DK151128B - Fremgangsmaade og apparat til behandling af pulveragtige eller kornede materialer - Google Patents

Description

151128

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til behandling af et pulver-agtigt eller kornet materiale med en væske, ved hvilken fremgangsmåde det pulveragtige eller kornede materiale holdes svævende og i den svævende tilstand oversprøjtes med væsken, 5 og af en opstigende luftstrøm bringes i en hvirveltilstand.

Ved kendte fremgangsmåder af denne art (DE fremlæggelsesskrift 12 94 352, DE offentliggørelsesskrift 17 92 695, US patentskrift 28 56 290, GB patentskrift 10 59 471) er dyser til 10 påsprøjtning af væsken anbragt i en del af en beholder, hvori materialet, som på grund af sin tyngdekraft søger nedad, gribes af hvirvelvirkningen af den opadrettede luftstrøm, således at materialet flere gange passerer sprøjteområdet med forskellige bevægelsesretninger. De enkelte partikler kan derved 15 på tilfældig måde befinde sig ganske tæt på eller i større afstand fra dyserne, således at de befugtes meget uensartet.

Som følge af den allerede i besprøjtningsområdet virksomme sorteringsvirkning af gastrømmen, bliver stærkt befugtede smådele hurtigt tilført materialeafgangen, mens ikke befugtet 20 materiale som følge af sin ringere vægt medrives af luftstrømmen og må udskilles.

Den befugtning, som kan opnås med den kendte fremgangsmåde, er ikke tilfredsstillende. For det første er den af de angivne 25 årsager for uensartet. For det andet har det vist sig, at det materiale, der er behandlet med den kendte fremgangsmåde, også efter, at væsken er tørret (f.eks. hvor vaskemidler forsynes med vaskeaktive substanser), eller efter at væsken er stivnet (f.eks. ved tilsætning af fedt til skummetmælkspulver 30 for fremstilling af mælkeerstatningsfoder), er tilbøjeligt til at sammenklumpe, og dets opløselighed lader en del tilbage -at ønske.

Det er formålet med opfindelsen at anvise en fremgangsmåde 35 af den i indledningen nævnte art, som tillader en ensartet befugtning af tørgods med en væske, og som medfører bedre egenskaber af det behandlede gods.

2 151128

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at godset under oversprøjtningen og derefter holdes i en uforstyrret, stadig nedadrettet bevægelse, før det indtræder i den opstigende luftstrøm.

5 Mens den kendte fremgangsmåde er rettet på at bevæge godset i en kraftig hvirveltilstand af den opstigende luft i sprøjteområdet, skaber opfindelsen nedenfor materialetilførselen i sprøjteområdet en i hovedsagen rolig zone, der er uforstyrret af den opstigende luftstrøm, og i denne zone kan materialet 10 til stadighed synke nedad i en uforstyrret bevægelse i frit fald over en bestemt strækning. Selvom det indføres i beholderen i livlig bevægelse, især fortrinsvis som en hvirvel med en lodret akse, er dens bevægelse i den nævnte zone til stadighed rettet nedad, således at det ikke gentagne gange 15 ved skiftende bevægelse opad og nedad kan nå ind i sprøjtestrålen. Endvidere falder godset samlet i ordnet form nedad, således at sandsynligheden for, at en enkelt partikel som følge af en uordnet hvirvelbevægelse kommer meget nær til sprøjtedyserne, mens andre til stadighed er i stor afstand 20 fra sprøjtedyserne, er meget lille. Derved opnår man, at materialet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen befugtes jævnt med væsken. Derved kan de fineste småpartikler opbygge sig til et porøst agglomerat ved at klæbe til hinanden. Endvidere har den i begyndelsen rolige behandling af materialet den ------ _25 virkning,· at materialet får tid til fuldstændigt at opsuge væsken. I slutproduktet befinder sig derfor stoffet, der er påført i flydende tilstand og befæstet derefter ved tørring eller størkning i jævn fordeling på og i det materiale, der danner det porøse agglomerat. Det må bero derpå, at materialet, der er behandlet ifølge opfindelsen, har bedre egenskaber, nemlig mindre tilbøjelighed til at sammenklumpe, er risledygtigt og er let opløseligt i væsker eller let lader sig dispergere.

Først efter at materialet har gennemløbet den rolige zone, rammer det den opstigende gasstrøm, ved hvis hastighedsindstilling sorteringsvirkningen og/eller den yderligere opholds- 3 151128 tid bestemmes.

På grund af egenskaberne ved det opnåede produkt egner fremgangsmåden ifølge opfindelsen sig især til fremstilling af 5 let opløselige stoffer, som f.eks. sukker-kakaodrikke, mælkepulver, småbørnsernæring, vaskemidler og farver. Væsken kan i givet fald indsprøjtes helt eller delvis dampformet. Luftstrømmen kan tempereres svarende til den ønskede behandling.

10 F.eks. kan luftstrømmen afkøles, når den væske, som påføres, derefter skal stivne, eller den kan opvarmes, når den påførte væske skal tørre. Denne behandling er stort set afsluttet, når det agglomerat, som danner sig under det frie fald, på grund af sin egen vægt er faldet ned i hvirvellaget på den 15 luftgennemtrængelige bund. Både den luft, som tilføres nedefra såvel som den luft, der tilføres oppefra, undviger gennem en langs omkredsen indrettet ringspalte. Ved materialets føring opnås, at den indsprøjtede væske (f.eks. damp) udsuges fuldstændigt fra materialet. Derved undgås også, at de efterkoblede filterlommer tilklæbes af væsken og gøres uvirksomme.

Opfindelsen angår endvidere et apparat til udøvelse af den beskrevne fremgangsmåde og med en beholder med en materialetilgang i sin øvre del og med et rum til den frie nedsynken

2S

af det behandlede materiale nedenfor materialetilgangen, med sprøjtedyser for væsken rettet ind imod dette rum og med indretninger til frembringelse af en opstigende luftstrøm, omfattende en i beholderens nedre liggende lufttilgang og en højere liggende luftafgang.

30

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere ud fra et udførelseseksempel og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et anlæg med et apparat ifølge opfindelsen, og 35 fig. 2 et lodret snit gennem en beholder til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

4 151128

Det antages, at det viste anlæg tjener til fremstilling af stoffer, der indeholder en stor andel af fedt, f.eks. mere end 40%.

5 Anlægget ifølge fig. 1 indeholder flere enkeltaggregater, hvoraf de vigtigste er anbragt i et isoleret rum 10. Isoleringen 11 omkring rummet 10 er angivet med en ensartet skravering.

Da de vigtigste afsnit af behandlingsfremgangsmåden skal forløbe ved lave temperaturer, og da en køling derfor er nødven-10 dig, flyttes alle varmekilder så vidt mulig ud fra det indre af rummet 10. Sådanne varmekilder er især motorerne til at drive transportaggregater, såsom pumper, blæsere, cellehjuls-afkastere, transportsnegle, transportbånd, væskepumper og lignende. Omtrent samme virkning opnås ligeledes ved anvendelse 15 af hydraulikmotorer.

Det forudsættes, at materialerne, der skal behandles, f.eks. mælkepulver, stivelse, vitaminpræparater osv., allerede er mere eller mindre homogene blandinger, der står klar i sække.

20

Det klargjorte materiale i i sækkene 12 tilføres gennem en sækketømningsindretning 13, som adskiller sækkematerialet fra fyldgodset, og via en transportsnekke 14 til kølerummet 10 og derefter gennem en pneumatisk sugeindretning 15 til 25 en såkaldt luftblander 16. Den luft, som er nødvendig til den nævnte transport, suges af en blæser 17 ud i rummet 10, og sammen med luften suges fyldgodset gennem den pneumatiske transportledning 15 ind i det indre af blanderen 16. Under udskillelse af fyldgodset suges luften ud gennem et filter ΟΛ 19 indrettet i den øverste del af blanderen 16. Pa tryksiden af blæseren 17 udtræder transportluften frit i kølerummet 10. Fyldgodset tilbageholdes i blanderen 16. I transportledningen 15 ligger en spærreventil 18, der lukkes, når den beskrevne fyldningsproces er afsluttet. Derefter åbnes en ventil ^ 20 for tilførsel af blandeluften. Blæseren 17 suger nu luft gennem ventilen 20 i stedet for som tidligere gennem ventilen 18. Det gods, der er indeholdt i blanderen 16 og køles af 5 151128 den luft, der strømmer ind gennem ventilen 20. Den nødvendige blandetid beløber sig til ca. 2 minutter. Ved en ydelse af anlægget på 1 Mp/h kan blanderen udformes med en størrelse på omkring 500 kp, således at kølingen af det påfyldte gods 5 ved hjælp af kølestrømmen maksimalt står til rådighed i ca.

10 minutter. Ved denne varighed af blandetid og køletid kan der opnås en næsten vilkårlig køleeffekt, altså i givet fald en meget intensiv køling af godset, der skal besprøjtes. Efter afslutning af blandeprocessen overføres godset til en forråds-10 beholder 21. I dette mellemlager 21 er der indrettet en båndvægt 22, der er udformet og anbragt således, at den konstant afgiver en indstillet vægtmængde per tidsenhed. Den afgiver mængden over en cellehjulsafkaster 23 til en tryktransport-ledning 24. Denne ledning 24 bringer godset ind i en tilgangs-15 cyklon 25 øverst i en beholder 26. Drivkraften for transportluftstrømmen i ledningen 24 hidrører fra en blæser 33, hvorfra ledningen 24 udgår. I denne ledning ligger, som det er vist, cellehjulsafkasteren 23 til påfyldning af godset, der skal behandles, fra båndvægten. Materialestrømmen er på tegningen 20 vist med pile.

Det vigtigste behandlingstrin foretages i beholderen 26, hvor godset indføres i en allerede homogen blanding og i det væsentlige korrekt tempereret.

25

Beholderen 26 består af et hus af plader, der fortrinsvis har den i fig. 2 viste form. Husvæggen, der omslutter beholderens hulrum, består fortrinsvis af et cylindrisk rør 27 med stor diameter, hvis øvre ende er afsluttet af et kegle-30 stubformet tag 28 med tilgangsåbninger, og hvis nedre ende ligeledes går over i en keglestubformet tragt 29. Åbnings-vinklen for tagkeglestubben 28 er ret stor. Åbningsvinklen af tragtkeglen 29 retter sig efter denne tragts opgave og er i almindelighed mindre end tagets.

Vægelementerne, der danner beholderens 26 hus, er anbragt rotationssymmetrisk omkring en fælles akse 30, der er akse 35 6 151128 for elementerne 27, 28 og 29. Den åbning i den keglestubformede afdækning 28, der er øverst og har den mindste diameter, går over i en cylindrisk del 31, der ligeledes er rotationssymmetrisk omkring aksen 30. Og i midten af denne del ligger en 5 rørformet tilgangsende 32 til cyklonen 25. Den aksiale højde af den cylindriske del 31 afhænger ligesom alle tidligere mål af den pågældende opgave. Ud for overgangen mellem keglestubben 28 og cylinderdelen 31 strækker sig en hulplade 38, som cyklontilgangsrøret 32 passerer igennem. Den cylindriske 10 del 31 har en lufttilgangsåbning eller lufttilgangsstuds 34. Denne lufttilgang er forsynet med en reguleringsknap 35. Det indre af beholderens 26 hus er tilsluttet en sugetilslutningsstuds 36 på en sugekilde i form af en blæser 37. Denne sugekilde bevirker ved åben reguleringsklap 35, at luft suges 15 fra denne tilgang 35, 34 gennem den cylindriske del 31 og den nævnte hulplade 38 over tilslutningen 36 til blæseren 37.

Den nederste ende af tragten 29 i husets nederste del går 20 over i en cylindrisk del 39 (det skal bemærkes, at alle disse dele er hule og består af plade), hvis nederste del er afsluttet med en luftgennemtrængelig bund 40. Over denne bund er der et røreværk 41, hvis drejeaksel med fortrinsvis falder sammen med den geometriske akse 30 og drives af en motor 42 25 udenfor beholderens hus gennem den luftgennemtrængelige bund 40. Under den luftgennemtrængelige bund, f.eks. en slaggebund 40, ligger et lufttilførselskammer 43, hvis bund 44 både er bund og afslutning for hele beholderen. Dette tilførselskammer 43 har på siden en lufttilgang 46, og den indtrædende 20 luftstrøm styres eller reguleres via en reguleringsklap 45 indrettet i eller foran denne tilgang. Det er bemærkelsesværdigt, at den luft, der indsuges i tilgangene 46 og 34, optages direkte fra rummet 10.

22 Oven over den luftgennemtrængelige bund 40 er der i cylindereller sidevæggen i beholderafsnittet 39 en udsugningsåbning 47, der er tilsluttet en udsugnings- eller et udløbsapparat 7 151128 48. Udløbet er forsynet med en reguleringsklap 49. I selve udløbet er indrettet en cellehjulsafkaster 50, som fører det tilførte produkt ud, uden at luft derved kan strømme ind i beholderen gennem denne afkaster. Et faldrør 51 fører produktet 5 gennem kølerumsafgrænsningen 11 til· en pakkestation 52.

Den cylindriske hoveddel af beholderen indeholder en cylindrisk indervæg 53 med akslen 30. Denne cylindervæg er nedadtil åben og slutter opadtil tæt til keglestubdelen 28, og dens 10 diameter er så meget mindre end diameteren af cylindervæggen 27, at den luft, som suges ud af tilslutningen 36 i det væsentlige kan strømme uhindret ud gennem det ringformede cylinderrum mellem pladevæggene 53 og 27. Den nedre begyndelse af dette ringformede rum 55 danner luftafgangen 68 i forhold 15 til det indre rum af beholderen, der står til rådighed for behandlingen af godset. På cylindervæggen 27 er en ekstra luftdyse 54, der er således indrettet, at den her igennem indblæste luft indtræder tangentielt i det ringformede rum 55 mellem 27 og 53 og derved ændrer strømningen i dette rum 20 til en hvirvel med den tilsigtede virkning, at medstrømmende faste smådele slynges ud mod ydervæggen og derved bundfældes på hvirvellejet, der befinder sig over den luftgennemtrængelige bund 40. Hermed er dimensioneringen og placeringen af de enkelte elementer, altså især stedet hvor dysen 54 er placeret, højden ^ af indervæggen 53 og placeringen af udsugningstilslutningen 36 givet. Sidstnævnte er fortrinsvis anbragt i de ringformede rum 55.

Det antages, at den behandling, der foretages på udgangsgodset ΟΛ med dette apparat, består i en besprøjtning med en væske.

Væsken, der skal påføres det pulverformede eller kornede gods, som indføres i cyklonen 25, bearbejdes eller klargøres i en beholder 56 og tilføres af en doseringspumpe 57 gennem en ledning 58 til sprøjtedyser 59. Pumpen 57 og forrådsbeholderen 56 kan, som det er vist, med fordel anbringes uden for det isolerede rum, og ledningen 58 føres gennem isolationen 11.

I radial retning er dyserne 59 anbragt i en dysekrans inden 8 151128 for cylinderen 53 og uden for den ydre rand af hulpladen 38. Dyserne ligger derved helt oppe under afdækningen 28. Sprøjteretningen bliver derved nedad og indad (imod aksen 30).

5 I forbindelsesledningen 60 mellem beholderens 26 udsugningsstuds 36 og sugeblæseren 37 er der indsat et filter 61. Blæseren 37 sidder i umiddelbar tilknytning til dette filter 61 og frembringer det nødvendige undertryk, som reguleres af reguleringsklapperne 45 og 35 i blanderen 26.

10

Med den beskrevne udformning og dimensionering af apparatet opnås følgende virkemåde: Det gennem cyklonen 25 i beholderen 26 indførte gods kommer som en hvirvel ind i det indre af den cylindriske kappe 53. Det fordeles jævnt og ledes desuden 15 nedad ved hjælp af luften, der strømmer ind via tilgangen 34 og hulpladen 38. Det falder ned på den luftgennemtrængelige slaggebund 40, hvor det ved hjælp af den gennem tilgangen 46 indstrømmende luft alt efter mængde gennemhvirles inderligt. Derved forhindrer røreværket 41, at der opstår en sorte-20 ring af godset på hvirvellejet. Luften kommer gennem en luftudgang, det ringformede cylinderrum 55, udgangen 36, ledningen 60 og filteret 61 til blæseren 37. Gennem den ekstra luftdyse 54 bliver den opadstrømmende luft tvunget til en skrueformet bevægelse indvendig i det ringformede rum 55, også o c 0 kaldet ringspalten, saledes at medstrømmende faste dele føres ud mod ydervæggen og bremses i strømningsgrænselaget eller ved gnidning mod selve væggen, således at de falder nedad på hvirvellejet. Denne proces understøttes væsentligt af de store flader mellem indervæggen eller inderkappen 53 og yder- ^ kappen 27 i beholderen 26, da der hersker en forholdsvis ringe hastighed af den opadrettede strømning. I rummet inden for indervæggen 53 opnås en ensartet retlinet nedadstrømning, som medtager de faste dele, og som opnås ved udformningen og passende dimensionering af lufttilgangskammeret 31 og hul- /¾¾ 3 5 „ pladen 38. Disse smådele bringes altså ved cyklon- eller een-trifuga 1 virkning ud af centralrøret 32 ind i ringområdet, -¾¾ som omgiver dette rør og ned under hulpladen 38 og derefter 9 151128 som følge af den nedadrettede ensartede strømning i kammeret 31 i parallelle, i det væsentlige retlinede baner. I denne nedadfaldende materialestrøm sprøjter dyserne i dysekransen den væske, som skal påføres. Da dyserne sidder højt oppe under 5 taget 28, rammes de ikke af de hvirvlende indførte faste smådele. Derfor er faren for en tilsmudsning af dyserne udelukket. Delene kommer dog direkte ind under disse sprøjtedyser og dermed ind i deres virkeområde, især da dyserne sprøjter indad og nedad. På denne måde dannes et agglomerat, der uden mekanisk 10 påvirkning dannes frit i sprøjterummet. Produktet bringes ned på/op på den rette temperatur ved denne oppefra såvel som nedefra indstrømmende, passende tempererede luft. Denne behandling kan være en afkøling eller en opvarmning.

15 Opholdstiden, kan ved den såkaldte "opfedtning" være lig med frysetiden til udkrystallisereing eller tørring og kan afkortes eller forlænges ved hjælp af reguleringsskyderen 49 efter behov.

2° Den særlige placering af dyserne, på sin vis i en død vinkel, hvor de ikke kan nås af de indførte faste smådele, tillader også at sprøjtestrålen kan „udvikle sig fuldt ud, inden den rammer det indhvirvlende„;:;f^‘produkt. Udover renholdelsen af dyserne opnås endvidep^^^i||^^Ling (eller i givet fald en 25 opvarmning) af de i den kolde til strømmende luft. ·

Det produkt, som fastholdes af det automatiske filter 61, der er selvrensende, tilføres enten til udløbet 48 eller til båndvægten 22 og føres altså tilbage i materialestrømmen, saledes.;...a$;.,$ter intet tab fremkommer. Det for processen nødven- • , , '· ‘ digé’.køle^'1 henholdsvis varmeanlæg kan installeres således, ; ' *f -at ,der indstges henholdsvis’udblæses luft for· køle-varmeudveks- * ‘ 2ingen’ Vé'd rummet^ Væg. Temper er ingsindretninSjrfen, i det fore- IC 1 , » ‘i *' t , ' ; - liggende tilfælde åltsa et køleaggregat 62;1 befinder sig uden * « ’'·· for ruinmeV 10’* Den’ dette aggregat 62 tempererede luft til- ' ..føres eh lufttilgang 63 via en ledning 64 og ledes derfra

Claims (11)

151128 ίο ind i rummet 10. Luften forlader rummet 10 igen via udgangen 65, hvorfra den gennem et udskifteligt filter 67 og ledningen 66 føres tilbage til køleaggregatet henholdsvis varmeveksleren 62. Ved isolation af hele rummet 10 bortfalder isolation 5 af de enkelte aggregater. Den af aggregatet 62 tempererede luft kan udtages på et vilkårligt sted i rummet 10. Isolationen af ledningen bortfalder ligeledes. Ved et udførelseseksempel af opfindelsen er alle de elementer, der forstyrrer den ønskede temperatur inde i rummet anbragt uden for rummet. I det 10 foreliggende tilfælde, hvor en køling er nødvendig, befinder også motorerne til drift af blæserne 17, 33 og 37 sig uden for rummet 10. De er ved hjælp af passende mekaniske gennemføringer forbundet til de arbejdende maskiner, altså i dette tilfælde blæserne eller ventilatorerne. Fortrinsvis drives 15 blæserne og/eller transportørerne af hydraulikmotorer. Patentkrav .

1. Fremgangsmåde til behandling af pulveragtigt eller kornet materiale med en væske, ved hvilken fremgangsmåde det pulver-agtige eller kornede materiale holdes svævende og i den svævende tilstand oversprøjtes med væsken, og af en opstigende luftstrøm bringes i en hvirveltilstand, kendetegnet ^ ved, at materialet under oversprøjtningen og derefter bevares i en uforstyrret, stadig nedadrettet bevægelse, før materialet indtræder i den opstigende luftstrøm.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, 30 at materialet indføres som en hvirvel med en lodret akse i den øverste del af en beholder, og derefter føres med gennem besprøjtningszonen af en i hovedsagen akseparallel nedadgående luftstrøm. 35

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at materialet opfanges i et hvirvelleje, dannet af den opstigende luftstrøm, neden for strækningen med den uforstyrrede nedadrettede bevægelse. 151128

4. Apparat til udøvelse af fremgangsmåde ifølge krav 1, og bestående af en beholder med en materialetilgang i dens øvre del, med et rum til den frie nedsynken af det behandlede materiale nedenfor materialetilgangen, med sprøjtedyser (59) 5 for væsken rettet ind i dette rum og med indretninger (60,61,37) til frembringelse af en opstigende luftstrøm, omfattende en i beholderens nedre del liggende lufttilgang (46) og en højere liggende luftafgang (36), kendetegnet ved, at rummet til materialets nedsynken er omsluttet af en væg (53), 10 ved hvis nedre ende en ringformet luftafgangsspalte (68) er indrettet som tilgang til et ringformet rum (55) til aftræk for den i beholderen indførte luftstrøm.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at 15 materialeindgangen (32) er omgivet af en luftindgangsåbning (38) for den nedadrettede luftstrøm.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at luftindgangsåbningen er udformet som en hulplade (38). 20

7. Apparat ifølge et eller flere af kravene 4 til 6, kendetegnet ved, at væggen (53) rager ned fra beholderens øvre del og sammen med beholdervæggen (27) danner det ringformede rum (55). 25

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at en luftledning (54) med tangentiel udblæsningsretning udmunder i det ringformede rum (55). 3° 9. Apparat ifølge et eller flere af kravene 4 til 8, ken detegnet ved, at der neden for den ringformede luftafgangsspalte (68) er tilsluttet en tragtformet indsnævring (29) af beholderen. 35 io. Apparat ifølge et eller flere af kravene 4 til 9, kendetegnet ved, at lufttilgangen er udformet som en hvirvellagsbund (40). 151128

11. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved, at et røreværk (41) er indrettet umiddelbart over hvirvellagsbunden (40).

12. Apparat ifølge et eller flere af kravene 4 til 11, ken detegnet ved, at sprøjtedyserne (59) er anbragt uden for materiale-væskebehandlingszonen.