind wieder die unter den Öffnungen 6 sichtbaren Win­ kelprofile 4 vorgesehen.

Das Bodenblech 1′ ist im Bereich zwischen zwei Öffnungen 6, wie hier dargestellt, nach unten abgewinkelt, wodurch eine Sammelkammer 17 ausgebildet ist. In jede Sammelkammer 17 mün­ det ein Ansaugrohr 18 einer nicht weiter dargestellten Ansaug­ einrichtung, über die Luft aus der Konditionierungsstation, und damit auch aus dem Schüttgut, angesaugt werden kann. Die angesaugte Luft wird über die Abluftleitung 19 einem nicht wei­ ter dargestellten Kompressor zugeführt. Vom Kompressor wird die abgesaugte Luft verdichtet und dabei erwärmt. Die erwärmte Luft wird vom Kompressor über eine Zuleitung 20 (Fig. 4) einem Wärmetauscher zugeführt. Im Wärmetauscher wird die Luft ent­ feuchtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Wärmetau­ scher durch in der Decke 2 der Konditionierungsstation befind­ liche Taschen 22 gebildet. Dadurch wird erreicht, daß Wärme an das zu konditionierende Schüttgut abgegeben wird und gleichzei­ tig die zugeführte Luft gekühlt und entfeuchtet wird. Die frei­ gesetzte Feuchtigkeit kann über einen Kondensatableiter 21 (Fig. 4) abgeführt werden. Die entfeuchtete Luft wird den Kammern 5 unter den Öffnungen 6 zugeführt und tritt wieder als scharf gebündelter freier Strahl 8 durch die Öffnungen 6 in die Konditionierungsstation ein, um mit dem Schüttgut in in­ tensiven Kontakt zu kommen. Dabei nimmt die Luft wieder Feuch­ te aus dem Schüttgut auf, das dadurch getrocknet wird.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Fig. 4 läßt erkennen, daß die vom Kompressor zugeführte Luft nach der Abkühlung und Entfeuchtung und Passieren des Kondensatableiters 21 noch einen zweiten Wärmetauscher 23 pas­ siert, dem Wärme zugeführt wird und gegebenenfalls noch einmal Kondensat abgeleitet wird, so daß die zu den Öffnungen 6 gelan­ gende, einzublasende Luft trocken und erhitzt in die Konditio­ nierungsstation eingegeben wird.

Claims (21)

1. Verfahren zum fortlaufenden Konditionieren, insbeson­ dere thermischen Konditionieren, wie Kühlen, Erwärmen, Trock­ nen, Feuchten und dergleichen, von Schüttgütern, vorzugsweise pflanzlichen Schüttgütern, wie Getreide, Kräuter, Tabak oder dergleichen, bei dem das Schüttgut entlang einer durch eine ge­ schlossene tunnelartige Konditionierungsstation führenden Transportbahn fortlaufend mechanisch gefördert wird und dabei in der Konditionierungsstation der Einwirkung eines der Kondi­ tionierungsstation durch wenigstens eine Öffnung zugeführten, im wesentlichen gasförmigen Wärmeträgermediums ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium beim Passieren der Öffnung (6, 6′, 6′′) scharf gebündelt und sodann unter Verdrängung des Schüttgutes als freier Strahl (8) durch das Schüttgut derart gelenkt wird, daß an einer der Öffnung (6, 6′, 6′′) gegen­ überliegenden Wand (Decke 2) der Konditionierungsstation eine allseitige Ablenkung des Strahls (8) erzeugt wird, daß die ab­ gelenkten Teile (10) des Strahls (8) durch die Pumpwirkung des freien Strahls (8) abwärts und wieder in den Wirkungsbereich des freien Strahls (8) gesaugt werden und daß das Schüttgut zwischen dem Unterdruckbereich (9) des aufwärts gerichteten freien Strahls (8) und dem Überdruckbereich der abwärts gerich­ teten Teile des Strahls (8) in einer rechtwinkelig zum freien Strahl (8) gerichteten Bewegung verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut durch wenigstens einen innerhalb der Konditionie­ rungsstation aus mehreren freien Strahlen (6, 6′, 6′′) gebil­ deten quer zur Förderrichtung (Pfeil 7) verlaufenden Strah­ lenvorhang hindurch gefördert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei in Förderrichtung (Pfeil 7) folgen­ den Öffnungen (6) so gewählt wird, daß sich zwischen ihren freien Strahlen (8) die Verdichtungsbereiche bei entsprechen­ dem Schüttgewicht und gewähltem Druck ausbilden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß, bei einer Vielzahl von Öffnungen (6, 6′, 6′′), das Wärmeträgermedium vorbestimmten Öffnungen (6, 6′, 6′′) durch Zu- bzw. Abschalten zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einer Vielzahl von in Reihen angeordne­ ten Öffnungen (6, 6′, 6′′), das Wärmeträgermedium vorbestimmten Reihen durch Zu- bzw. Abschalten zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einer Vielzahl von in Feldern angeordne­ ten Öffnungen (6, 6′, 6′′), das Wärmeträgermedium vorbestimmten Feldern durch Zu- bzw. Abschalten zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Wärmeträgermedium Dampf verwen­ det wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträgermedium Luft verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, aß mittels eines Kompressors verdichtete und dabei erwärmte Luft einem Wärmetauscher (Taschen 22) zugeführt wird, daß die Luft im Wärmetauscher (Taschen 22) gekühlt und entfeuchtet wird, und daß die entfeuchtete Luft der Konditionierungsstation zugeführt und als freie Strahlen (8) mit dem Schüttgut in Kontakt gebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die entfeuchtete Luft vor der Einleitung in die Konditionie­ rungsstation mittels eines zweiten Wärmetauschers (23) erneut erwärmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und/oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luft aus der Konditionierungsstation abge­ saugt und dem Kompressor wieder zugeführt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandungen (1, 2, 3, 3′) der Konditionie­ rungsstation als Wärmetauscherflächen (Taschen 22) verwendet werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Öffnungen (6) Lavaldüsen verwen­ det werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Konditionierungsstation als Schwingförderer verwendet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportbahn eine durch die Konditio­ nierungsstation führende Schwingrinne verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportbahn ein durch die Konditio­ nierungsstation führendes Förderband verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderband ein Siebband verwendet wird.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß freie Strahlen (8) von unten durch das Siebband (Trum 13) geblasen werden.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß gegeneinander gerichtete freie Strahlen (8) von unten und von oben gleichzeitig gegen das Siebband (Trum 13) geblasen werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß freie Strahlen (8) abblasende Öffnungen (6, 6′, 6′′) hin- und herbewegt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (6, 6′, 6′′) quer zur Förderrichtung des Sieb­ bandes (Trum 13) bewegt werden.