DE8234134U1

DE8234134U1 - Vorrichtung zum trocknen und kuehlen von feinkristallinem zucker, insbesondere fructose

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Publication number: DE8234134U1
Application number: DE19828234134U
Authority: DE
Original assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Current assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Priority date: 1982-12-04
Filing date: 1982-12-04
Publication date: 1983-05-26
Also published as: EP0114939A2; EP0114939A3; DE3365889D1; EP0114939B1

Description

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DR.-ING. R. DURING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG Am Alten Bahnhof 5, 3300 Braunschweig

"Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von feinkristallinem Zucker,'

insbesondere Fructose"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von feinkristallinem Zucker, insbesondere Fructose, im Gegenstromverfahren mit einer rotierenden zylindrischen Trommel, bei welcher die Trommelwandung innenseitig mit Hubschaufeln ausgerüstet ist, sowie mit einem abschnittsweise in die Trommel hineinrangenden konzentrischen und mitdrehbaren Warmluftrohr, welches am trommelaußenseitigen Ende mit einem Warmluftgebläse verbindbar und am trommelinnenseitigenden Ende offen ausgebildet ist.

Bei den bekannten Vorrichtungen besteht die Trommel auw zwei TroiRiiielabschnitten unterschiedlicher Durchmesser. In den Trommelabschnitt mit dem größeren Durchmesser ragt das zentrale Warmluftrohr mit einer diesem Trommeläbschnitt entsprechenden Länge hinein. Am öffnungsseitigen Ende des Warmluftrohres schließt sich der Trommelabschnitt mit kleinerem Durchmesser an, welcher jedoch größer als der Durchmesser des Warmluftrohres ist. Neben dem Warmluftgebläse am trommelaußenseitigen L J

i Ende des Warmluftrohres ist auf derselben Seite der Trommel i ein Kaltluftgebläse vorgesehen, welches außerhalb des Warmi luftrohres der Trommel Kühlluft zuführt. Die Warmluft durch-

j strömt vom Austritt des Warmluftrohres den Trommelabschnitt mit dem kleineren Durchmesser bis zum Ende der Trommel, an

I welchem die Feuchtzuckeraufgäbe vorgesehen ist. Da die Kühl-

I luft nur den Trommelabschnitt mit größerem Durchmesser durch-

j strömt und am Übergang zum Trommelabschnitt mit kleinerem

{ Durchmesser nach außen abgeführt wird, ist die gesamte Trommel

in eine Trockenzone und eine Kühlzone unterteilt, wobei die i Länge der Trockenzone im wesentlichen durch die Länge des ι Trommelabschnittes mit kleinerem Durchmesser und die Länge der i Kühlzone im wesentlichen durch die Länge des Trommelabschnit-

I tes mit größerem Durchmesser bestimmt werden. ; 1

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j An beiden Tronunelabschnitten sind innenseitig Hubschaufeln >

: befestigt, so daß der am Trommelende aufgegebene Feuchtzucker j j

ztL.erst den Trommelabschnitt mit kleinerem Durchmesser und dann ! %

den Abschnitt mit größerem Durchmesser durchläuft. Da sowohl i i

die Warmluft als auch die Kaltluft in derselben Richtung strö- ' |

men, wird der Zucker im Luftgegenstrom befördert, wobei er ; f

i t [ zu—erst die Trockenzone und anschließend die Kühlzone durch- j

i läuft, bevor er am gebläseseitigen Ende der Trommel herausfällt.!

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j Bei der bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß Trommelab- | I schnitte unterschiedlicher Durchmesser erforderlich sind, wo-

durch sich ein erhöhter Herstellungsaufwand ergibt. Außerdem

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ist bei dieser Vorrichtung eine komplizierte Anordnung zur ringförmigen Abführung der Kaltluft erforderlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der einleitend i

beschriebenen Art so weiterzubilden, daß Trommelabschnitte unterschiedlicher Durchmesser nicht mehr erforderlich sind.

Die Lösung der Aufgabe kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß zur Vermischung von Kühl- und Warmluft vor dem offenen Ende des Warmluftrohres und im Abstand dazu zwei Luftleiteinrichtungen mit jeweils strahlenförmig angeordneten und zur Trommellängsachse mit etwa gleicher Neigung verlaufenden Leitblechen vorgesehen sind, deren radiale Enden in axial zueinander versetzten Ebenen gehalten sind, und daß die Leitbleche der beiden Luftleiteinrichtungen gegeneinander geneigt sind und kammartig ineinandergreifen.

Durch die Luftleiteinrichtungen vor der öffnung des Warmluftrohres findet eine Vermischung der aus dem Warmluftrohr austretenden Luft mit der dazu koaxial strömenden Kaltluft statt. Bei Benutzung der Vorrichtung beispielsweise zum Trocknen und Kühlen von Fructose hat die Warmluft eine Temperatur von etwa 120⁰C und die Kühlluft eine Temperatur von etwa 10⁰C. Hinter den Luftleiteinrichtungen,in Richtung der Luftströmungen gesehen, stellt sich eine Lufttemperatur von etwa 70⁰C ein. Folglich wird durch die Luftleiteinrichtungen die Trommel in eine

Kühlzone und in eineTrockenzone unterteilt. Hierbei ist die Kühlzone mit der etwa 10⁰C warmen Luft konzentrisch zum Warmluftrohr angeordnet, während die Lufttemperatur von etwa 70⁰C über nahezu den ganzen Querschnitt und die Länge der Trockenzone verteilt ist.

Die Vermischung der Luft erfolgt im wesentlichen dadurch, daß eine der Luftleiteinrichtungen aufgrund der Neigung ihrer Leitbleche die aus dem Warmluftrohr zentrisch ausströmende Warmluft in radialer Richtung zur Trommelwandung ablenkt, während die koaxial zum Warmluftrohr strömende Kaltluft radial in Richtung zur Trommellängsachse umgelenkt wird. Durch eine Vielzahl von auf derTrommeIwandung verteilten Leitblechen wird eine intensive Vermischung der Warm- und Kaltluft erzielt und bereits unmittelbar hinter der Luftleiteinrichtung die erforderliche Mischtemperatur erreicht, so daß die Trocknung des Zuckers über eine große Länge der Trockenzone möglich ist.

Der am Ende der Trommel in die Trockenzone eingeführte Zucker wird bei Drehung der Trommel von den Hubschaufeln erfaßt und entgegen der strömenden Luft durch die Trockenzone befördert. Da die Leitbleche der Luftleiteinrichtungen an ihren der Trommelwandung zugekehrten Enden einen Durchtritt des Zuckers längs der Trommelwandung erlauben,kann dieser von den Hubschaufeln in der Kühlzone erfaßt werden, um auch hier bis zu einer Austrittsöffnung am Ende der Trommel entgegen der Richtung

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der Kaltluft strömen. Die Trommel, das Warmluftrohr und die

i zusammenwirkenden Luftleiteinrichtungen sind miteinander

i starr verbunden, so daß sie sich gemeinsam drehen können. Somit

j bilden die Luftleiteinrichtungen einen statischen Mischer.

j Vorzugsweise sind die LeitDleche trapezförmig ausgebildet und

■ bilden in der axialen Projektion etwa eine geschlossene radiale

; Ebene. Die Trapezform der Leitbleche sind hierbei so gewählt,

i daß deren Breite in radialer Richtung nach außen zunimmt. Die

i Leitbleche der beiden Luftleiteinrichtungen liegen im Kreuzungs-

i bereich so dicht beieinander, daß sie sich nahezu berühren.

I Auf diese Weise kann weder die aus dem Warmluftrohr austretende

! Warmluft noch die Kühlluft unbehindert in Trommellängsrichtung

j strömen. Vielmehr sorgen die Turbulenzen im Bereich der beiden

^! Luftleiteinrichtungen für eine intensive Vermischung derLuft-

! anteile unterschiedlicher Temperaturen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die zur Trommel-

^: längsachse gerichteten Enden der Leitbleche bei beiden Luft-

! leiteinrichtungen jeweils radial symmetrisch auf einer zentralen Scheibe gehalten, deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Warmluftrohres ist. Die zentralen Scheiben

: sind jeweils selbsttragend und werden nur von den Leitblechen

' jeweils einer Luftleiteinrichtung getragen. Der Durchmesser

: der Scheiben wurde kleiner als der Innendurchmesser des Warm-

! luftrohres gewählt, damit die aus dem Warmluftrohr ausströmende

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^; Luft im wesentlichen in Richtung der geneigten Leitbleche

j strömen kann und auf keinen zu großen Luftwiderstand trifft.

: Bei der vorgenannten Ausführungsform ist es weiterhin möglich, die dem Warmluftrohr zugekehrte zentrale Scheibe ringförmig

! auszubilden. Hierdurch wird eine weiterhin verbesserte Strömung der Warmluft in Trommellängsrichtung erreicht und somit der Luftwiderstand der Luftleiteinrichtung weiterhin vermindert. _{: ;];} Die dem Warmluftrohr abgekehrte zentrale Scheibe stellt jedoch eine geschlossene Kreisfläche dar, damit die aus dem Warmluftrohr ausströmende Luft nicht unbehindert und daher mit zu hoher Temperatur unmittelbar in die Trockenzone der Vorrichtung gelangen kann.

Zum Transport des Zuckers aus der Trockenzone in die Kühlzone empfiehlt es sich, zwischen den zur Trommelwandung gerichteten Enden der Leitbleche in Trommellängsrichtung geneigt verlaufende und längsseitig mit der Trommelwandung verbundene Hubschaufeln vorzusehen. Diese Hubschaufeln können stirnseitig mit den zur Trommelwandung gerichteten Enden der Leitbleche verbunden sein, so daß eine Verbindung der Leitschaufeln bei_jier Luftleiteinrichtungen zustande kommt. Die Neigung dieser Hubschaufeln ist so gewählt, daß ein rascher Transport des Zuckers durch den Bereich der beiden Luftleiteinrichtungen ermöglicht wird, so daß die Gefahr der überhitzung des Zuckers durch die aus dem Warmluftrohr austretende Luft vermieden wird.

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Weiterhin ist es möglich, daß die Leitbleche einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen. Hierdurch ist eine geringe Wandstärke der Leitbleche bei hoher Festigkeit möglich. Gleichzeitig lassen sich die Strömungsverhältnisse durch die U-Form der Leitbleche günstig beeinflussen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Leifoleche um einen Winkel von etwa 45° gegenüber der Trommellängsachse geneigt sind. Somit sind die Leitbleche der einen Luftleiteinrichtung gegenüber den Leitblechen der anderen Luftleiteinrichtungen etwa um einen Winkel von 90° gegeneinander geneigt. Mit dieser Ausführungsform wurde eine günstige Vermischung der Luft bei geringem Raumbedarf für die T-uftleiteinrichtungen erreicht.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend nähf.r erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine Abwicklung der Innenseite der TrommeIwandung der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie A-A nach Fig. 1 und Fig. H einen Querschnitt längs der Linie B-B nach Fig. 1.

In Pig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von Fructose im Gegenstromverfahren dargestellt. Im einzelnen besteht die Vorrichtung aus einer rotierenden zylindrischen Trommel 1, an deren Innenseite Hubschaufeln 2 befestigt sind. Fig. 2 und 3 geben zu erkennen, daß die Hubschaufeln 2 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. In Trommellängsrichtung sind die Hubschaufeln 2 gegeneinander versetzt angeordnet, so daß die von einer Hubschaufel erfaßte Fructosemenge bei Weitertransport in Trommellängsrichtung auf zwei Hubschaufeln verteilt wird bzw. umgekehrt«, Hierdurch ergeben sich ein intensiver Stoffaustausch und somit eine gute Wärmeleitung der zu trocknenden Fructose, wodurch der Trocknungsvorgang günstig beeinflußt wird.

Zur Abstützung der drehbaren Trommel 1 dienen die Lager 3 und k. Im rechten Teil von Fig, 1 ist ein zentrales Warmluftr?hr dargestellt, welches in die Trommel 1 hineinragt. Trommelaußenseitig ist das Warmluftrohr 5 mit einem nicht dargestellten Warmluftgebläse verbindbar. Die vom Warmluftgebläse erzeugte Warmluft wird längs des Pfeiles 6 durch das Warmluftrohr 5 in die Trommel geblasen. Weiterhin ist ein ebenfalls nicht dargestelltes Kaltluftgebläse vorgesehen, welches mit dem zum Warinluftrohr 5 konzentrischen Ringabschnitt, der Trommel 1 verbindbar ist, so daß die Kaltluft durch den ringförmigen Rohrabschnitt der Trommel 1 in Richtung des Pfeiles 7 strömen kann.

Vor dem offenen Ende 5a des Warmluftrohres 5 sind zur Vermischung der aus dem Warmluftrohr 5 austretenden Warmluft sowie

der dazu konzentrisch strömenden Kaltluft zwei Luftleiteinrichtungen 8 und 9 angeordnet. Die Luftleiteinrichtung 8 besteht aus strahlenförmig angeordneten und zur Trommellängsachse mit gleicher Neigung verlaufenden Leitblechen 10, deren radiale Enden in axial zueinander versetzten Ebenen gehalten sind. Hierbei sind die in Richtung der Trommelachse gerichteten Enden der Leitbleche 10 radialsymmetrisch an einer zentralen Scheibe 12 befestigt. Die zur Trommelwandung gerichteten Enden der Leitbleche 10 sind über Blechabschnitte lh mit der Trommelwandung verbunden.

Die Luftleiteinrichtung 9 ist in gleicher Weise wie die Luftleiteinrichtung 8 aufgebaut und besteht aus Leitblechen 11, welche an ihren zur Trommelachse gerichteten Enden über eine Scheibe 13 freitragend gehalten und an ihren zur TrommeIwandung gerichteten Enden mit Blechabschnitten 15 verbunden sind. Die Scheibe 12 liegt etwa in der gleichen radialen Ebene wie die Blechabschnitte 15, während die Scheibe 13 etwa in der radialen Ebene der Blechabschnitte I¹I angeordnet ist. Der Durchmesser der Scheiben 12 und 13 ist so gewählt, daß die Leitbleche 10 und 1: gegeneinander um einen Winkel von etwa 90° und somit gegenüber der Trommellängsachse jeweils um einen Winkel von etwa 45° geneigt sind. Aufgrund baugleicher Leitbleche 10 und 11 entsprechen sich auch die Luftleiteinrichtungen 8 und 9, welche gegeneinander gerichtet sind und kammartig ineinandergreifen.

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Als Schnittdarstellung längs der Linie B-B nach Fig. 1 zeigt Fig. k eine Draufsicht auf die Luftleiteinrichtungen 8 und 9 in Richtung der Trommellängsachse. Hierbei ist zu erkennen, daß die Leitbleche 10 und 11 eine Trapezform aufweisen und in ihrer axialen Projektion nahezu eine geschlossene Fläche bilden. Weiterhin gibt Fig. ¹J zu erkennen, daß die zentrale Scheibe 12, welche mit den Enden der Leitbleche 10 verbunden ist und dem offenen Ende 5a des Warmluftrohres 5 zugekehrt

ist, eine Ringform aufweist, so daß die aus dem Warmluftrohr 6 \ \t ausströmende Luft nicht auf eine zur Strömungsrichtung senkrechte und den Luftwiderstand erheblich erhöhende Fläche prallt.

j Der mit der Trommel 1 mitdrehende statische Mischer, welcher \ aus den Luftleiteinrichtungen 8 und 9 besteh, sorgt für eine

; Vermischung der aus dem Warmluftrohr austretenden und der dazu j

konzentrisch strömenden Luft. In der Ausführungsform zum Trock- j

nen und Kühlen von Fructose strömt die Warmluft aus dem Warm- \ luftrohr 5 mit einer Temperatur von etwa 120⁰C. Die dazu kon- I

zentrisch strömende Luft hat eine Temperatur von etwa 10⁰C. ■ ■'

Eine intensive Vermischung dieser beiden Luftmengen unterschied- ^:

licher Temperatur durch die Luftleiteinrichtungen 8 und 9 be- ! %

! 1 wirkt eine weitgehend gleichmäßige Lufttemperatur von etwa 70⁰C \ i im linken Teil der Trommel 1 zwischen ihrem freien Ende la und j dem Mischer. Dieser Abschnitt der Trommel 1 stellt somit eine

! Trockenzone dar, während der rechte Abschnitt der Trommel 1

j zwischen ihrem Ende Ib und dem Mischer als Kühlzone wirkt.

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Zum Transport der Fructose längs der TrommeIwandung im Bereich der Luftleiteinrichtungen 8 und 9 sind dort gegenüber der Trommellängsachse geneigt verlaufende Hubschaufeln 16 und 17 vorgesehen, welche bei Drehung der Trommel 1 in Richtung des Pfeiles 18 nach Fig. 3 einen zügigen Transport der Fructose durch den Bereich turbulenter Luftströmungen bewirkt. Somit wird das Schmel zen und Anhaften der Fructose an den Leitblechen 10 und 11 vermieden. Die Aufgabe des zu trocknenden Gutes in die geneigt aafgestellte und rotierende Trommel 1 erfolgt am Ende la. Von dort gelangt das Gut über geneigte Hubschaufeln in die von den Hubschaufeln 2 gebildeten Kammern, wie dies besonders aus Fig. 3 hervorgeht. Hierbei wird das Gut entgegen der Luftströmung transportiert, wodurch sich eine verlängerte Aufenthaltszeit in der Trockenzone und damit eine gute Trocknung ergibt. Das getrocknete Gut durchläuft den Bereich der Luftleiteinrichtungen 8 und 9 längs der TrommeIwandung, wobei es von den Hubschaufeln 16 und 17 geführt wird. Danach gelangt das Gut in die Kaltluftzone und wird dort wiederum von Hubschaufeln 2 erfaßt. Nach Durch

j laufen der Kühlzone in Richtung des Endes Ib der Trommel 1 wird

das abgekühlte Gut am Ende Ib der Trommel 1 entnommen.

Durch den aus den Luftleiteinrichtungen 8 und 9 bestehenden statischen Mischer, welcher ebenso wie das Warmluftrohr 8 mit der Trommel mitdreht, braucht die Trommel, abweichend von den bekannten Lösungen, nicht mehr in zwei Längsabschnitte unterschiedlicher Durchmesser unterteilt zu sein. Vielmehr können

sowohl die Trockenzone als auch die Kühlzone in einer gemeinsamen Trommel mit gleichem Durchmesser untergebracht sein. Längs der TrommeIwandung sind auch keine Luftöffnungen, beispielsweise zur Abführung der Kaltluft, erforderlich.

Claims

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DR.-ING. R. DURING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von feinkristallinem Zucker, insbesondere Fructose, im Gegenstromverfahren mit einer rotierenden zylindrischen Trommel, bei welches- die Trommelwandung innenseitig mit Hubschaufeln ausgerüstet ist, sowie mit einem abschnittsweise in die Trommel hineinragenden konzentrischen und mitdrehbaren Warmluftrohr, welches am trommelaußenseitigen Ende mit einem Warmluftgebläse verbindbar und am trommelinnenseitigen Ende offen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daö aar Vermischung von Kühl- und Warmluft vor dem offenen Ende (5a) des Warmluftrohres (5) und im Abstand dazu zwei Luftleiteinrichtungen (8,9) mit jeweils strahlenförmig angeordneten und zur Trommellängsachse mit etwa gleicher Neigung verlaufenden Leitblechen (10,11) vorgesehen sind, deren radiale Enden in axial zueinander versetzten Ebenen gehalten sind, und daß die Leitbleche (10,11) der beiden Luftleiteinrichtungen (8,9) gegeneinander geneigt sind und kanraartig ineinandergreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (10,11) trapezförmig ausgebildet sind und in der axialen Projektion etwa eine geschlossene radiale Ebene bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die zur Troinmellängsachse

gerichteten Enden der Leitbleche (10,11) bei beiden Luft- ■

leiteinrichtungen (8,9) jeweils radialsymmetrisch auf einer j

zentralen Scheibe (12,13) gehalten sind, deren Durchmesser i

kleiner als der Innendurchmesser des Warmluftrohres (5) ist. j

k. Vorrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß die dem Warmluftrohr (5) zugekehrte zentrale Scheibe (12) ringförmig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zur Trommelwandung gerichteten Enden der Leitbleche (10,11) in Trommellängsrichtung geneigt verlaufende und längsseitig mit der Trommelwandung verbundene Hubschaufeln (17) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (10,11) einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen.

7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (10,11) um einen Winkel von etwa ^5° gegenüber der Trommellängsachse geneigt Bind.