DK146789B

DK146789B - FLUIDIZATION APPLIANCE FOR THE TREATMENT OF MILK POWDER

Info

Publication number: DK146789B
Application number: DK274775A
Authority: DK
Inventors: Katsuto Okada; Fumio Kato
Original assignee: Morinaga Milk Industry Co Ltd
Priority date: 1970-06-13
Filing date: 1975-06-18
Publication date: 1984-01-02
Also published as: DK274775A; DK274675A; DK155965B; DK146789C; DK155965C

Description

146789146789

Opfindelsen angår et fluidiseringsapparat til behandling af mælkepulver og lignende produkter, og dette apparat er ifølges opfindelsen ejendommeligt ved det i kravets kendetegnende del anførte.The invention relates to a fluidizing apparatus for treating milk powder and similar products, and according to the invention this apparatus is peculiar to the characterizing part of the claim.

Det er i høj grad ønskværdigt at anvise apparater, . som kan benyttes effektivt, ikke blot til fremstilling af partikler med ensartede dimensioner, men også til tørring og køling af pulverpartiklerne. Sil opnåelse af dette formål kender man ganske vist fluidiserede lag, hvor luft eller fluidiseret gas ledes ud gennem en porøs plade, på hvilken pulverpartiklerne er anbragt, så at der dannes et fluidiseret lag af pulverpartikler. Der er imidlertid så mange slags pulverpartikler, som ikke let kan fluidiseres. Således kræver kendte fluidiserings-organer ved anvendelse til fluidisering af pulverpartikler, som ikke let kan fluidiseres, yderligere foranstaltninger såsom foranstaltninger til mekanisk omrøring af laget af partikler, organer til vibrering af den porøse plade og beholderen for partiklerne eller omrøringsorganer omfattende luftdyser, gennem hvilke der ledes ophvirvlingsluft ind i laget af partikler. En anden kendt type fluidiseringsorganer har den ulempe, at deres effektivitet ved fluidiseringsoperationen er ringe.It is highly desirable to provide apparatus,. which can be used effectively, not only for the production of particles of uniform dimensions, but also for drying and cooling the powder particles. In accomplishing this purpose, fluidized layers are known in which air or fluidized gas is discharged through a porous plate on which the powder particles are disposed so as to form a fluidized layer of powder particles. However, there are so many types of powder particles that cannot be easily fluidized. Thus, known fluidizing means, when used for fluidizing powder particles which cannot be easily fluidized, require additional measures such as measures for mechanical stirring of the layer of particles, means for vibrating the porous plate and the container for the particles or stirring means comprising air nozzles through which swirling air is conducted into the layer of particles. Another known type of fluidization means has the disadvantage that their efficiency in the fluidization operation is poor.

Gennem den foreliggende opfindelse anvises der et fljiidiseringsapparat med en konisk slidsplade anbragt som et omvendt v, hvor de pulverpartikler, som skal fluidiseres, indføres fra oversiden. Fluidiseringsluften ledes ud gennem slidser i slidspladen, så at der dannes en hvirvlende gasstrøm- ' ning i den koniske slidsplade, og den hvirvlende gasstrøm i samarbejde med den skrånende indvendige vægoverflade på slidspladen frembringer en opadgående kraft, som påvirker de enkelte pulverpartikler, som modvirker en nedadrettet kraft, som indvirker på pulverpartiklerne hidrørende fra tyngden, og derved forøges suspensionenstiden for de enkelte partikler, så at de når at blive helt tørre og at antage ensartede dimensioner.The present invention provides a fluidizing apparatus having a tapered slit plate disposed as an inverted v, where the powder particles to be fluidized are introduced from the upper side. The fluidizing air is discharged through slots in the slit plate to form a swirling gas flow in the tapered slit plate, and the swirling gas flow, in conjunction with the sloping inner wall surface of the slit plate, produces an upward force which impacts the individual powder particles which counteract one. downward force, which affects the powder particles from the gravity, thereby increasing the suspension time of the individual particles so that they reach completely dry and assume uniform dimensions.

Ved den foreliggende opfindelse kræves der ikke nogen specielle omrøringsorganer til dannelse af et effektivt flui- 2 148789 diseret lag af pulver med ensartede egenskaber, og der er mulighed for fluidisering af pulverpartikler, som ellers er vanskelige at fluidisere.The present invention does not require any special stirring means to form an efficient fluidized layer of powder having uniform properties, and it is possible to fluidize powder particles which are otherwise difficult to fluidize.

Opfindelsen skal forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor.The invention will be explained in more detail in connection with the drawing, where.

fig. 1 viser et lodret- snit gennem fluidiseringsappa-ratet ifølge opfindelsen, fig, 2 et tværsnit efter linien X-X i fig. 1, .fig, 3 et billede,, som viser udfoldningen af en slids-plade, som benyttes i apparatet ifølge opfindelsen,. · fig, 4 et delsnit, som. viser et.slidsparti, og fig, 5 et forstovningsapparat med det i fig. 1 viste f luid i se ring s apparat, I fig. 1, som viser et lodret snit gennem et fluidise-ringsapparat ifølge opfindelsen, er en konisk slidsplade 101 fastgjort mellem et nederste dæksel 102 og et øverste dæksel 103 ved hjælp af pakninger 104: og 105 og ved hjælp af bolte 106 og møtrikker 107. Det nederste dæksel 102 er forsynet med en lufttilførselsledning 108, som er anbragt tangentielt i forhold dertil, som det becst ses i fig. 2, som viser et tværsnit efter linien X-X i fig. 1. Det øverste dæksel 103 er forsynet med en luftudtømningsledning 109 og et indløb 110 for pulverpartikler, som skal fluidiseres, og den koniske slidsplade 101 er forsynet med et udløb 111 for pulveret.FIG. 1 is a vertical section through the fluidisation apparatus of the invention; FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line X-X of FIG. 1, Fig. 3 is a view showing the unfolding of a slit plate used in the apparatus of the invention. Fig. 4 is a sectional view which. Fig. 5 shows an atomizer with the one shown in Figs. 1 in the apparatus shown in FIG. 1, which shows a vertical section through a fluidisation apparatus according to the invention, a conical slot plate 101 is secured between a lower cover 102 and a top cover 103 by means of gaskets 104: and 105 and by means of bolts 106 and nuts 107. lower cover 102 is provided with an air supply line 108 which is arranged tangentially with respect thereto, as seen in FIG. 2, which shows a cross section along the line X-X in FIG. 1. The upper cover 103 is provided with an air discharge line 109 and an inlet 110 for powder particles to be fluidized, and the tapered slit plate 101 is provided with an outlet 111 for the powder.

I praksis kan det i fig. 1 viste arrangement bruges på den måde, at pulverpartiklerne indføres i slidapladen 101 gennem indløbet 110. Pig. 3 viser en udfoldning af den koniske vægdel af slidspladen 101, hvor konusvinklen for slidspladen er valgt til at være 60°.In practice, in FIG. 1 is used in such a way that the powder particles are introduced into the wear plate 101 through the inlet 110. Pig. 3 shows an unfolding of the tapered wall portion of the slit plate 101, where the taper angle of the slit plate is selected to be 60 °.

Den luft,.som indføres fra lufttilførselsledningen 108, recirkuleres i et tragtformet rum 112 afgrænset mellem slids-pladen 101 og det nederste dæksel 102 og passerer gennem slidserne 113, som hver har.en sådan form., at de tillader luften at udsendes praktisk taget tangentielt og ind i det indre af slidspladen som vist i fig, 4.. Således udsendes luften fra det tragtformede rum 112 praktisk taget, tangentielt til det indre af slidspladen til udvikling af en hvirvlende luftstrøm i det 3 1A6789 indre af alidspladen 101, angivet ved pilen A, og derpå udsuges luften fra luftudsugningsledningen 109. Den form af hver slids, som er vist i fig, 4, foretrækkes, da den nedsæt-. ter til et minimum sandsynligheden for, at de partikler, som går ud af slidspladen, skal bevæge sig modsat den luftstrøm, som går ennem slidsen, men slidsformen er ikke begrænset til denne form.The air introduced from the air supply line 108 is recirculated in a funnel-shaped space 112 bounded between the slit plate 101 and the lower cover 102 and passes through the slots 113, each of which is of such shape as to allow the air to be practically released. tangentially and into the interior of the slit plate as shown in Fig. 4. Thus, the air is emitted from the funnel-shaped space 112 practically, tangentially to the interior of the slit plate, to develop a swirling air flow in the interior of the slab 101, indicated by arrow A, and then the air is extracted from the air extraction conduit 109. The shape of each slot shown in Fig. 4 is preferred as it lowers. utes the minimum probability that the particles exiting the slit plate must move opposite to the air flow passing through the slit, but the slit shape is not limited to this shape.

Strømmen af de pulveriserede partikler er angivet ved hjælp af pile P på tegningen. Pulverpartiklerne indføres fra indløbet 110 og bringes til at hvirvle ved hjælp af den hvirvlende luft på den indvendige væg af slidspladen, medens de bevæger sig nedad, i hvilket tidsrum de underkastes vilkårlige ønskede reaktioner såsom opvarmning eller afkøling, fremskyndelse af dannelsen af pulverpartikler eller affugtning af luften (normalt gas), og derpå fjernes de fremkomne pulverpartikler fra udløbet 111. Der udøves centrifugalkraft på pulve rpar tiklerne på den indvendige væg af slidspladen 101 på grund af den hvirvlende bevægelse af partiklerne, hvilken kraft i samarbejde med den omvendte V-form af slidspladen bevirker en opadrettet kraft på partiklerne. Tillige udøves der et træk på partiklerne som følge af luftens opadstigen.The flow of the powdered particles is indicated by arrows P in the drawing. The powder particles are introduced from the inlet 110 and caused to swirl by the swirling air on the inner wall of the slit plate as they move downward, during which time they undergo any desired reactions such as heating or cooling, accelerating the formation of powder particles, or dehumidifying the particles. the air (usually gas) and then the resulting powder particles are removed from the outlet 111. Centrifugal force is exerted on the powder particles on the inner wall of the slit plate 101 due to the swirling motion of the particles, which force, in conjunction with the inverted V-shape of the slit plate exerts an upward force on the particles. In addition, a drag on the particles is exerted as a result of the upward step of the air.

Denne opadrettede kraft plus det træk, som påføres partiklerne, afbalancerer tyngdekraften på partiklerne, og således kan den tid, hvori partiklerne holdes i svævetilstand, gøres lang, medens reaktionshastigheden for partiklerne på den indvendige væg af slidspladen (som svarer til varmeoverfø-ringskoefficienten i tilfælde af varmeudveksling) holdes på en stor værdi. Da luften hvirvles rundt i rummet 112, er endvidere trykket af luften ved den yderste del af den hvirvlende luft større end i midterdelen deraf, og derfor er hastigheden af den luft, som sendes ud fra slidserne fra de dele af slidspladen, som har større diameter (den øverste del af den koniske slidsplade) større end hastigheden for delen med mindre diameter (den nederste del af den koniske slidsplade), og følgelig er den centrifugalkraft, som udøves på partiklerne, omtrent ensartet, hvad der tillader partiklerne at fordeles i hovedsagen ensartet på hele den indvendige væg af slidspla- 4 146789 den. Selv om luften bringes til at passere- gennem slidserne 113 fra ydersiden af slidspladen, kan det ske, at en meget lille mængde af pulverpartiklerne forsvinder gennem slidserne 113 i retningen modsat luftstrømmen. Således er det ønskeligt at tilvejebringe en bøjelig cylindrisk kobling 114 af elastisk materiale såsom neopren.kaut-sjuk eller vinyl over det gab, som dannes mellem den nederste del af det nederste dæksel og udtømningsåbningen 111, som kan fastgøres til disse dele ved hjælp af bånd 115 og 116, og ved en forud bestemt mængde af partikelophobning i rummet 112 i den nederste del af det nederste dæksel 102 kan disse opliobede partikler fjernes ved løsning af båndene 116.This upward force, plus the drag applied to the particles, balances the gravity of the particles and thus the time in which the particles are held in hovering state can be slowed while the reaction rate of the particles on the inner wall of the slit plate (which corresponds to the heat transfer coefficient of heat exchange) is held at a great value. Furthermore, as the air is swirled around the space 112, the pressure of the air at the outermost portion of the swirling air is greater than in the middle portion thereof, and therefore the velocity of the air emitted from the slots is from those parts of the slit plate having a larger diameter. (the upper part of the tapered slit plate) greater than the velocity of the smaller diameter part (the lower part of the tapered slit plate), and consequently the centrifugal force exerted on the particles is approximately uniform, allowing the particles to be distributed substantially uniformly. on the entire interior wall of the slit plate. Although the air is caused to pass through the slots 113 from the outside of the slit plate, a very small amount of the powder particles may disappear through the slots 113 in the direction opposite to the air flow. Thus, it is desirable to provide a flexible cylindrical coupling 114 of resilient material such as neoprene rubber or vinyl over the gap formed between the lower portion of the lower cover and the discharge opening 111 which can be secured to these portions by means of tape. 115 and 116, and by a predetermined amount of particle accumulation in the space 112 in the lower portion of the lower cover 102, these opaque particles can be removed by loosening the bands 116.

I fig. 5 er vist et billede udefra af et forstøvningstørre-apparat omfattende fluid i serings apparatet ifølge opfindelsen r sin øverste del. Hvis afkølet luft benyttes som fluidiseringsgas, kan der opnås et pulveriseret produkt direkte ved normal temperatur, hvad der fjerner behovet for efterbehandlingsorganer. Særlig i næringsmiddelindustrien kræves der normalt en renseproces, men med arrangementet ifølge fig., 4 forholder det sig således, at hvis tørrekammeret renses, vil delen af fluidiseringsorganet naturligvis blive renset under fuldstændig dræning, hvorved behovet for et ren-setrin af hensyn til efterbehandlingsorganerne falder bort. Endvidere er i fluidiseringsorganet ifølge opfindelsen en mindre mængde pulverpartikler tilstrækkelig til dannelse af et fluidiseret lag i sammenligning med den· gængse tekniks fluidiseringsorganer, og selv om derfor nogle brændte partikler skulle blive blandet i det produkt, som fås ved udløbet 111 under tørreprocessen, sker det aldrig, at en meget stor mængde af pulverpartiklerne spildes.In FIG. 5 is an exterior view of a nebulizer dryer comprising fluid in the liner according to the invention r its upper part. If cooled air is used as a fluidizing gas, a powdered product can be obtained directly at normal temperature, eliminating the need for post-treatment means. Especially in the food industry, a cleaning process is usually required, but with the arrangement of Fig. 4, it is understood that if the drying chamber is cleaned, the part of the fluidizing means will naturally be cleaned during complete drainage, thereby reducing the need for a cleaning step for the sake of the finishing means. away. Furthermore, in the fluidizing means of the invention, a small amount of powder particles is sufficient to form a fluidized bed in comparison with the fluidizing means of the prior art, and although some burnt particles should be mixed in the product obtained at the outlet 111 during the drying process, never that a very large amount of the powder particles are wasted.

Een omhandlede opfindelse kan også finde anvendelse på tørring af andre produkter end mælkepulver.The present invention can also be applied to drying products other than milk powder.

/./.