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Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Gut mittels eines in der
Trockenkammer kreisenden Luftstromes Es ist an sich bekannt, zur Aufrechterhaltung
einer bestimmten konstanten relativen Feuchtigkeit in einem Raum unabhängig von
Temperaturänderungen eine bestimmte Menge Luft von im voraus einzustellendem Feuchtigkeitsgehalt
dem Raum zuzuführen und als Kontrollmittel ein Psychrometer zu benutzen.
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Zur Erläuterung der im folgenden mehrfach gebrauchten Ausdrücke »Naßkugeltemperatur«
und »Trockenkugeltemperatur« wird kurz auf die Wirkungsweise des allgemein bekannten
Psychrometers hingewiesen.
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Das Psychrometer besteht bekanntlich aus zwei Thermometern, von denen
das eine die übliche Anordnung besitzt, während die Kugel des zweiten Thermometers
-mit Musselin oder einem ;ähnlichen Stoff überzogen ist, der mittels reinem Wasser
feucht gehalten wird. Dieses »Naßkugelthermometer« ergibt bei der Ablesung niedrigere
Temperaturgrade als das »Trockenkugelthermometer«, und zwar steht die Erniedrigung
in einem ganz bestimmten Verhältnis zu der Verdampfung der Feuchtigkeit aus dem
Musselin, und diese Verdampfung wieder hängt ab von der relativen Feuchtigkeit der
Luft.
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Demgemäß kennzeichnet sich nach der Erfindung ein Verfahren zum Trocknen
von Gut mittels eines in der Trockenkammer kreisenden Luftstromes, dem eine verhältnismäßig
geringe Menge Frischluft zugemischt wird, dadurch, daß dies geringe Volumen Frisch-
oder Zusatzluft der Trockenkammer mit einem vorausbestimmten Feuchtigkeitsgehalt
und einer vorausbestimmten - Trockenkugeltemperatur zugeführt wird, die höher ist
als die Temperatur der kreisenden Mischluft, und daß das Verhältnis des der Kammer
zugeführten Frischluftvolumens zu dem Volumen der kreisenden Mischluft annähernd
umgekehrt proportional ist dem Verhältnis des Temperaturabfalles der zugeführten
Frischluft zu dem der kreisenden Mischluft.
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Es gelingt hierdurch unter Benutzung des Psychrometers den Verlauf
der Trocknung einem vorausbestimmten Gesetz unterzuordnen, das von der Art und dem
Zustand. der Ware abhängig ist, wobei z. B. die Trocknung am Anfang schärfer und
rascher bewirkt werden kann und dann langsam mit fortschreitender Trocknung des
Guts ermäßigt wird: Ein wesentlicher Vorteil dieser Art der Durchführung des Trockenverfahrens
besteht darin, daß, das voraus bestimmte Gesetz des Trocknungsvorgangs nach den
Erfordernissen des Einzelfalls durch einfache Verringerung der zugeführten Luftmenge
und Erhöhung ihrer Temperatur oder durch Erhöhung der zugeführten Luftmenge und
Verringerung ihrer Temperatur verändert werden kann, wobei der Betrag der gesamten
Trocknung bei gleicher Naßkugeltemperatur erzielt werden kann, Im ersten Fall wird
der jeweilige Betrag der Trocknung gleichmäßiger aufrechterhalten,
d.
h. er wird mehr annähernd gleichmäßig während des ganzen Trocknungsverfahrens bis
zur -vollständigen Trocknung des Gutes sein.. - .In, dem zweiten Fall fällt das
Trocknungsverhältnis rascher ab, wenn die Trocknung fortschreitet und kann im letzten
Teil der Trocknung außerordentlich langsam gemacht werden, was für manche Trockengüter
durchaus erforderlich ist.
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Bei dem neuen Verfahren kann der Grad der Trocknung genau bemessen
und geregelt werden von einer Stelle aus, die den Einflüssen des Trockenraumes entzogen
ist.. Der Unterschied zwischen einer derartigen Regelung und einer Regelung innerhalb
des Trokkenraumes besteht darin, daß, man bei dieser für die Temperatur und verhältnismäßige
Feuchtigkeit konstante Bedingungen erhält, während man bei jener eine progressiv
ansteigende Temperatur und eine entsprechend abfallende relative Feuchtigkeit erhält.
Wollte man dieses Ergebnis durch Regelung innerhalb des Trockenraumes erzielen,
so wäre es nötig, entweder häufige Einstellungen an den regelnden Instrumenten von
Hand zu machen oder eine selbsttätige Regelung der in dem Trockenraum aufgestellten
, Instrumente nach dem vorbestimmten Gesetz anzuordnen. Beim Erfindungsgegenstand
wird die - Regelung durch unabhängige Regelung der Naßkugeltemperatur und der Trockenkugeltemperatur
der zugeführten Luft bewirkt, könnte aber auch durch andere Mittel erzielt werden,
die den Feuchtigkeitsgehalt der eintretenden Luft festlegen, beispielsweise durch
Regelung des Taupunkts der eintretenden Luft oder durch Überwachung der relativen
Feuchtigkeit dieser Luft mittels eines Hygrostates.
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Es ist bekannt, daß die Absorption eines Gramm Feuchtigkeit auf den
Kubikmeter Luft die Trockenkugeltemperatur der Luft innerhalb einer erheblichen
Temperaturspanne um eine im wesentlichen konstante Zahl von Graden erniedrigt. Z.
B. setzt bei Luft von einer Temperatur zwischen -18° und 3o,2° C die Absorption
von je einem Gramm Feuchtigkeit die Trockenkugeltemperatur um annähernd 2'C herab.
Demgemäß wird die Grammzahl der Feuchtigkeit, die von jedem Kubikmeter Luft verdampft
wird, gleich sein dem Temperaturabfall zwischen der dem Trockengut zugeführten und
- von ihm abgeführten Luft, geteilt durch die Zahl, die den Temperaturabfall darstellt,
der durch die Absorption eines Gramms Feuchtigkeit auf den Kubikmeter veranlaßt
wird, im vorliegenden Fall also durch 2.
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Bei dem neuen Verfahren ist dieser Grundsatz zur Anwendung gekommen,
und das Troclniungsverhältnis des Guts wird in der gewünschten Weise genau vorher
bestimmt durch Vorherbestimmung des Volumens und des Feuchtigkeitsgehalts der der
Trockenkammer zugeführten Luft, derart, daß der verlangte Temperaturabfall zwischen
der eintretenden und austretenden Luft erzielt wird. Nach diesem Verfahren wird
die Trocknung bewirkt und das -_Troeknungsverhältnis von vornherein nach den. Erfordernissen
eingeregelt in Abhängigkeit von, den besonderen Eigenschaften des Trockenguts, indem
der Trockenkammer ein verhältnismäßig geringes Luftvolumen zugeführt und mit einem
relativ sehr viel größeren Luftvolumen in der Trockenkammer gemischt wird, worauf
man das Luftgemisch durch das Trockengut kreisen läßt und das Volumen und die sonstigen
Eigenschaften dieses verhältnismäßig geringen Luftvolumens, das der Trockenkammer
zugeführt wird, so regelt, daß: eine voraus bestimmte Naßkugeltemperatur in der
Trockenkammer aufrechterhalten und ein vorausbestimmter Temperaturabfall zwischen
der zugeführten Luft und der abgeführten Luft erzielt wird. Die gewünschte Temperatur
und Feuchtigkeit der der Kammer zugeführten Luft kann durch verschiedene Mittel
erzielt werden, aber vorzugsweise durch Zumischen von :Außenluft zu der aus der
- Kammer zurückkehrenden Luft, und indem Feuchtigkeit und Wärme nach den besonderen
Erfordernissen zugeführt wird. -Einige Ausführungsformen der zur Ausführung des
neuen Verfahrens geeigneten Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt; es zeigen
-Fig: i die eine Ausführungsform im Schnitt von der Seite, Fig. 2 einen Schnitt
nach 2-2 der Fig. i, Fig. 3 @cinen verkleinerten Schnitt nach 3-3 der Fig. i, Fig.
4 eine etwas abgeänderte Ausführungsform, Fig. 5 einen Schnitt nach 5-$ der Fig.
4, Fig. 6 eine weitere abgeänderte-Ausführungsform, Fig. 7 einen Schnitt nach 7-7
in Fig. 6.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i bis 3 sind in einer Trockenkammer
A Karren, Gestelle, Teller :o. dgl. mit dem Trockengut 'B angeordnet, und zwar so,
daß, die Trocknungsluft mindestens an drei Seiten des Guts vorbeistreichen kann,
z. B. oben und an beiden Seiten. Es sind Durchtrittsräume für die Luft zwischen
den -einzelnen Gutträgern gelassen; so daß, die Luft durchstreichen kann, vorzugsweise
in _ wagerechter Richtung von einem Ende der Kammer nach dem anderen, wie durch
Pfeile angedeutet. Die Leitung io dient zum Einführen von Luft und -Regeln ihrer
Temperatur und Feuchtigkeit.
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Bei der gezeigten Ausführungsform läuft die Leitung io in einen Verteiler
i i aus, der eine Mehrzahl von- Düsen i ia trägt - und sich
in wagerechter
Richtung quer durch die Trolz:-kenkammer -in einem Raum 13 erstreckt, der
zwischen dem Trockengut und einer Reihe von Gebläsen 14 angeordnet ist, die in einer
senkrechten Trennwand 15 eingesetzt sind. Diese Gebläse, deren Zahl von der Breite
der Trockenkammer abhängt und die in beliebiger Weise angeordnet werden können,
saugen die Luft in der Kammer durch das Trockengut Leid drücken sie aufwärts in
das benachbarte Ende des leeren Raumes über dem Trockengut; desgleichen saugen sie
Luft durch die Einlaßleitung io und mischen die Frischluft mit dem größeren Volumen
der in der Kammer kreisenden Luft, worauf das Gemisch im weiteren Umlauf in der
Kammer gehalten und mehrfach durch das Trocken-' gut geschickt wird. Ein Zwischengewölbe
15u erstreckt sich von der Trennwand 15 in der Längsrichtung der Kammer und schließt
einen Raum ab, durch den die von den Gebläsen 14 kommende Luft nach dem entgegengesetzten
Ende der Kammer strömt. Eine Luftrückkehrleitung 16 führt von dem den Gebläsen benachbarten
Ende der Kammer nach der Einla.ßleitung io, die außerdem eine Zutrittsöffnung 17
für Frischluft besitzt. Die Leitungen 17 und 16 werden gesteuert durch Frischluft-
und Rückkehrluftklappen, die durch Gestänge 2o so verbunden sind, daß beim Abschluß
der einen Klappe die andere sich öffnet, so daß jedes gewünschte Mischungsverhältnis
von Frischluft und Rückkehrluft hergestellt werden kann. Ein Dampfheizkörper zum
Anwärmen der zuzuführenden Luft und Dampfstrahldüsen 22 zur Erhöhung des Feuchtigkeitsgrades
sind in dem Einlaßkanal angeordnet. Die Trockenkugeltemperatur der der Kammer zugeführten
Luft wird vorzugsweise von einem Trockenkugelthermostat 23 geregelt, der so angeordnet
ist; daß er durch die Temperatur der der Kammer zugeführten Luft beeinflußt wird
und den Heizkörper 21 durch geeignete Apparaturen, z. B. das Membranventil 24 in
dem Dampfrohr 25 steuert, vorzugsweise durch Druckluft in dem von dem Thermostaten
23 gesteuerten Röhr 26. Die Naßkugeltemperatur der zuzuführenden Luft wird vorzugsweise
durch einen Naßkugelthermostaten 27 geregelt, der unter dem Einfluß der Naßkugeltemperatur
der Zuführungsluft die Dampfdüse 22 und die Luftklappen 18 und 19 durch eine geeignete
Vorrichtung, beispielsweise ein Membranventil 28 in dem Dampfrohr der Düse 22 und
einen Motor 29 für die Klappen steuert, wobei das Membranventil 28 und der Motor
29 durch Druckluft aus dem Rohr 3o unter der Steuerung des Naßkugelthermostaten
27 angetrieben werden. Die beiden Thermostaten 23 und 27 können die Naß- und Trockenkugeltemperaturen
der durch die Leitung io der Trockenkammer zugeführten Luft derart regeln, daß die
Luft der Kammer mit einer bestimmten Trockenkugeltemperatur, beispielsweise 67°
C, und einer bestimmten Naßkugeltemperatur, beispielsweise 38° C, zugeführt wird.
Eine Leitung 31 dient zum Abblasen von überschüssiger Luft aus der Trockenkammer.
Diese Leitung ist aus dem Raum 13 der Kammer zwischen den Gebläsen und dem Trockengut
abgezweigt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. q und 5 sind die Enrichtungen für
die Lagerung des Trockenguts und die Mittel zur Regelung der Trockenkugel- und Naßkugeltemperatur
die gleichen wie beim vorigen Ausführungsbeispiel, jedoch wird die geregelte Luft
der Trockenkammer durch ein Gebläse 35 zugeführt, das in der Luftzuführungsleitung
io gelegen ist. Der Verteiler 36 .er-. streckt sich quer durch die Kammer in dem
unteren Teil des Raumes 37 zwischen der Endwand der Trockenkammer und der Trennwand
mit den Umlaufgebläsen 1q.. Die durch die Leitung i o aufgelieferte Luft wird durch
das Gebläse 35 in die Trockenkammer an der Rückseite der Umlaufsgebläse eingeführt
und mit dem größeren kreisenden Luftvolumen gemischt. Im übrigen ist die Anordnung
die gleiche wie beim vorigen Ausführungsbeispiel.
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Bei der Anordnung nach Fig. 6 und 7 führt der Einlaßkanal io nach
einem Gebläse 40, das in der Trockenkammer in dem Raum zwischen der Endwand der
Kammer und dem Gut angeordnet ist. An das Gebläse schließt sich ein Druckrohr 41
mit einem Verteiler 42 an, der sich in dem oberen Teil der Trockenkammer quer durch
sie erstreckt und eine Reihe von Düsen ¢3 besitzt, die die Luft in den freien Raum
über dem Trockengut nach dem anderen Ende der Kammer zu einblasen. Das Gebläse 40
saugt die Luft aus dem Zuführungskanal und außerdem :ein größeres Luftvolumen aus
der Trockenkammer durch das Gut hindurch an und mischt die zugeführte Luft mit der
in der Kammer kreisenden Luft, indem es das Luftgemisch in den Raum über dem Gut
einführt. Das Einblasen der Luft mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit aus
den Düsen ¢3 -und die Saugwirkung des Gebläses ¢o bringt eine innige Mischung der
zusammengeführten Luftströme hervor und hält den Umlauf des gesamten Luftvolumens
in der Trockenkammer aufrecht. Die Regelung der Naßkugel-und Trockenkugeltemperatur
der eingeführten Luft ist hier die gleiche wie beim vorigen Ausführungsbeispiel,
demgemäß auch die Regelung der Eigenschaften dieser Luft.
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Bei allen drei gezeigten Ausführungsformen
der Vorrichtung
wird ein verhältnismäßig kleines Volumen genau geregelter Luft der Trockenkammer
zugeführt und innig mit der dort kreisenden Luft gemischt. Das gesamte Luftgemisch,
das natürlich erheblich größeres Volumen hat als die jeweils zugeführte Luftmenge,
wird im Umlauf durch das gelagerte Gut gehalten. Der Entlastungskanal erlaubt das
Ausblasen eines Luftvolumens aus der Trockenkammer, das gleich ist der durch den
Kanal zugeführten Luftmenge io, so daß ein 3.m wesentlichen konstantes Volumen durch
das Trockengut im Umlauf gehalten wird.
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Bei der Ausführung des neuen Verfahrens ist das Verhältnis der jeweils
der Trockenkammer zugeführten eingeregelten Luftmengen zu dem Gesamtvolumen der
kreisenden Luftströme annähernd umgekehrt proportional zu dem Verhältnis des Temperaturabfalls
der beiden Luftvolumina. Wenn beispielsweise die Luft durch den Kanal io mit einer
Trokkenkugeltemperatur von 67° eintritt und die Kammer mit 41' verläßt, und die
in der Kammer im Kreislauf strömende Luft in das Gut mit einer Temperatur von 4z°
bzw. 4i° eintritt bzw. austritt, so muß, das Volumen der der Kammer zugeführten
eingeregelten Luft etwa 1/22 des gesamten kreisenden Luftvolumens sein. Wenn die
Wärmeübertragung durch die Wände der Trockenkammer vernachlässigt wird, was bei
geeigneter Konstruktion der Trockenkammer ohne weiteres geschehen kann, so bleibt
die Naßkugeltemperatur der kreisenden Luft die gleiche, wie die der in Übereinstimmung
mit dem die Verdampfung der Feuchtigkeit beherrschenden psychrometrischen Prinzip
der Kaminer zugeführten Luft. Die Trockenkugeltemperatur der Trockenkammer und des
Gutes wird aber ansteigen und ein allmähliches Ansteigen des Temperaturabfalls an
der Trokkenkugel und eine Verminderung der relativen Feuchtigkeit in der Trockenkammer
bewirken, wenn die Trocknung fortschreitet und die Feuchtigkeit des Gutes geringer
wird.
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Der Trocknungsgrad wird bestimmt durch die Differenz der Temperaturen
der in die Trockenkammer eintretenden und sie verlassenden Luft und jedes gewünschte
konstante oder abfallende Trocknungsverhältnis kann erzielt werden, indem man Volumen
und Temperatur der zugeführten Luft nach den gewünschten Trocknungsbedingungen festlegt.
Das Volumen der zugeführten Luft kann durch beliebige Mittel geregelt werden, beispielsweise
durch gewöhnliche, von Hand einzustellende Klappen in dem Luftzuführungskanal io.
Wenn das geeignete Volumen und Temperatur für die eintretende Luft festgelegt sind,
so bleiben sie konstant für das ganze Trockenverfahren oder einen gewünschten Teil
davon. Da das Trocknungsbestreben dem Abfall der N.aßkugeltemperatur für eine gegebene
Feuchtigkeitsmenge des Trokkenguts proportional ist, kann eine rasche Trocknung
am Ende des Trockenvorgangs durch Einführen eines verhältnismäßig geringen Luftvolumens
mit hoher Temperatur erzielt werden, während ein größeres Luftvolumen mit geringerer
Temperatur eine weniger rasche Trocknung am Ende der Trocknungszeit ergibt.