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Die Erfindung betrifft eine Schwebebettvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus
US-A-3 360 867 bekannt geworden.
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Schwebebetttrockner haben eine verbreitete Anwendung zum Trocknen einer
Vielzahl partikelförmiger Feststoffe, insbesondere Materialien wie
Getreidekörner, eingeschlossen Reis und andere vegetabilische Produkte und
zum Beispiel bei der Dehydrierung von Kristallen in der chemischen Industrie
gibt es eine verbreitete Technik in der Lebensmittel- und chemischen
Industrie.
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Es gibt im wesentlichen zwei allgemeine Typen von Schwebebetttrocknern,
die üblicherweise verwendet werden. Eine erste Art bestehender Systeme
umfaßt ein sich kontinuierlich bewegendes Schwebebett. Bei solchen
Systemen wird eine relativ dünne Schicht schwebenden partikelförmigen
Materiales kontinuierlich durch einen tunnelartigen Trockner vom Einlaßende
bis zur Abgabestelle bewegt. In den Tunnel wird in Abständen entlang seiner
Länge fluidisierende Luft eingeführt, und das Material wird durch ein
Fördersystem wie ein Vibrationsdeck oder ein perforiertes Förderband entlang
dem Tunnel bewegt. Obgleich kontinuierliche Schwebebetttrockner unter
Anwendung eines sich bewegenden Bandes dazu in der Lage sind, ein
Schwebebett von bis zu 50 mm Tiefe zu fördern (und weniger bei einem
Vibrationseffektsystem), so kann die Tiefe des Materiales, das behandelt wird,
eine empfindliche Beschränkung darstellen. Außerdem werden derartige
Systeme dann unwirtschaftlich, wenn der gewünschte Trocknungsgrad gering
ist, da ein Erfordernis eines solchen Trocknungsgrades notwendigerweise
bedingt, daß ein Trocknungstunnel gebaut wird, der sehr groß ist.
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Chargenweise Schwebebetttrockner beseitigen einige der Nachteile
kontinuierlicher Betttrockner insofern, als die Bettiefe viel stärker sein kann,
üblicherweise bis zu 30 cm. Außerdem gibt es hierbei keine Beschränkung
bezüglich der Behandlungsdauer, so daß sehr langsam ablaufende
Trocknungsvorgänge bei einem Chargentrockner durchgeführt werden
können. Chargentrockner sind jedoch nicht ideal, da sie die folgenden
Nachteile aufweisen:
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Der Vorgang ist arbeitsintensiv wegen der Notwendigkeit, das zuzuführende
Material von Hand aufzugeben und das getrocknete Produkt abzunehmen,
jeweils in zeitlichen Intervallen. Dies ist von besonderer Bedeutung dort, wo
das behandelte Material gefährlich oder giftig ist.
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Es ist schwierig, die Folge von Behandlungsschritten an ein und demselben
Material unter verschiedenen Trocknungsbed ing ungen durchzuführen, da ein
solches Verfahren eine Feinfühlige Kontrolle der Prozessparameter erfordert,
was zu Fehlerrisiken führt.
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Ist das zu behandelnde Material klebrig oder neigt es dazu, sich zu
verschlingen und Klumpen zu bilden, so ist es schwierig, sicherzustellen, daß
das Schwebebett genügend offen bleibt für gleichförmigen Wärme- und
Massenübergang. Obgleich mechanische Rührvorrichtungen manchmal
angewandt werden, um das Problem zu lösen, stellen sie ein zusätzliches
Hindernis dann statt, wenn der Korb des zu behandelnden Materiales
eingeführt und entfernt wird.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, Lösungen für das obige Problem zu
ermitteln und verbesserte Verfahren und Einrichtungen für
Schwebebetttrocknung partikelförmigen Materiales anzugeben.
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GB-A-2070751 beschreibt eine Schwebebett-Konditioniervorrichtung zum
Trocken von Material wie Milchpulver. Die Vorrichtung umfaßt eine perforierte
Bettplatte, die zur Versteifung gewellt und auf einem Vibrator gelagert ist.
Durch die Öffnungen in der Bettplatte wird Gas nach oben geleitet und die
Öffnungen sind abgewinkelt, um eine horizontale Luftströmungskomponente
zu schaffen. Um das Material am Anfang im ersten Abschnitt der Vorrichtung
zu halten, ist ein Dämpfer vorgesehen, der sodann in seine offene Position
bewegt wird.
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Das obengenannte US-A-3360867 beschreibt eine Fluidisiervorrichtung vom
Chargentypus, wobei partikelförmiges Material durch Luftfluidisierung in
einander benachbarten Kammern getrocknet wird. Die Kammern sind durch
bewegliche Unterteiler voneinander getrennt, die geöffnet werden können,
damit Material in eine benachbarte Kammer überführt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schwebebett-
Konditioniervorrichtung geschaffen, die eine Mehrzahl von miteinander
verbundener Behandlungszonen umfaßt, deren jede eine mit Öffnungen
versehene Basis aufweist sowie Mittel zum Zuführen eines Fluidisierungsgases
durch die perforierte Basis zu jeder Zone, um das Material zu fluidisieren,
wobei die genannten Zonen durch bewegliche Unterteiler voneinander
getrennt sind die ihrerseits aufeinander folgend betätigbar sind in Verbindung
mit Überführmitteln zum Überführen des Inhaltes einer Behandlungszone zu
einer benachbarten, ferner Steuermittel zum Steuern der
Behandlungszeitdauer in jeder Zone, dadurch gekennzeichnet, daß die
Überführmittel Vibrationsmittel zum Vibrieren einer jeden perforierten Basis
aufweisen sowie zusätzliche Überführmittel in Verbindung mit den
Vibrationsmitteln, die ein bewegliches Band, Luftstrahlen oder Formteile der
beweglichen Unterteiler umfassen.
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Obgleich die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Durchführen einer großen
Vielzahl unterschiedlicher Behandlungsarten fluidisierter Materialien verwendet
werden kann, so besteht eine wichtige Anwendung der Vorrichtung im
Trocknen von Produkten, die schwierig zu trocknen sind. Deswegen soll in
erster Linie die Einfachheit der Erfindung unter Bezugnahme auf ihre
Anwendung beim Trocknen partikelförmigen Materiales beschrieben werden,
obwohl es sich versteht, daß die Erfindung nicht auf eine solche Anwendung
beschränkt ist. In dieser Beschreibung ist der Ausdruck "partikelförmiges
Material" so zu verstehen, daß er jegliches Material meint, das sich fluidisieren
läßt und Pulver, Körner, Kristalle oder gebrochenes, unterteiltes oder eine
besondere Gestalt aufweisendes Material umfaßt.
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Schwebebetttrockner gemäß der vorliegenden Erfindung, die hier der
Einfachheit halber "Chargenschwebetrockner" genannt werden, kombinieren
im wesentlichen die Vorteile von Chargentrocknern und von kontinuierlichen
Trocknern. Da das zu trocknende Material zeitweilig in einer Trocknungszone
für vorgegebene Zeitspannen eingeschlossen ist, kann eine größere
Materialtiefe vor der Überführung in eine benachbarte Zone durchgeführt
werden, in welcher der Trocknungsprozeß fortgeführt wird. Der
Trocknungsprozeß läuft sodann weiter durch Überführen des behandelten
Materiales zur nächsten Zone, bis das getrocknete Endprodukt am Ende der
Vorrichtung abgegeben wird. Je nach Anzahl der Zonen, die in der
Vorrichtung miteinander kombiniert werden (beispielsweise zwischen drei bis
zehn oder zwölf), kann zu trocknendes Material eingeführt und das
getrocknete Produkt aus dem Prozeß praktisch kontinuierlich erhalten werden.
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Wegen der Vielzahl getrennter Behandlungszonen läßt sich das Material unter
unterschiedlichen Bedingungen in den verschiedenen Zonen in der
Vorrichtung trocknen, so daß der gesamte Trocknungsprozeß einer
genaueren Kontrolle unterworfen werden kann. Dies ist ein häufiges
Erfordernis bei Produkten, die sehr genaue Trocknungsbedingungen
erfordern. Ein nicht ungewöhnliches Erfordernis besteht deshalb darin, daß
ein Produkt in einer ersten Stufe sehr schnell getrocknet werden soll, bis ein
bestimmter Feuchtigkeitsgehalt erreicht wird, worauf weniger scharfe
Trocknungsbedingungen in einer zweiten Stufe erforderlich sind, oder
umgekehrt. Durch Vorsehen von Steuervorrichtungen zum Ändern der
Luftdurchsätze, Behandlungszeitspannen, Temperaturen und
Bewegungsgrade in der verschiedenen Zonen lassen sich die Bedingungen
des Trocknens in jeder Stufe und im Gesamtprozeß genau überwachen.
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Die Trocknungszonen brauchen keineswegs physisch von benachbarten
Zonen getrennt sein; sie können Teil eines einzigen Trocknungstunnels oder
einer anderen langen Kammer sein, müssen dies jedoch nicht. So sind die
Trocknungszonen beispielsweise bei einer Ausführungsform dadurch gebildet,
daß ein langgestreckter Trocknungstunnel vorgesehen wird, der in einer Reihe
von aufeinander folgenden Zellen unterteilt ist durch Unterteiler wie
bewegliche Türen, die einzeln gesteuert werden können, so daß Material je
nach Bedarf aus einer Zone in eine andere bewegt werden kann. Diese Zellen
brauchen nicht Teil einer Gesamt-Trocknungskammer zu sein sondern
können gemäß einer weiteren Ausführungsform als getrennte Kammern
gebildet werden, die durch Kanäle zum Überführen von Produkt von einer
Zelle in die nächste miteinander verbunden sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Behandlungszonen als
langgestreckte Kammer konstruiert, umfassend eine perforierte Basis und
Seitenwände, die einen Kanal bilden und die nicht abgedeckt sein müssen.
Die Überführung von Material von einer Zone zur nächsten geschieht am
besten durch die kombinierte Wirkung des Vibrierens der perforierten Basis
sowie durch zusätzliche Überführmittel. Solche Überführmittel können die
bewegten Unterteiler umfassen, die die Behandlungszonen voneinander
trennen. Sie können beispielsweise als zwei oder mehrere Rührflügel gestaltet
sein, montiert auf einer Welle, die sich quer über den Kanal erstreckt. Durch
den Umlauf der Welle läßt sich Material von einer Zone in die benachbarte
verdrängen.
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Die Mittel zum Überführen des Materiales von einer Zone zur nächsten
können bewegliche Bänder umfassen, in Verbindung mit einem vibrierenden
Deck, oder alternativ können Luftstrahlen angewandt werden, um die
Überführung von Material von einer Zone zur anderen zu fördern. Derartige
Luftbewegungssysteme kännen die Anwendung abgewinkelter Öffnungen im
Deck des Schwebebettes beinhalten. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß
das Deck des Schwebebettes derart verformt wird, daß abgewinkelte
Öffnungen gebildet werden, durch welche Luft injiziert wird, um Luftströme
entlang dem Deck strömen zu lassen und dabei das Material dazu zu
bringen, von einer Zone zur anderen zu strömen. Ein im Handel erhältliches
Metallsieb, das unter der Marke "Conidur" durch die Heine Lehmann GmbH
vertrieben wird, ist mit abgewinkelten Löchern ausgestattet und kann bei der
Konstruktion des Decks des Schwebebettes verwendet werden. Üblicherweise
ist jedoch zu bevorzugen, positive Mittel zum Überführen von Material
zwischen den Zonen zu verwenden wie Schrauben, Schaufeln oder Bänder.
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Während der Betrieb des Trockners in bequemer Weise durch einen
programmierbaren logischen Regler geregelt werden kann, wird die
Temperatur der Eingangsluft, des Luftvolumens und die Verweildauer in jeder
Trocknungszone geregelt, so währe es theoretisch möglich, den Ablauf des
Verfahrens dadurch zu regeln, daß die Mittel zum Trennen der Zonen und das
Transfersystem von Hand betätigt werden, um Material je nach Bedarf von
einer Zone zur anderen zu fördern.
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In Fällen, in welchen das zu trocknende Produkt klebrig ist oder aufgrund
seiner Gestalt oder Natur der Partikeloberfläche zum Klumpen neigt, können
besondere Maßnahmen ergriffen werden, um das Problem zu lösen. Dies ist
ein spezifisches Problem beim Trocknen getrockneter Gemüse oder
zerkleinerten Fleisches oder der Brösel von Knochen, die der Rohstoff für die
fasrige Collagenproduktion sind bei dem Verfahren gemäß PCT/GB90/00344
(WO 90/10393).
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die
Schwebebettvorrichtung weiterhin eine oder mehrere Abgabeleitungen zum
Abgeben von Gas in die fluidisierte Masse des genannten Materiales bei
höherer Geschwindigkeit als das fluidisierende Gas.
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Die Schwebebettvorrichtung kann solche Öffnungen für Gas höherer
Geschwindigkeit (im folgenden "Strahlrohre" genannt) in der perforierten Basis
einer oder sämtlicher oben beschriebenen Zonen umfassen. Im allgemeinen
kann es ausreichen, solche in der ersten oder in den beiden ersten Zonen
vorzusehen, da das Material dazu neigt, weniger leicht zusammenzukleben
oder zu agglomerieren, wenn es erste einmal teilweise getrocknet wurde.
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Die Abgaberöhren brauchen nicht unmittelbar in das Schwebebett des
Materials einzutauchen, sind jedoch vorzugsweise derart angeordnet, daß sie
gerade unterhalb der perforierten Tragfläche münden. Während es keinen
besonders kritischen Durchmesser der Abgaberöhren gibt, da dieser teilweise
von der Anzahl und dem Abstand der Röhren abhängt, sollte eine
Abgaberöhre am besten einen Durchmesser am Abgabeende im Bereich von
10 bis 100 mm haben, vorzugsweise 20 bis 60 mm, beispielsweise 50 mm.
Die Abgaberöhren können an dieselbe Luftquelle der Luft oder eines anderen
Gases als die fluidisierende Luft angeschlossen sein; aufgrund ihres kleineren
Durchmessers führt dies jedoch zu einer Abgabegeschwindigkeit, die größer
als jene der Masse der fluidisierenden Luft ist.
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Während die Überführung von Material von einer Zone zur nächsten können
die Strahlrohre abgesperrt sein, so daß das Material einer geringeren
Bewegung ausgesetzt, aber immer noch fluidisiert ist.
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Im folgenden sollen verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden:
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Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform gemäß der
Erfindung, teilweise weggebrochen, um das Innere zu zeigen.
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Figur 2 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung ähnlich jener gemäß
Figur 1, jedoch das Betriebsverfahren veranschaulichend.
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Figur 3 ist eine schematische Ansicht eines Vertikalschnittes durch eine Zone
der Schwebebettvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Es soll auf die Zeichnungen und insbesondere auf Figur 1 Bezug genommen
werden. Die Vorrichtung umfaßt einen langgestreckten Kanal 1, gebildet aus
Seitenplatten 2 sowie ein mit Schlitzen oder Öffnungen versehenes Deck 3.
Die Seitenplatten 2 erstrecken sich nach unten um mit Endplatten 4 und
Querpiatten 5 einer Reihe von unabhängigen Plenumkammern A', B', C' usw.
zu bilden. Jede Plenumkammer entspricht einer Behandlungszone A, B, C
usw. gebildet aus den Seitenplatten sowie beweglichen Türen 6. Den
Plenumkammern wird mittels einer Zufuhrleitung 7 fluidisierende Luft oder ein
anderes Gas zugeführt und an jede Plenumkammer über
Verzweigungsleitung 8 zugeteilt.
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Die gesamte Vorrichtung ruht auf Hebelarmen 9, die an einem Ende an eine
feste Basis 10 und am anderen Ende an die Unterseite der Kammer 1 mittels
Konsolen 11 angeschlossen sind. Wenigstens ein Hebelarm 9 ist über eine
Kurbelwelle 12 verbunden, die mittels eines Elektromotors 13 über eine
exzentrische Kupplung 14 angetrieben ist. Durch hier nicht gezeigte Federn
werden die Hebelarme 9 in ihre Ruheposition beaufschlagt, so daß das
Umlaufen des Motors 13 die Kammer 1 einer Vibrationsbewegung mit
longitudinalen und vertikalen Komponenten unterwirft. Weitere Einzelheiten
des Aufbaus der Vibrationsiagerung für Tunneltrockner finden sich in der
NL-Patentanmeldung 186110 und GB-PS 907 121.
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Ein Förderer 15 führt zu trocknendes oder anderweitig zu behandelndes
Material 16 der Kammer 1 zu. Der Förderer 15 wirft Material in einen
Trichter 17, dessen Abgabe in die erste Behandlungszone A durch eine erste
bewegliche Tür 6 gesteuert wird. Sobald das Material 16 in die erste Zone
eintritt, wird es fluidisierd mittels Luft, die von unten durch Öffnungen 18 in
der perforierten Basis hindurchtritt. Die Öffnungen können von jeglicher
gewünschter Gestalt sein. Jedoch ist ein Minimum von Landbereichen
wünschenswert, und es sind geschlitzte Öffnungen zu bevorzugen, die sich in
Längsrichtung der Kammer 1 erstrecken. Beim Fluidisieren der Zonen A, B, C
usw. kann Luft oder Gas in die fluidisierte Masse durch Düsen 19 injiziert
werden, die in den Seitenwänden der Kammer angeordnet sind. Außerdem
oder alternativ kann die fluidisierte Masse durch Luftstrahlen oder
Luftdüsen 20, die oberhalb der fluidisierten Masse angeordnet sind,
umgerührt werden. Diesen Düsen wird Luft durch Verteilereitungen 21 und 22
zugeführt, die flexible Anschlüsse zu den Haupt-Luftzufuhrleitungen haben.
Zum Regeln der Luftdurchsätze durch die Düsen 19 beziehungsweise 20 sind
Ventile 23 und 24 vorgesehen.
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Nach der Behandlung während der gewünschten Zeitspanne in einer ersten
Zone A wird das behandelte Material zur benachbarten Zone überführt. Dies
wird erreicht durch die Kombination des Betreibens der Vibrationslagerung
der Kammer 1, die derart angeordnet ist, daß sie Material in Richtung von
Zone A zu Zone B usw. drückt sowie durch Betätigen der zweiten Tür 6, um
Material aus Zone A in Zone B zu schaben. Zu diesem Zweck ist jede Tür 6
auf einer Querwelle 25 schwenkbar gelagert. Jede Welle 5 ist mittels eines
Hebels an eine Kolben-Zylinder-Einheit 7 angeschlossen, die derart betrieben
werden kann, daß die Tür um die Welle hin- und herschwingt, um Material im
Bereich der Tür zur Zone B zu verdrängen. Die Schüttelwirkung der
Vibrationsagerung bewegt das Material in Zone A in den Bereich der Tür 6,
um die in Zone B bewegte Menge zu ersetzten. Das Hin- und Hergehen der
Tür 6 in Verbindung mit der Vibration des Decks 3 veranlaßt somit das
Material, kontinuierlich zur Zone B bewegt zu werden. Es versteht sich, daß
statt einer Kolben-Zylinder-Einheit jede andere Art von Antrieb verwendet
werden kann, um die Transfervorrichtung zu betreiben.
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Durch ähnliche Vorgänge der beweglichen Türen zwischen aufeinander
folgenden Behandlungszonen kann Material vom Einlaßende des Trockners
zum Auslaßende und auf den Auslaßförderer 26 gefördert werden.
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Wenn in Figur 1 auch nicht im einzelnen dargestellt, so ist die Luftzufuhr zu
jeder Plenumkammer getrennt regelbar bezüglich des Luft-Gas-Volumens pro
Zeiteinheit und bezüglich der Temperatur. Auf diese Weise lassen sich das
Trocknen oder andere Behandlungsbedingungen verändern und regeln. Auch
läßt sich die Verweildauer in jeder Zone durch die zeitliche Abfolge der
Betätigung der beweglichen Türen 6 steuern.
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Figur 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die nach denselben Prinzipien wie
jene gemäß Figur 1 arbeitet, jedoch ersichtlich andere Merkmale aufweist. Aus
Figur 2 erkennt man, daß die Schwebebettvorrichtung eine kanalförmige oder
tunnelförmige Kammer 120 mit einem Deck 121 aufweist, das mit Öffnungen
versehen ist, zum Beispiel mit Perforationen oder Schlitzen. Die Kammer 120
ist seitlich in Längsabschnitten durch bewegliche Türen 122, 123, 124, 125
und 126 unterteilt, die die Kammer in sechs Behandlungszonen A, B, C, D, E
und F unterteilen. Jede Behandlungszone ist derart angeordnet, daß sie
fluidisierende Luft oder ein anderes Gas von einer entsprechenden
Plenumkammer A', B', C', D', E', und F' erhält, angeordnet unter der
entsprechenden Zone. Luft oder ein anderes Gas kann den Plenumkammern
über Einlässe 130A, 130B, 130C, 130D, 130E und 130F zugeführt werden.
Diese Einlässe sind vorzugsweise individuell regelbar, so daß der Druck, der
Durchsatz, die Temperatur und die Feuchtigkeit der Luft oder des Gases, das
einer jeden Plenumkammer zugeführt wird, individuell überwacht und
verändert werden können. Deck 120 oder die gesamte Vorrichtung ist an eine
Vibrations-Schüttelvorrichtung angeschlossen zum Beispiel von jener Art wie
in der NL-Patentanmeldung 186110 oder GB-PS 907 120 beschrieben.
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Zu behandelndes Material wird Kammer 120 über die Einlaßöffnung 131
zugeführt und in Zone A fluidisiert. Ein zusätzliches Umrühren des Materiales
kann durch Luftdüsen bewirkt werden, die in den Seitenwänden der
tunnelförmigen Kammer angeordnet sind, so wie unter Bezugnahme auf
Figur 1 beschrieben. Das fluidisierte Material bildet in jeder
Behandlungszone A, B, C usw. ein Schwebebett, das hauptsächlich von der
Dichte des Materiales und der Geschwindigkeit des Gases abhängt, das
durch das perforierte Deck hindurchtritt. Das Schwebebett sollte sich nicht
über die Höhe der Türen hinauserstrecken; es bildet üblicherweise ein Bett
von etwa 20 bis 30 cm Tiefe. Wie dargestellt, ist oberhalb der beweglichen
Türen innerhalb der Kammer 120 ein Freiraum vorgesehen. Erreicht das
Material in Zone A einen gewünschten Zustand, ermittelt durch nicht
dargestellte Detektoren, oder berechnet aus der vorgegebenen
Behandlungszeitdauer, so wird Tür 122 betätigt und Material zur
benachbarten Zone B überführt. Im Anschluß an diesen Transfer wird die
Zone A mit frischem Material aufgefüllt. Die Behandlung wird sodann an den
teilweise behandelten Material in Zone B unter denselben oder verschiedenen
Bedingungen wie in Zone A fortgeführt. Dieses Verfahren wird
aufeinanderfolgend in analoger Weise in den Zonen C, D, E und F fortgeführt,
bis das Material durch den Auslaßtrichter 132 abgegeben wird. Luft oder ein
anderes Gas wird aus der Kammer 120 durch eine oder mehrere
Auslässe 133 abgeben.
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Wenn auch die Türen, die jede Zone voneinander trennen, in der Praxis
normalerweise von derselben Art oder Betätigungsweise sind, so
veranschaulicht Figur 2 verschiedene Anordnungen. Die Türen 122 und 123
sind schwenkbare Platten, die oben aufgehängt sind, während die Tür 124
derart angeordnet ist, daß sie in Führungen auf und abgleitet. Die Türen 125
und 126 umfassen zwei oder mehrere Schaufeln, die eben oder anders
geformt sein können. Das Betätigen der Türen kann durch eine Reihe
möglicher Wege durchgeführt werden. Am besten werden Elektromotoren
oder Luftmotoren oder luftbetätigte Zylinder verwendet. Bei
Hochleistungseinrichtungen kann es jedoch besser sein,
Hydraulikzylindereinheiten zu verwenden, um die Türen zu betägtigen. Die
Mehrzahl oder alle Unterteilungen sind am besten so aufgebaut, wie bei 125
oder 126 angedeutet.
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Figur 3 zeigt das derzeit bevorzugte Verfahren des Heranführens von
fluidisierender Luft zu jeder Behandlungszone. In Figur 3 ist jede
Behandlungszone durch vertikale Wände 201 und eine perforierte Trag- oder
Förderfläche 202 gebildet, auf welcher das zu konditionierende Material
behandelt wird. Die Förderfläche 202 ist Teil eines Vibrationsdecksystems,
und der gesamte Aufbau der Vorrichtung ist in den Figuren 1 und 2 gezeigt.
Eine schwenkbare Tür 203 dient zum Abteilen der Behandlungszone gegen
eine benachbarte Zone und ist an einer Welle 204 gelagert. Die Anordnung ist
derart getroffen, daß nach Erreichen eines gewünschten Trocknungsgrades
oder nach dem eine andere Konditionierung in der Zone an dem Material
vorgenommen wird, die Tür 203 in eine horizontale Position verschwenkt
werden kann, damit das Material zur nächsten Zone wandern kann. Oberhalb
der Behandlungszone 205 weist die Vorrichtung eine Freigabezone 206 auf.
Das Luftzufuhrsystem zum Zuführen von fluidisierender Luft zur
Behandlungszone umfaßt eine Plenumkammer 207, angeordnet unter der
Tragfläche 202, die durch Kanäle 208 mit Luft von einer Luftquelle gespeist
wird.
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Eine oder mehrere Abgabeleitungen 209 erstrecken sich durch die
Plenumkammer 207 hindurch und enden gerade unterhalb der
Förderfläche 202. Den Abgabeleitungen 209 wird Luft entlang dem Kanal 210
zugeführt, gegebenenfalls angeschlossen an eine gemeinsame
Luftversorgung zur Plenumkammer 207. In der Plenumkammer 207 sind
Luftverteilerplatten 212 zum vergleichmäßigen der Druckströmung durch die
Plenumkammer vorgesehen. In ähnlicher Weise kännen perforierte
Luftverteilerplatten 213 quer über das Abgabeende der Strahlrohre 209
angeordnet sein.
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Wie in Figur 3 gezeigt, umfassen die Kanäle 210 perforierte Dämpfer 211, die
den Durchsatz durch die Abgabeleitungen justieren. Diese Dämpfer sind
während des Befüllens der Behandlungszonen mit zu behandelndem Material
geschlossen, so daß Luft, die durch die Förderfläche hindurchströmt, im
wesentlichen gleichförmig ist. Dies verhindert, daß Überschußmaterial in der
Luft in den Deckel eingezogen wird.
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Sobald sich die gewünschte Bettiefe in der Behandlungszone aufgebaut hat,
wird der Dämpfer geöffnet, damit die Geschwindigkeit in den Strahlrohren auf
das gewünschte Maß erhöht werden kann, um die fluidisierte Masse
umzurühren. Die Geschwindigkeit der Luft in den Rohren 209 hängt von der
Art des zu bearbeitenden Materiales und der Tiefe des Bettes ab.
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Nach der Behandlung des bearbeiteten Materiales in einer ersten Zone kann
es von der ersten Zone zur nachfolgenden Zone durch Verschwenken der
Tür 203 überführt werden. Dies läßt sich erreichen durch einen Servomotor,
der eine Welle 204 antreibt. Gleichzeitig werden der perforierte Dämpfer und
die Zufuhrleitungen 210 solange geschlossen, bis sich das fluidisierte Bett
regeneriert hat, worauf der Dämpfer wieder geöffnet werden kann.
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Die Förderfläche 202 hat ein Minimum an Landfläche und ist mit
abgewinkelten Löchern oder Schlitzen versehen, um den Transfer zur
benachbarten Zone zu erleichtern.
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Die Technik des Kombinierens der Strahlwirkung mit dem Fluidisierungseffekt
ist allgemein anwendbar bei der Behandlung von großteiligen Produkten, die
einen genügend hohen Feuchtigkeitsgehalt haben und/oder während früher
Behandlungsstufen klebrig werden. Sie ist auch anwendbar auf großteilige
Produkte, die eine unregelmäßige Gestalt haben und zum Verspinnen neigen
und damit die Schwebebettwirkung beeinträchtigen.
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Spezielle Anwendungen betreffen Fleischbröckchen, unregelmäßig gestaltete
Gemüseteile wie Zuckerrübenraspel, Körner aus der Distillene, unregelmäßig
geformte Nudeln, insbesondere solche mit einem hohen Längs-Quer-Verhältis
bezüglich des Querschnittes oder der linearen Abmessung.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere anwendbar zum
Trocknen und Behandeln von Collagen, zum Beispiel zu dem Zweck wie
beschrieben in PCT/GB90/00344. Collagen ist ein Material das schwierig zu
behandeln ist; es klebt leicht zusammen und wird zu Gelatine abgebaut, wenn
man versucht, es zu behandeln.
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Eine große Vielzahl von Materialien kann jedoch unter Verwendung der
Vorrichtung gemäß der Erfindung getrocknet oder konditioniert werden.
Beispiele sind Tiernahrung, vegetabilische Teile, Apfelmasse, Milchprodukte,
Getreide, Sojaprodukte, Zucker, Molke, Holzschnitzel, Salzkristalle und
Antibiotika. Wenn auch die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf
Trocknung beschrieben wurde, so läßt sich die Vorrichtung auch für andere
Arten des Konditionierens anpassen. Derartige Konditionierungsbehandlungen
beinhalten das Beschichten, Frieren, Agglumerieren, Toasten, Rösten, Kühlen,
Heizen sowie das Durchführen chemischer Reaktionen. Es kann
beispielsweise wünschenswert sein, partikelförmiges Material zu beschichten;
dies läßt sich erzielen durch Anwendung von Sprühvorrichtungen in einigen
oder sämtlichen Zonen der beschriebenen Vorrichtung. Bei der in Figur 1
beschriebenen Vorrichtung können beispielsweise Sprühköpfe über einer oder
mehreren Behandlungszonen angeordnet werden, zum Beispiel in der
Position der Düsen 20, zum Aufbringen eines Überzugs auf das Material,
während dieses fluidisiert ist und gleichzeitig getrocknet wird. Wenn auch Luft
das übliche Fluidisierungsgas ist, so können andere Gase für sich alleine oder
in Verbindung mit Luft in einer oder mehreren Behandlungszonen verwendet
werden.