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Verfahren und Einrichtung zur Wärmebehandlung flüssiger Stoffe Zum
Trocknen, Verdampfen oder anderem Wärmebehandeln flüssiger Stoffe, die in teigige
Form über-. geführt werden können, ist es üblich, die- Stoffein einer dünnen Schicht
auf eine z. B. aus einem Fördergurt oder einer Trommel bestehenden Unterlage auszubreiten.
Auf dieser Unterlage werden die Stoffe in einer oder mehreren Zonen schnell fließenden
getrennten Strömen von Luft oder anderen Gasen ausgesetzt, die aus quer zur Förderrichtung
der Unterlage verlaufenden, in Förderrichtung, unter Belassung von' Absaugkanälen
zwischeneinander, hintereinander angeordneten, - an Zufuhrkanäle angeschlossenen
Schlitzdüsen, die unmittelbar über der Stoffoberfläche münden, austreten. Die Unterlage
kann dabei beheizt sein.
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Zu diesem Zweck verwendet man z. B. -bei büsentrocknern Luft von höherer
Temperatur als der Stoff, die, befähigt ist, den Stoff zu erwärmen und dessen Feuchtigkeit
aufzunehmen.
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Bei diesem Verfahren muß die Trocknungsluft zunächst den zu trocknenden
Stoff erwärmen, sodann dem zu verdunstenden Wasser die nötige Verdampfungswärme
zuführen und endlich das verdunstete Wasser in sich aufnehmen. Damit eine
möglichst
kleine Menge Luft die möglichst größte Menge Wasser aus dem Trocknungsraum forttrage,
muß sie den _ Raum möglichst warm verlassen. Andererseits muß aber dieselbe Menge
Luft um so viel wärmer in den Trocknungsraum treten, daß ihre Abkühlung auf die
Austrittstemperatur genügt, um den zu trocknenden Stoff zu erwärmen und sein Wasser
zu verdampfen. Um dies zu erreichen, muß die Trocknungsluft so warm, wie es für
das zu behandelnde Gut zulässig ist, in den Trocknizngsraum eintreten und ist daher
auch noch beim Austritt aus dem Trocknungsraum sehr heiß. Das Absaugen der noch
heißen Trocknungsluft ergibt einen erheblichen Verlust an Wärmeenergie.
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Eine Steigerung der Verdunstung des im Stoff enthaltenen Wassers kann
bei einem Düsentrockner besser und mit geringerem Energieverlust erzielt werden,
wenn man der Erfindung gemäß eingangs beschriebene Verfahren derart durchführt,
daß ungesättigte Behandlungsmittel, deren Temperatur wesentlich niedriger ist als
diejenige des Stoffes, verwendet werden. Zweckmäßig wird das Behandlungsmittel über
den größten Teil der Behandlungsraumlänge parallel zur Schichtoberfläche zu strömen
gezwungen.
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Da die zur Verdunstung benötigte Wärme nicht der Luft entnommen, sondern
dem zu trocknenden Stoff von unten zugeführt wird, bilden sich in ihm Dampfteilchen,
die von der darüber streichenden Luft aufgenommen werden, ohne daß sie sich wieder
kondensieren und auf den Stoff als Folge der Abkühlung durch den Luftstrom-absetzen
können. Hierbei ist es von besonderer Wichtigkeit, daß die Trocknungsluft im engen
Kontakt mit der zu trocknenden Schicht sich gleichmäßig über die ganze Breite der
Schicht verteilt. Dadurch wird eine gleichmäßige Trocknung des Stoffes erzielt.
Um den engen Kontakt zu erreichen, wird der Trocknungsraum durch einen langen und
engen Schlitz gebildet, in welchem die Luft über den größten Teil der Behandlungsraumlänge
parallel zu der -zu behandelnden Stoffschicht fließt.
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Erfindungsgemäß wird als Trocknungsluft Außenluft angesaugt, die ohne
vorherige Erwärmung oder andere Behandlung in den Trocknungsraum geleitet wird:
Dabei gelangt die Luft über einen Düsenschlitz in unmittelbare Nähe der Stoffschicht.
Der Zuführungskanal zur Düse ist an einer oder beiden Seiten offen, so daß ein unmittelbarer
Eintritt der Außenluft in den Trocknungsraum möglich ist.
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Da eine starke und ständige Wärmezufuhr von der Unterlage zu der Stoffschicht
für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung von Wichtigkeit ist, muß
die Schicht so dünn wie mÖglich sein. Das Verfahren ergibt ein äußerst gleichförmiges
Fertigerzeugnis, weil infolge der geringen Dicke der filmartig und homogen aufgetragenen
Schicht kein Unterschied zwischen den oberen und den unteren Teilen in der Stoffschicht
nach der Trocknung besteht. Der Trocknungsraum kann in Zonen unterteilt sein. Hierbei
kann in einer ersten Zone durch starke Beheizung der Unterlage der' Stoff verkleistert
werden, während in einer anschließenden Zone eine Trocknung erfolgt.
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Infolge der besseren Wärmeausnutzung ist es möglich, die Fördergeschwindigkeit
der Unterlage zu erhöhen oder eine Behandlung wesentlich gründlicher und intensiver
durchzuführen, als es bisher der Fall war. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht
infolge der erhöhten Kühlwirkung gegenüber bekannten Verfahren die Unterlage einer
wesentlich größeren Hitze auszusetzen, als es bis= her möglich war. In vielen Fällen
wird es sogar möglich, die Unterlage auf eine solche Temperatur zu erwärmen, daß
der Stoff verderben würde, wenn der Luftstrom keine Kühlwirkung ausüben würde.
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In der Zeichnung ist eine Anlage für die Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Längsschnitt
durch die Vorrichtung, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Düsenanordnung der
Fig. i ebenfalls im senkrechten Längsschnitt, Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt
nach Linie a-b der Fig. 2.
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Der zu behandelnde Stoff wird einem Silo 2 entnommen, von dort über
Förderwalzen 3 in einem dünnen, teigförmigen Film auf dem Transportgurt 4 ausgebreitet,
der über zwei Trommeln i gespannt ist und in der Richtung des Pfeiles 7 bewegt wird.
Zum Erwärmen des Fördergurtes sind in dem Raum io unter dem Gurt nicht näher dargestellte
Gasbrenner angeordnet. über dem Gurt befindet sich ein Gehäuse 5 mit einem Düsenbelüftungssystem
mit Zuführungskanälen 6 und Abführungskanälen 6a, die die Trocknungszone quer durchsetzen.
Das Gehäuse kann mit Hilfe einer nicht dargestellten Vorrichtung in bezug auf den
Gurt 4 gehoben und gesenkt werden, so daß die Höhe des über dem Stoff befindlichen
Trocknungsraumes eingestellt werden kann. Am Ablaufende des Gurtes kann der Stoff
,in bekannter Weise mit Hilfe eines Schabers 8 vom Gurt abgestreift und einem Förderer
9 zugeführt werden.
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Fig. 2 und 3 zeigen die durch Trennwände gebildeten Zu- und Abführungskanäle
für die Trocknungsluft, die dicht über der Rohstoffschicht unter Bildung eines Düsenschlitzes
ausmünden. Die in den Mittelteil des Gehäuses 5 eintretende Außenluft gelangt in
die seitlich offenen Zuführungskanäle 6, von denen aus sie sich in der in Fig. 2
und 3 angedeuteten Pfeilrichtung über die auf dem Gurt 4 aufgetragene dünne, teigige
oder flüssige Stoffschicht ausbreitet. Sie tritt dann durch Abzugkanäle6Q, die zwischen
den Zuführungskanälen 6 angeordnet sind, wieder aus. Zum Absaugen der Luft dient
ein Ventilator ii (Fig. i). Auf diese Weise streicht die Luft über eine gewisse
Länge parallel zu, der Bewegungsrichtung der Unterlage teils im Gleichstrom, teils
im Gegenstrom mit der Stoffschicht. Infolge der Strömung der Luft durch die Düsenschlitze
oberhalb der Stoffschicht und durch die parallel zur Unterlage abgebogenen Teile
der Trennwände kommt die Luft in innigen Kontakt
mit dem Stoff
und nimmt dessen Feuchtigkeit auf, ehe sie durrch die Abzugskanäle 6" abfließt.
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Beim Trocknen von besonders nassem Gut können Schwierigkeiten insofern
auftreten, als das Trocknungsgut nicht genügend an der Unterlage haftet, so daß
Teile von ihm durch den Luftstrom weggeführt werden. In diesem Fall bedarf der Stoff
einer Vortrocknung, bis seine Viskosität und Haftung an der Unterlage ausreichend
ist. Erst danach kann der Stoff einer Düsenbeaufschlagung unterworfen werden.
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Die Vorrichtung muß so eingerichtet sein, daß die -Länge der Trocknungszone
und der Abstand zwischen der unteren Fläche der Trennwände und der sich bewegenden
Unterlage äucf die Konsistenz und Dicke der Stoffschicht abgestimmt sind. Der Abstand
soll so klein wie möglich sein, weil dadurch die größte Luftgeschwindigkeit erreicht
wird.
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Die mit der Vorrichtung erzielte Wirksamkeit kann z. B. dwrch die
Tatsache gezeigt werden, da.ß bei praktischen Versuchen die Unterlage, auf der der
zu trocknende Stoff ruht, auf iio bis i4o° C erhitzt werden konnte, ohne daß der
Stoff heißer als 5o bis 6o° wurde. Es kann in anderen Worten eine Differenz von
6o bis So' erreicht werden, während in den bekannten Düsentrocknern, bei denen die
Luft nicht gezwungen wird, eine Zeitlang unmittelbar an der Stoffschicht entlang
zu strömen, bei sonst gleichen Bedingungen Temperaturunterschiede von nur 3o bis
5o° erzielbar sind.