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Verfahren und Vorrichtung zur künstlichen Tröcknung von Futterpflanzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung, um Futterpflanzen und
andere Produkte künstlich rasch, intensiv und bei möglichst geringem Wärmeaufwand
zu trocknen.
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Da die natürliche Trocknung der Futterpflanzen auf dem Felde mit erheblichen
Nährwertverlusten verbunden ist, versuchte man schon verschiedentlich, Futterpflanzen,
insbesondere Gras, mittels Heißluft zu trocknen; doch erwiesen sich alle bisherigen
Verfahren als unwirtschaftlich. Das Zell- und Kapillarwasser des Grases wird nur
schwer abgegeben, so daß bei den bekannten Trockenverfahren, auch bei lockerer Schüttung,
nur eine langsame Trocknung möglich war und die Heißluft schlecht ausgenützt werden
konnte bzw. man gezwungen war, die Futterpflanzen zu Kurzfutter zu schneiden. Im
einzelnen ist es bereits bekannt, eine schraubenförmige Vorwärtsbewegung der Luftströmung
bei offenen, stationären Trockenkanälen mit in der OOuerebene kreisenden Umlaufströmen
zu erzeugen und die Trocknungsluft aufzuheizen. Es ist auch bekannt, bei in festen
Trockenkammern aufgestapeltem Trockengut vorgewärmte Luft in einer Trockenkammer
unmittelbar auf das Trockengut wirken zu lassen und in einer weiteren Kammer mittelbar
durch Aufheizen von Heizflächen. Ferner ist bekannt, Heizgase zur Trocknung zu verwenden
und durch Beimischung von Luft die Temperatur - zu regeln. IVIitnehmervorrichtungen
in vollwandigen Trockentrommeln zum Auflockern des Trockengutes sind ebenfalls an
sich bekannt.
Das Verfahren nach der Erfindung trocknet ebenfalls
mittels quer zur Förderrichtung des Trockengutes mehrfach umgewälzter Luft und zeichnet
sich dadurch aus, daß diel dauernd gewendeten, aufgelockerten und it axialer Richtung
weiterbeförderten Futter-; pflanzen in einem als Zonentrockner und mit luftdurchlässiger
Wandung ausgebildeten Trommeltrockner durch dieTrommelwandung hindurch den durch
die Ventilatoren der einzelnen Zonen erzeugten und vielfach umgewälzten starken
Querströmen der Trocknungsluft bzw. -gase ausgesetzt werden, daß die zweckmäßig
entgegengesetzt der Trockengutförderrichtung fortschreitende Trocknungsluft unmittelbar
durch Heizgase und bzw. oder mittelbar durch Heizflächen aufgeheizt und schließlich
in einer Vorwelkzone hauptsächlich durch Wärmeabgabe an das Naßgut auf Feuchtigkeitssättigung
gebracht wird.
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Das Einwirken der Trocknungsluft auf die ständig in aufgelockertem
Zustand sich befindenden Futterpflanzen ermöglicht ein rascheres und gleichmäßigeres
Trocknen als bei bekannten Trockenanlagen, bei welchen die - Futterpflanzen sich
als Schicht auf Transportbändern befinden. Um den das Auflockern des Trockengutes
am wirksamsten erzielenden Trommeltrockner auch als Zonentrockner verwenden zu können,
durch dessen einzelne Zonen die Trockenluft nach Rufheizung vielfach umgewälzt wird,
findet das Trocknen in einem Trommeltrockner mit luftdurchlässiger Wandung statt.
Die Einwirkung der aus den Trockenzonen kommenden Trockenluft auf das Naßgut in
einer Vorwelkzone ermöglicht wiederum, den Wärmeinhalt der Trockenluft voll auszunützen.
Durch das Verfahren nach der Erfindung läßt sich somit z.B. Gras ohne Nährwerteinbuße
gleichmäßiger in kürzerer Zeit und bei geringerem Wärmeaufwand trocknen als es bei
den bekannten Verfahren möglich ist, da das vorliegende Verfahren die bei bekannten
Verfahren einzeln vorhandenen Vorteile zusammen aufweist.
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Ausführungsbeispiele von Einrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in der Zeichnung dargestellt, in welcher Fig. i schematisch und
im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 2 ist ein Querschnitt
zu Fig. i; Fig. 3 und q. zeigen im Längsschnitt bzw. Ouerschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 zeigt im Ouerschni Lt und in größerem Maßstab eine Teilvariante zu Iiig.
¢, und Fig. 6 und 7 zeigen schematisch zwei weitere Ausführungsbeispiele.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2 ist 13 die mit einer
durchlässigen Wandung versehene Trockentrommel, welche Hitnehiner 14 aufweist, durch
«-elche das die Trommel durchlaufende Trockengut dauernd :`#,e%e(#ndet und aufgelockert
wird. Im inneren "'lrro@lienmantel i sind drei Zonen a1, a. und a3 trfiit '.@in
einer mittleren Trennwand 5 eingehaüi:en Ventilatoren 6 zur Umwälzung der Trockenluft.
In den. Zonen a, und a. wird Heißluft umgewälzt und in der Zone a, einströmende
Frischluft zwecks Abkühlung des Trockengutes. In der einen Hälfte der beiden Zonen
dl und a2 ist eine Heizkammer 15 eingebaut, in welche die durch Leitung 7
von einem Ofen kommenden 'Heizgase seitlich einströmen, um durch untere Öffnungen
in die Zonen a1 und a2 einzutreten und durch die Ventilatoren 6 durch die Trockentrommel
13 hindurch umgewälzt zu werden. Die Zahl der Zonen hängt ab von den Mengen des
durch die Ventilatoren 6 umgewälzten Heizgasluftgemenges, der vom Ventilator V1
geförderten Abluft und der vom Ventilator V2 geförderten Frischluft. Das hintere
Ende der Trockenkammer, an welchem der Fülltrichter angebaut ist, ist abgeschlossen,
durch das offene vordere Ende kann Frischluft eintreten, um unter der Saugwirkung
des Ventilators V2 den seitlichen Wänden ß im Mantelraum entlang in den Verwärmer
i i zu strömen. Vom Ventilator T% 1 wird die Abluft aus dem Sammelraum 1a durch
die Rohre io hindurch abgesaugt und bewirkt hierbei die Vorwärmung der vom Ventilator
T'2 durchgesaugten Frischluft, ehe dieselbe zuni Ofen gefördert wird. Im Umwälzweg
des Heizgasstronies kann zur Sicherung gegen übermäßige Temperaturerhöhung ein Thermostat
angeschlossen sein.
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Die Heizkammer 15 ist aus folgendem Grund vorgesehen: Die in den Trockenraum
einströmenden Heizgase würden bei hohem Feuchtigkeitsgehalt des Pflanzengutes, z.
B. Gras mit über 75 °/o Feuchtigkeit, sich rasch unter ioo' abkühlen, wobei- sich
sogar die verdunstete Feuchtigkeit wieder kondensieren würde. Die Heizkammer 15
kann nun verhältnismäßig hoch beheizt -werden und gibt den notwendigen Wärmezuschuß
für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur im Trockenraum, also für
die Rufheizung der umgewälzten Trockenluft ab.
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Die vom Ventilator V1 aus dem Trockenraum abgesaugten Abgase werden
im Raum ii durch 'die vom Ventilator V2 angesaugte Frischluft bis unter ioo° abgekühlt,
so daß durch die Kondensationswärme eine weitere Wärmerückgewinnung ermöglicht wird.
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Bei größeren Einrichtungen kann die Wärmerückgewinnung und der Trockenvorgang
durch die Anordnung nach Fig. 5 verbessert werden, indem im Vorwäriner ini
Innenraum-2i
eines4-'von-der Abluft durchströmten Behälters, der durch einen äußeren Mantel 20
und einen inneren Mantel 19 gebildet wird, eine Trockentrommel 18 in ähnlicher Bauart
wie die Trockentrommel 13 gelagert ist. In dieser Trommel wird das Pflanzengut vorgetrocknet
oder angewelkt und dann der Haupttrommel zur völligen Trocknung aufgegeben. Gleichzeitig
wird die durch den Mantelrauen i i strömende Frischluft vorgewärmt. An Stelle der
Trominelkönnte auch irgendeine Transportvorrichtung seitlich über oder neben der
Trockenvorrichtung eingebaut werden, die entweder in einem Mantel läuft und von
der Abluft beheizt wird oder durch @ welche die Abluft direkt hindurchströmt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und q. sind unter der Trockentrommel
13 im. Innenmantel i eine längere Zone a1 und eine kürzere Zone a2 angeordnet, welche
durch eine Längstrennwand 5 mit eingebauten Ventilatoren 6 in j e zwei Hälften zerlegt
sind; das Zuführungsrohr 7 für die Heizgase mündet seitlich in die eine Kammerhälfte
a, ein. Das hintere Ende der Trockenkammer i/2, an welchem der Einfülltrichter angebaut
ist, ist geschlossen; während am offenen vorderen Ende Frischluft einströmen kann,
welche unter den seitlichen Wänden 8 im Mantelraum nach hinten und nach oben in
den Vorwärmer io/i1/12 strömt, während einkleiner Teil der Frischluft durch seitliche
Öffnungen i" in den Innenraum der Trockenkamriier einströmen und sich dort mit den
Heizgasen mischen kann, um mit diesen durch den Sammelkanal 12Q des Vorwärmers,
die Rohre io und den Sammelkanal 12 vom Ventilator V1 abgesaugt zu werden. `Der
Ventilator V2 drückt die durch den Vorwärmer angesaugte und vorgewärmte Frischluft
zum Ofen. Die mit Verteilungszinken lq. versehene Trockentrommel ist frei drehbar
auf Rollen 16 gelagert und wird mittels eines Schneckengetriebes 17 angetrieben.
22 ist ein Kondenswasserabfluß.
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Die Heizkammer 15 im Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2 könnte
auch in mehrere Abteile unterteilt und mit einem zusätzlichen Wärmeerzeuger, z.
B. elektrischen Heizwiderständen, versehen sein.
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Ein Teil der den Trocknungsraum verlassenden Abluft kann auch wieder
in dem Trockenprozeß mit Frischluft vermengt zurückgeführt werden zuin Zweck, auch
bei höheren Temperaturen einen höheren Feuchtigkeitsgehalt des Trocknungsluftstromes
und eine Erhöhung der Wärmekapazität desselben zu erzielen.
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Zweckmäßigerweise wird hierbei in einer ersten Trocknungsvorrichtung
mit einem hohen Feuchtigkeitsgrad und -bei höheren Temperaturen gearbeitet, so daß
das austretende Gas-Dampf-Gemisch in einer zweiten Tröcknungs- oder Wärmerückgewinnungsappäratur
weiter verwendet werden kann und eine Teilkondensation der Dämpfe erreicht wird.
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Dieses Verfahren kann in verschiedenster Weise ausgeführt werden.
Zwei Ausführungsbeispiele seien an Hand der' schematischen Darstellungen in Fig.
6 und 7 beschrieben.
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Bei dem Beispiel nach Fig.6 wird die Frischluft bei L mittels des
Ventilators V durch einen Vorwärmer 0 hindurch angesaugt und in die Trockenvorrichtung
T, hineingedrückt, wobei sie mittels des Ventilators VC vor größerer Leistung als
der Ventilator V in mehrfachem Kreislauf umgewälzt wird, wozu in der Trockenvorrichtung
entsprechende Führungen für den Luftumlauf zur Unterteilung in Zonen vorgesehen
sind. Bei diesem Umlauf wird die Luft im Heizkörper H aufgeheizt. Die vom
Ventilator VQ aus der Trockenvorrichtung T1 abgesaugte Abluft A wird mittels einer
Regulierklappe R in zwei Ströme B und C unterteilt. Der eine Teilstrom C wird in
einem Umkreislauf dem Vorwärmer 0 und durch diesen der Trocknungsvorrichtung wieder
zugeführt, und zwar kann die Menge dieses Teilstromes mittels der Regulierklappe
R, so bemessen werden, daß das durch den Ventilator VQ abziehende Gemisch bei beliebiger
Temperatur einen hohen Feuchtigkeitsgrad hat. Der zweite Teilstrom B- wird durch
die Regulierklappe R zur weiteren Ausnutzung in eine zweite Trockenvorrichtung T2
geleitet, in welcher er durch Abkühlung und teilweise Kondensation seines Feuchtigkeitsgehaltes
einen großen Teil seines Wärmeinhaltes nutzbar abgeben kann, um bei S gesättigt
und mit niedriger Temperatur abzuströmen. Die Temperatur in der Trockenvorrichtung
T1 kann durch die Wärmezugabe in 0 und H beliebig hoch gehalten werden und ebenso
kann die Feuchtigkeit durch die Unterteilung des abziehenden Luft-und Dampfgemisches
in die beiden Ströme C und B mittels der Regulierklappe R in beliebiger Höhe
gehalten werden, wobei die Reguliervorrichtung R auch in beliebiger Funktion und
Abhängigkeit selbsttätig arbeiten kann. Am günstigsten dürfte es sein, mit Temperaturen
knapp über der Verdampfungstemperatur der ausgetriebenen Feuchtigkeit zu arbeiten.
Die Ventilatoren werden arm besten so bemessen, daß der Ventilator G', ein Mehrfaches
der von den Ventilatoren V und VQ geförderten Menge umzuwälzen vermag.
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Die Trockenvorrichtungen T1 und T, können entweder das gleiche Trockengut
enthalten in der Weise, daß die Vorrichtung 7'2 der Vorrichtung T1 vor- oder nachgeschaltet
ist,
oder es können auch beide Vorrichtungen gänzlich unabhängig
voneinander sein, indem z. B. T2 eine unabhängige Wärmerückgewinnungsvorrichtung
darstellt, oder schließlich auch teilweise zur Vorwärmung der Frischluft benutzt
wird.
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Der rückgeführte Teil C der Abluft A kann anstatt vor der Vorwärmung
auch nach der Vorwärmung der Frischluft L dieser wiederbeigemengt werden, wofür
eine Regulierklappe R1 vorgesehen ist, welche entweder durch einen automatischen
Regler unabhängig für sich oder in Verbindung mit dem Regulierorgan R betätigt werden
kann.
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Das beschriebene Verfahren gestattet nebst einer raschen Trocknung
eine weitgehende Wärmerückgewinnung in verhältnismäßig einfachen Apparaten.
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Beim Beispiel nach Fig. 7 sind zwei Trokkenvorrichtungen in Form von
Trockentrommeln T1 und T2 vorgesehen, welche beide auf einer gemeinsamen Welle W,
die sich in ortsfesten Lagern dreht, befestigt sind. Diese Anordnung ist z. B. besonders
geeignet zum Heutrocknen, wobei in der Trockentrommel T1 das Intensivtrocknen mit
hoher Feuchtigkeit und bei höherer Temperatur und in der Trokkentrommel T2 die Abwärmeausnutzung
und Teilkondensation der Feuchtigkeit erfolgt. Die Ventilatoren V für die Frischluft,
Va für die Abluft und T', für die Luftumwälzung können auf einer gemeinsamen Antriebswelle
montiert sein. Die bei L angesaugte Frischluft strömt nach Vorwärmung durch die
Abluft in den Vorwärmer O und wird aus diesem durch den Ventilator T%,, in die Trokkentrommel
T1 gedrückt. Ein Teil dieses Luftstromes wird in mehrfachem Kreislauf umgewälzt
und dabei im Heizkörper H aufgeheizt. Der Abluftstrom A aus der Trockentrommel T1
wird mittels des Ventilators V'" abgesaugt und durch ein- Regulierorgan R in zwei
Teilströme B und C unterteilt. Der Teilstrom C wird in die Trockentrommel T1 durch
den Ventilator V, zurückbefördert, um mit dem Frischluftstrom vermengt zu werden,
und der Teilstrom B wird über einen Vorwärmer Hl zur Vorwärmung der Frischluft L
in die Trockentrommel T2 geleitet, strömt aus dieser ab und durch einen zweiten
Vorwärmer H2 für die Frischluft L bei S ins Freie.