DK160809B - Fremgangsmaade og forstoevningstoerringsapparat til fremstilling af stabile partikelagglomerater - Google Patents

Description

DK 160809 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til forstøvningstørring af væsker, som indeholder opløste eller suspenderede faste stoffer til fremstilling af stabile partikelagglomerater, såvel som et forstøvningstør-5 ringsapparat til anvendelse ved fremgangsmåden.

Pulverformede materialer, som fremstilles ved forstøvningstørring af opløsninger eller suspensioner, såsom mælkepulvere, skal meget ofte have såkaldte in-stante egenskaber. Udtrykket "instante" betyder, at 10 pulverne er let dispergerbare eller let opløselige i væsker, specielt i vandige væsker.

Til opnåelse af instante egenskaber af et forstøvningstørret pulver er det sædvanligvis vigtigt, at det består af agglomerater af primære partikler. For 15 produkter, som kun indeholder en mindre mængde fedt, såsom skummetmælkspulver, er agglomerering den eneste behandling, der er nødvendig til opnåelse af instante egenskaber i koldt vand, medens fedtholdige produkter kræver en yderligere behandling, nemlig en overtrækning 20 med en komponent, som har både lipofile og hydrofile egenskaber, for at dække det vandafvisende fedtlag, som normalt er til stede på overfladen af partiklerne eller agglomeraterne.

Ikke-agglomererede, forstøvningstørrede pulvere 25 består af enkelte partikler, som, når det drejer sig om mælkepulvere, sædvanligvis har en gennemsnitsstørrelse i området 40-100 μπι. Sådanne pulvere er relativt tunge, dvs. de har stor pulvermassefylde, er støvende og er vanskelige at rekonstituere i vand. Når et sådant 30 pulver hældes ud på vand, dannes der en pulverbunke på vandoverfladen, og ved den første kontakt mellem vandet og denne pulverbunke dannes der en partikelopslæmning ved grænsefladen, som hæmmer indtrængning af vand til det indre af pulverbunken. Som følge deraf er det kun 35 en mindre del af pulveret, der dispergeres eller opløses, hvorfor der kun fremkommer en tynd opløsning eller

DK 160809 B

2 suspension som indeholder klumper, der kun på overfladen er befugtede, og som indeholder tørt pulver i det indre.

En agglomereringsproces omdanner de enkelte par-5 tikler til klynger af partikler, der betegnes agglome-rater. Agglomerering forøger den gennemsnitlige partikelstørrelse og formindsker pulvermassefylden. (Udtrykket "gennemsnitlig partikelstørrelse" anvendes her som betegnende den gennemsnitlige størrelse af de elemen-10 ter, som udgør pulveret, uafhængigt om disse er enkeltpartikler eller agglomerater). Derfor er agglomererede pulvere væsentligt mere voluminøse end ikke-agglomererede pulvere. Dette skyldes, at de har et større indhold af mellemrumsluft, der betegner den luft som fin-15 des inden i og mellem agglomeraterne. Ved rekonstitueringen erstattes dette store indhold af mellemrumsluft af vand, hvilket muliggør at agglomeraterne fordeles og desintegrerer til dannelse af en opløsning eller suspension uden klumper.

20 En kontrolleret agglomerering, eventuelt forenet med den ovennævnte behandling med lipofile og hydrofile midler, er således langt den vigtigste foranstaltning til opnåelse af en egnet befugtelighed og dispergerbar-hed og andre egenskaber hos forstøvningstørrede pulve-25 re, hvis de ønskede instante egenskaber af disse skal opnås.

En beskrivelse af de hidtil anvendte fremgangsmåder til agglomerering af forstøvningstørrede pulvere findes i følgende artikel: J. Due Jensen: 30 "Agglomerating, Instantizing and Spray Drying", Food Technology, juni 1975, 60-71.

De forskellige fremgangsmåder, som står til rådighed for agglomerering af forstøvningstørrede pulvere, kan betegnes enten genfugtningsprocesser "rewet 35 processer"- eller "straight-through"-processer. Gen- fugtningsprocesserudføres efter at pulveret er frem-

DK 16C809B

3 stillet, medens agglomereringen ved straight-through-processer sker under forstøvningstørringen, dvs. samtidig med og umiddelbart efter at de primære partikler dannes.

5 Ved en typisk straight-through fremgangsmåde tilbageføres fine partikler, dvs. ikke-agglomererede partikler, som dannes i forstøvningstørringstrinnet, således at disse møder væskedråber eller fugtige, klæbrige partikler i forstøvningszonen.

10 Når der anvendes et forstøvningshjul til for støvning af den væske, som skal forstøvningstørres, tilbageføres de fine partikler til et fast sted lige ovenfor periferien af hjulet, som det er illustreret i ovennævnte artikel, eller de kan blæses opad mod de 15 forstøvede dråber fra et sted centralt under forstøverhjulet, som det ligeledes illustreres i nævnte artikel.

Det har også været foreslået, tysk fremlæggelsesskrift nr. 1 228 567, Max E. Schultz, at blæse de 20 fine partikler ved hjælp af befugtende damp og eventuelt trykluft i en retning, som er radial i forhold til forstøverhjulet for at tvinge de fine partikler ind i skyen af forstøvede dråber og partielt tørrede partikler i modstrøm med denne. Ved denne fremgangsmåde dan-25 nes der imidlertid en blanding, som består af agglome-rater med meget forskellig struktur og størrelse.

De hidtil anvendte fremgangsmåder er derfor ikke så effektive, som det er ønskeligt med hensyn til at sikre, at en stor andel af de tilbageførte fine partik-30 ler inkorporeres i agglomerater med ønsket struktur, størrelse og mekanisk styrke.

Det har nu vist sig, at justering af placeringen af stedet for tilbageførelse af de fine partikler i forhold til forstøverhjulet og andre parametre, som de-35 fineret nedenfor, muliggør opnåelse af en stor andel agglomerater med ønsket struktur, partikelstørrelse og 4

DK 160809 B

styrke.

Dette træk udnyttes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som angår en fremgangsmåde til forstøvningstørring af væsker, som indeholder opløste eller 5 suspenderede faste stoffer til frembringelse af stabile partikelagglomerater, ved hvilken væsken forstøves i et tørrekammer ved hjælp af et forstøverhjul til dannelse af dråber; en strøm af tørreluft, som omgiver forstøverhjulet, ledes mod de udslyngede dråber i retninger, 10 som overvejende går på tværs af disses baner, hvorved dråberne tørres til dannelse af et partikelformet materiale; og den fineste partikelfraktion af dette materiale opsamles og tilbageføres pneumatisk til tørrekammeret for at kollidere med udslyngede dråber eller kun 15 partielt tørrede, mere eller mindre klæbrige partikler, hvilken fremgangsmåde følge opfindelsen er ejendommelig ved, at man (i) indfører de fineste partikler i strømmen af tørreluft, før denne møder de udslyngede partielt 20 tørrede dråber, og fordeler disse partikler i kun en mindre del af strømmen af tørreluft, hvorved de fineste partikler vil medrives i tør-reluften, således at de kolliderer med de partielt tørrede dråber i en fastlagt afstand fra 25 hjulets periferi, og (ii) regulerer placeringen af stedet for indførelse af de fineste partikler til indstilling af nævnte fastlagte afstand mellem kollisionsstedet og 30 hjulet i afhængighed af egenskaberne af væsken, som skal tørres, og driftsparametre til opnåelse af agglomerater med ønsket struktur og partikelstørrelsesfordeling .

35 Den ovennævnte regulering af stedet for indfø relse af de fine partikler, som tilbageføres, kan ske

DK 160809 B

5 uden særlig stor eksperimentering af en fagmand, som arbejder på basis af den nedenfor givne forklaring med hensyn til relationen mellem afstanden fra det område, hvor de fine partikler kommer i kontakt med dråberne 5 eller de kun partielt tørrede klæbende partikler, til hjulets periferi og strukturen af de resulterende ag-glomerater.

1) Hvis stedet for indførelse af de fine partikler 10 afpasses således, at der kun fås en meget kort afstand fra forstøverhjulets periferi til det område, hvor de fine partikler møder de forstøvede dråber, vil der kun være sket en begrænset fordampning fra dråberne, og de er stadig i overvejende grad væskeformige. De fine 15 partikler, som møder disse væskedråber, trænger enten ind i det indre af disse, eller de fine partiklers overflade overtrækkes af dråberne, i dette sidstnævnte tilfælde dannes der den såkaldte løgstruktur. Begge disse tilfælde resulterer i en enkelt partikel med for-20 øget størrelse, og som ofte har en vis deformering. De to typer af strukturer er vist i fig. 1 som strukturerne henholdsvis a og b. Begge strukturer har stor mekanisk styrke og lille specifikt volumen, og de hører ikke til den type agglomerater, som ønskes i instante 25 pulvere.

2) Hvis afstanden fra området, hvor kollisionen finder sted til hjulet, er noget længere, er fordampningen fra dråberne skredet yderligere frem, men fug- 30 tighedsindholdet vil stadig være tilstrækkeligt til, at en vis plasticitet er bevaret, og de fine partikler trænger til dels ind i overfladen af de partielt tørrede dråber og danner et pseudo-agglomerat, der kan beskrives som havende "hindbær"-struktur (c på fig. 1).

35 Selvsagt har en sådan struktur ikke megen porøsitet, og som følge deraf vil det specifikke pulvervolumen være 6

DK 160809 B

temmeligt lille. Derfor er heller ikke struktur c ideel, når der ønskes et instant produkt.

3) Når afstanden fra hjulet til det overfor define-5 rede område for kollision eller møde er endnu længere, vil de forstøvede dråber være blevet omdannet til faste partikler med ringe plasticitet, men vil stadig have en tilstrækkelig klæbrighed til, at der dannes egentlige agglomerater med stor porøsitet og drueklaselignende 10 struktur (struktur d i fig. l). Det resulterende pulver har stort specifikt volumen. Den mekaniske stabilitet er mindre end for partiklerne med strukturerne a, b eller c, men tilstrækkelig til at muliggøre mekanisk håndtering, f.eks. i dåsefyldningsanlæg.

15 4) Når kollisionsområdet er i endnu længere afstand fra hjulet, vil partiklerne, som er dannet ved tørring af de forstøvede dråber, have lavt fugtighedsindhold og derfor en ringe klæbrighed, og de dannede agglomerater 20 vil have en løs drueklaselignende struktur. (Struktur e på fig. 1).

For mælkepulvers vedkommende vil den mest ønskede struktur være en kompakt drueklasestruktur (d).

Således er det muligt, uden omfattende forsøgs-25 arbejde, at indstille den ovenfor definerede afstand til opnåelse af den ønskede agglomeratstruktur og at kompensere for variationer i driftsbetingelser, som ellers ville påvirke produktets kvalitet. Eksempler på sådanne driftsbetingelser er koncentration og tempera-30 tur af udgangsmaterialet, forvarmningsbehandling af udgangsmaterialet (når dette er et mælkeprodukt), mængden af tørreluft, omdrejningshastighed af forstøverhjulet etc.

Opfindelsen angår endvidere et forstøvningstør-35 ringsapparat til udførelse af fremgangsmåden, omfattende et tørringskammer med et forstøverhjul til udslyng-

DK 160809 B

7 ning af dråber af den væske, som skal forstøvningstørres, ind i tørrekammeret, midler til tilvejebringelse af en strøm af tørreluft rundt om forstøverhjulet og i overvejende grad på tværs af de baner, i hvilke dråber-5 ne udslynges fra hjulet, en partikelseparator til opsamling af de fineste forstøvningstørrede partikler fra tørreluften og midler til tilbageførelse af disse fine partikler til tørrekammeret, hvilket forstøvningstør-ringsapparat ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, 10 at nævnte midler til tilbageførelse af de fineste partikler omfatter i det mindste én ledning, som udmunder i tørrekammeret på et sted, som, når apparatet er i drift, er i strømmen af tørreluft og ovenstrøms for det område, hvor tørreluften møder de udslyngede dråber, og 15 placeringen af udmundingsstedet for denne ledning er regulerbar til muliggørelse af ændring af afstanden mellem området, hvor de tilbageførte fine partikler, som medrives af tørreluften, kolliderer med de udslyngede dråber, og periferien af forstøverhjulet.

20 Adskillge mekaniske konstruktioner kan anvendes til opnåelse af den nødvendige mulighed for at regulere den ovenfor definerede afstand, som er afgørende for egenskaberne af de resulterende agglomerater.

Ved en af de foretrukne udførelsesformer for 25 forstøvningstørringsapparatet ifølge opfindelsen er forstøverhjulet monteret på et forstøverhus med konisk form, som har den mindste diameter i den ende, som vender mod hjulet, og rundt om dette hus findes en tørre-luftfordeler, som leverer en strøm af tørreluft nær ved 30 den ydre væg af det koniske hus og i retninger parallelle dermed, hvilket apparat ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at det har et rør til pneumatisk indførelse af fine partikler, som skal tilbageføres, hvilket rør passerer gennem nævnte ydervæg af det koni-35 ske hus, og hvilket rør har en åbning ind i tørrekammeret, hvorhos den vinkelrette afstand fra denne åbning 8

DK 160809 B

til husets koniske ydervæg er regulerbar.

Regulering af nævnte vinkelrette afstand fra åbningen til den koniske væg kan f.eks. ske ved teleskopisk ændring af længden af den del af røret, som stræk-5 ker sig ind i tørrekammeret.

I forbindelse med denne sidstnævnte udførelsesform er det fordelagtigt at have åbningen anbragt i sidevæggen nær enden af røret, og at røret har en afslutningsdel, som, på grund af den teleskopiske konstruk-10 tion, kan drejes således at der herved opnås en yderligere mulighed for at ændre den vinkelrette afstand mellem åbningen og væggen af det koniske hus.

Ved en alternativ udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen opnås den ønskede mulighed for regu-15 lering af afstanden mellem hjulet og området, hvor de tilbageførte fine partikler møder de udslyngede dråber og partielt tørrede partikler, ved at placeringen af udmundingsstedet for nævnte ledning er justerbar ved hjælp af et kugleled i den del af ledningen, som stræk-20 ker sig ind i tørrekammeret.

Denne sidstnævnte udførelsesform er egnet, ikke alene i forbindelse med forstøvningstørringsapparater med konisk forstøverhjul, men også hvor dette hus har andre former, f.eks. er cylindrisk.

25 Det samme gælder en yderligere og foretrukken udførelsesform, ved hvilken røret til indførelse af partikler, som skal tilbageføres, ved sin udmundingsende har en drejelig slidsk (i det følgende betegnet de-flektor), som kan afbøje partiklerne i en retning med 30 en vinkel til rørets centerlinie, hvilken deflektor kan drejes til pneumatisk indblæsning af partiklerne i en vilkårlig retning i det væsentlige vinkelret på røret.

Selvsagt kan der opnås yderligere variationer af det specifikke pulvervolumen ved at dreje deflektorerne 35 på et apparat med flere rør i forskellige retninger.

Ved udnyttelse af nærværende opfindelse til op-

DK 160809 B

9 nåelse af optimale betingelser for dannelse af ønskede agglomerater kan mængden af fine partikler, som skal tilbageføres, formindskes. En sådan formindskelse er fordelagtig, da enhver tilbageførelse til de varme og 5 fugtige betingelser i forstøvningstørringskammeret medfører en risiko for varmebeskadigelse, som fører til forringede produktkvaliteter, f.eks. en forringet opløselighed.

De fordele, som opnås ved opfindelsen, er såle-10 des ikke begrænsede til tilvejebringelse af agglomerater med ønsket struktur, men også andre produktkvaliteter forbedres, specielt når der fremstilles varmeføl-somme produkter.

Opfindelsen belyses nærmere under henvisning til 15 tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser betydningen af afstanden mellem forstøverhjulet og det område, hvor de fine partikler bringes i kontakt med dråberne eller partielt tørrede par-20 tikler, på produktstrukturen, det speci fikke pulvervolumen og den mekaniske stabilitet, som tidligere forklaret, fig. 2 skematisk viser en udførelsesform for et anlæg til fremstilling af forstøvnings-25 tørret instant sødmælkspulver eller an det fedtholdigt pulverformet næringsmiddel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvilket anlæg omfatter et forstøvningstørringsapparat ifølge opfindelsen, 30 fig. 3 skematisk gengiver en udførelsesform af en detaille af det i fig. 2 viste apparat, hvilken detaille i fig. 2 befinder sig indenfor firkanten I, fig. 4 skematisk gengiver en anden udførelses-35 form af detaillen i firkanten I i fig. 2, fig. 5 skematisk viser en yderligere udførelses-

DK 160809 B

10 form for detaillen i firkanten I i fig.

2, fig. 6 gengiver kurver, som hører til eksemplerne 1-12 nedenfor, 5 fig. 7 er et elektro mikroskopisk billede, som viser agglomerater, opnået i eksempel 3 nedenfor, og fig. 8 er et elektron mikroskopisk billede, som viser agglomerater opnået i eksempel 10 10 nedenfor.

I fig. 2 tilføres en strøm af varm tørreluft via en kanal 1 til en tørreluftfordeler 2 i loftet af et forstøvningstørringskammer 3.

Koncentreret sødmælk føres via ledning 4 til 15 et forstøverhjul 5, hvorfra den udslynges som dråber.

Ved kontakt med den nedadrettede strøm af varm tørreluft, som leveres af luftfordeleren 2 omdannes disse dråber til mælkepulver. En betydelig del af dette mælkepulver forlader bunden af tørrekammeret med et fug-20 tighedsindhold større end det, som ønskes i slutproduk tet.

Dette pulver falder ned i et tørreapparat 6 med vibreret fluidiseret leje, hvorfra det med formindsket fugtighedsindhold føres til et yderligere tør-25 ringsapparat 7 med vibreret fluidiseret leje, hvorfra det videresendes til en licithinbehandlingsenhed 8, hvor det påsprøjtes licithin, opløst i spiselig olie eller fedt.

Efter denne licithinbehandling ledes pulveret 30 gennem et yderligere apparat 9 med vibreret fluidiseret leje til yderligere konditionering af pulveret, som det er sædvanligt.

Tørreluften forlader forstøvningstørringskammeret 3 gennem en kanal 10. En betydelig mængde fine 35 partikler medrives af tørreluften gennem kanalen 10 og adskilles fra luften i en cyklon 11. Tørreluften

DK 160809 B

11 forlader cyklonen gennem en skorsten 12.

De tre apparater 6, 7 og 9, som har vibre rende fluidiseret leje, modtager konditioneringsluft, som angivet med 13, 14 og 15, som passerer gennem 5 det fluidiserede pulverlag, som opretholdes i hvert af apparaterne med fluidiseret leje. Derved afblæses en væsentlig del af de fineste partikler i de fluidiserede lag og fjernes fra disse med luften, som forlader apparaterne med vibreret fluidiseret leje gennem ledninger-10 ne henholdsvis 16, 17 og 18.

Afgangsluften med medrevne fine partikler fra de tre apparater med fluidiseret leje ledes til en cyklon 19 til opsamling af de fine partikler. De fine partikler, som opsamles i cyklonerne 11 og 19, tilbage-15 føres pneumatisk til forstøvningstørringskammeret 3 via et rør 20.

De væsentlige træk ved nærværende opfindelse har tilknytning til udmundingen af røret 20 i forstøvningstørringskammeret. Denne udmunding er afbildet på 20 figurerne 3, 4 og 5.

På fig. 3 har tallene 5 og 20 samme betydning som på fig. 2. 21 betegner den ydre væg af et konisk hus, som omgiver forstøveren, gennem hvilken væg enden af røret 20 passerer ind i tørrekammeret.

25 I den udførelsesform, som er afbildet i fig. 3, er enden af røret 20 forsynet med en teleskopisk forbindelse 22, hvis stilling i røret 20 kan indstilles ikke alene vertikalt, men også ved at dreje forlængelsen rundt om dens længdeakse.

30 I sin nedre del har denne forlængelse en åbning 23 i den ene side, medens den modsatte side og bunden er udformet som et afbøjende organ til muliggørelse af glat pneumatisk passage af de fine partikler, som skal tilbageføres, ud gennem åbningen 23.

35 Fra tørreluftfordeleren 2, der er vist i fig.

2, passerer en strøm af tørreluft nedad langs væggen

DK 160809 B

12 21 og i retninger i det væsentlige parallelle med denne, som angivet med pilene i fig. 3, 4 og 5.

Retningen for denne strøm af tørreluft har sædvanligvis også en vis rotationskomponent, som der imid-5 lertid, for at forenkle fremstillingen, foreløbigt ses bort fra ved nedenstående forklaring af opfindelsen.

De fine tilbageførte partikler, som når tørrekammeret gennem åbningen 23, vil fordeles i en del af strømmen af tørreluft og medrevet i tørreluften vil de 10 føres nedad til møde og kollision med dråber, som er udslynget fra hjulet 5 og partielt tørrede partikler.

På figurerne 3, 4 og 5 er afstanden fra hjulets periferi til det område, hvor denne kollision finder sted, angivet med a.

15 Ved at variere afstanden a er det muligt at styre agglomereringen som forklaret ovenfor, og som det yderligere illustreres i nedenstående eksempler.

Som det fremgår af fig. 3 vil enhver ændring af den vinkelrette afstand b fra åbningen 23 til væg-20 gen 21 afspejles i en tilsvarende ændringen af afstanden a.

Afstanden b (og som følge deraf a) kan formindskes ved at anbringe forlængelsen 22 i en højere stilling i røret 20, medens en forøgelse af afstanden 25 b kan opnås ved at anbringe forbindelsen 22 i en lavere stilling og/eller dreje forlængelsen således, at åbningen 23 vender bort fra hjulet 5 eller er i en mellemstilling.

Ved udførelsesformen, som gengives i fig. 4, er 30 en forlængelse 24 forbundet til røret 20 ved hjælp af et kugleled 25, medens den resterende del af forlængelsen svarer til forlængelsen 22 vist på fig. 3.

I udførelsesformen, som vises 0 fig. 4, kan afstanden a reguleres enten ved at bøje forlængelsen 35 mod eller bort fra forstøverhjulet eller ved at dreje åbningen 23 mere eller mindre bort fra forstøverhju-

DK 160809 B

13 let eller ved at benytte begge disse foranstaltninger.

Den i fig. 4 viste udførelsesform med kugleled er egnet, ikke alene i forbindelse med forstøvningstørringsapparater med konisk forstøverhus, men også i 5 forbindelse med apparater, som har cylindrisk forstøverhus .

I den i fig. 5 viste udførelsesform er røret 20 forsynet med en deflektor 26, som er aftageligt og drejeligt anbragt i en bøsning 27. Deflektoren leder 10 de fine partikler ud i tørrekammeret gennem en åbning 28, hvis stilling kan ændres ved at dreje deflektoren.

Denne udførelsesform muliggør justering af afstanden a indenfor noget snævrere grænser end de grænser, som findes i forbindelse med udførelsesformerne, som vises 15 i fig. 3 og 4, men den vil tilfredsstille de fordringer, som stilles i de fleste industrielle anlæg, og udførelsesformen foretrækkes som følge af dens simple konstruktion og pålidelighed.

I forstøvningstørrere med et strømningsmønster 20 for tørreluften af væsentlig roterende natur vil virkningen af drejelige deflektorer på afstanden a (fig.

3, 4 og 5) være bestemt af en kompliceret balance af strømninger af masse og bevægelsesmængde i den roterende tørreluft og i strømmen af fine partikler og deres 25 ledsagende transportluft. Det er imidlertid indlysende, at afstanden a bliver større, hvis de fine partikler indblæses i en medstrømsretning, end hvis de indblæses i modstrømsretning i forhold til tørreluftens strømningsretning. Virkningen på det specifikke pul-30 vervolumen af det resulterende pulver vil afvige på lignende måde.

Forstøvningstørringsapparatet ifølge opfindelsen har fortrinsvis flere justerbare organer til indførelse af tilbageførte fine partikler. For enkeltheds skyld 35 er der kun vist to sådanne organer i fig. 2, men det anses som foretrukket at have fire eller seks eller

DK 160809 B

14 endda flere sådanne organer i apparater til industriel produktion.

Opfindelsen illustreres nærmere ved hjælp af følgende eksempler.

5 EKSEMPLER 1-12

Disse eksempler blev udført i et anlæg, som det i fig. 2 viste, under anvendelse af tilbageførelsesfor-10 anstaltninger, som illustreret i fig. 3. Antallet af tilbageførelsesrør med forlængelser i forstøvningstør-ringsapparatet var 4.

Formålet med disse eksempler var at vise muligheden for at ændre agglomereringsgraden (udstrykt som 15 specifikt pulvervolumen) ved at indstille afstanden b og dermed a i fig. 3.

Som udgangsmateriale for forstøvningen blev anvendt koncentreret sødmælk.

Alle disse tolv eksempler blev udført under an-20 vendelse af identiske driftsparametre bortset fra, at afstanden b var forskellig i hvert eksempel. Afstanden b blev indstillet fra 57 mm til 203 mm ved teleskopisk justering af forlængelsen 22 i røret 20 og ved at dreje retningen af åbningen 23 mere eller min-25 dre mod eller bort fra forstøverhjulet.

Resultaterne fremgår af nedenstående Tabel.

30 35

DK 160809 B

15

TABEL

Eksempel b, mm Specifikt pulver- Pulvermasse- volumen ml/100 g fylde kg/m3 5 1 57 220 455 2 75 230 435 3 93 240 417 10 4 107 240 417 5 125 242 413 6 143 256 391 7 147 257 389 8 160 257 389 15 9 176 261 383 10 177 264 379 11 195 275 364 12 203 280 357 20

En kurve, baseret på ovenstående værdier, er gengivet i fig. 6. Det fremgår af denne, at der er et tilnærmelsesvist lineært forhold mellem specifikt pulvervolumen og afstanden b (og som følge deraf også 25 afstanden a), i det mindste indenfor området, som dæk-kes af de tolv eksempler.

Prøver af produkterne fra Eksempel 3 og 10 blev underkastet elektronmikroskopi.

Fig. 7 viser, i en forstørrelse på 400 gange, 30 agglomerater opnået i Eksempel 3. Disse agglomerater har den struktur, som ovenfor er beskrevet som "kompakt drueklase".

Fig. 8 viser, i en forstørrelse på 500 gange, materialet opnået i Eksempel 10. Som forventet er 35 strukturen her væsentlig mindre kompakt end den, der blev opnået i Eksempel 3. Mængden af mellemrumsluft mellem de primære partikler er større, og kontaktfla- 16

DK 160809 B

derne mellem de primære partikler er mindre, og det gengivne agglomerat er af den type, som ovenfor er betegnet "løs drueklase".

5 Eksempel 13

Også dette eksempel blev udført i et anlæg, som det i fig. 2 illustrerede, i hvilket forstøvningstørrings apparatet havde fire organer til tilbageførelse af 10 fine partikler, konstrueret som vist i fig. 3.

Forstøvningstørringskammeret havde en diameter på 9,9 m og en cylindrisk højde på 9,6 m. Topvinklen for kammerets koniske nedre del var 60°.

9800 kg sødmælkskoncentrat med et tørstofindhold 15 på 48% og 28% fedt i tørstof og med en temperatur på 70°C blev forstøvet pr. time.

Temperaturen af hovedstrømmen af tørreluft, som blev tilført gennem kanal 1 til kammeret var 180°C. Afgangstemperaturen blev justeret således, at der blev 20 opnået ca. 6% fugtighed i det pulver, som blev udtaget fra bunden af tørrekammeret.

Den afsluttende tørring af pulveret skete i tre apparater 6, 7 og 9 med vibreret fluidiseret leje, der blev tilført luft med følgende temperaturer: Ved 25 13 95°C, ved 14 75°C og ved 15 40°C.

En licithinopløsning, fremstillet ud fra lici-thinpulver i en mængde på 0,2% licithin, beregnet på mængden af mælkepulver, hvilken licithin var opløst i smørolie (40% licithin), blev sprøjtet på pulveret i 30 enheden 8. De fine partikler, som blev medrevet af de forskellige gasstrømme, blev udvundet i cyklonerne li og 19 og tilbageført gennem røret 20 og forlængelserne 22. Den vinkelrette afstand b til den koniske væg 21 (fig. 3) var 203 mm (gælder for hver af de fi-35 re forlængelser).

Mængden af fint pulver, som blev tilbageført pr.

DK 160809 B

17 time gennem 20 svarede til 16-21% af produktet, som blev udvundet fra 9, hvilket er en forholdsvis lille mængde.

Det opnåede sødmælkspulver havde følgende egen- 5 skaber:

Specifikt pulvervolumen Pulvermassefylde

Banket 0 x: 286 mg/100 g 350 kg/m3 10 Banket 100 x: 240 ml/100 g 417 kg/m3

Banket 1250 x: 227 ml/100 g 440 kg/m3

Opløselighedsindex: <0,1 (ADMI)

Befugtelighed: 6 sekunder (IDF method 87:1979) 15

Partikelstørrelsesfordelinq: >500 ym 5% 355- 500 ym 10% 20 250- 355 ym 19% 212- 250 ym 12% 180- 212 ym 15% 150- 180 ym 11% 125- 150 ym 9% 25 90- 125 ym 10% < 90 ym 9%.

Partikelmassefylde 1,17 g/cm3 (NA Method Alla)

Strømningsdygtighed: 53 sekunder (NA Method A23a).

30 35

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til forstøvningstørring af væsker indeholdende opløste eller suspenderede faste stoffer til fremstilling af stabile partikelagglomera- 5 ter, ved hvilken væsken forstøves i et tørrekammer med et forstøverhjul til dannelse af dråber; en strøm af tørreluft ledes rundt om forstøverhjulet og mod de udslyngede dråber i retninger overvejende på tværs af disses baner, hvorved dråberne tørres til dannelse af 10 et partikelformet materiale; og den fineste partikelfraktion af dette materiale opsamles og tilbageføres pneumatisk til tørrekammeret for at kollidere med udslyngede dråber eller kun partielt tørrede, mere eller mindre klæbende partikler, kendetegnet ved, 15 at man: (i) indfører disse fine partikler i strømmen af tørreluft, før denne møder de udslyngede partielt tørrede dråber, og fordeler disse partikler i 20 kun en mindre del af strømmen af tørreluft, så ledes at de fine partikler vil medrives af tør-reluften til kollision med de partielt tørrede dråber indenfor en fastlagt afstand fra hjulet, og 25 (ii) regulerer placeringen af indførelsesstedet for disse fine partikler til regulering af nævnte fastlagte afstand mellem stedet for kollision til hjulet i afhængighed af egenskaberne af den 30 væske, som tørres, og driftsparametre til op nåelse af agglomerater med ønsket struktur.

2. Forstøvningstørringsapparat til udførelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, omfattende et tørrekammer 35 DK 160809 B 19 (3) med et forstøverhjul (5) til udslyngning af dråber af den væske, som skal forstøvningstørres, i tørrekammeret, organer (2) til levering af en strøm af tørreluft rundt om forstøverhjulet og overvejende på tværs 5 af de baner, i hvilke dråberne udslynges fra hjulet, en partikelseparator (11) til opsamling af fine forstøvningstørrede partikler fra tørreluften, og organer til tilbageførelse af disse fine partikler til tørrekammeret, kendetegnet ved, at disse organer til 10 tilbageførelse af de fine partikler omfatter i det mindste et rør (20), som udmunder i tørrekammeret (3) på et sted, som, når apparatet er i drift, er i strømmen af tørreluft og ovenstrøms for det område, hvor denne tørreluft møder de udslyngede dråber, og place-15 ringen af udmundingen af denne ledning er regulerbar til muliggørelse af regulering af afstanden mellem det sted, hvor de tilbageførte fine partikler, medrevet i tørreluften, kolliderer med de udslyngede dråber og forstøverhjulets periferi.

3. Forstøvningstørringsapparat ifølge krav 2, hvori forstøverhjulet (5) er monteret på et forstøverhus med konisk form med mindste diameter i retning mod hjulet, og som har en tørreluftfordeler (2), som giver en strøm af tørreluft tæt ved de ydre vægge (21) af det 25 koniske hus og i retninger parallelt dermed, kendetegnet ved, at det har et rør (20) til pneumatisk indførelse af fine partikler som tilbageføres, hvilket rør passerer gennem nævnte ydervæg af det koniske hus og har en åbning (23) ind i tørrekammeret, 30 hvorhos den vinkelrette afstand (b) mellem denne åbning og det koniske hus's ydre væg (21) er regulerbar.

4. Forstøvningsningstørringsapparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den vinkelrette afstand (b) fra åbningen til den koniske væg kan regule-35 res ved teleskopisk ændring af længden af en forlængelse (22) af røret, som når ind i tørrekammeret. DK 160809 B 20

5. Forstøvningstørringsapparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at åbningen (23) er anbragt perifert nær den afsluttende ende af forlængelsen (22), og forlængelsen kan ved en teleskopisk konstruktion 5 drejes til opnåelse af yderligere mulighed for at ændre den vinkelrette afstand (b) mellem åbningen og væggen (21) af det koniske hus.

6. Forstøvningstørringsapparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at placeringen af udmundin- 10 gen af nævnte rør kan reguleres ved hjælp af et kugleled (25) i den del af røret, som strækker sig ind i tørrekammeret.

7. Forstøvningstørringsapparat ifølge et vilkårligt af kravene 2-4 eller 6, kendetegnet 15 ved, at røret (20) er forsynet med et drejeligt afbøjningsorgan (26), som leder nævnte fine partikler til rørets periferi, før de blæses ud i tørrekammeret, hvilket afbøjningsorgan kan drejes til pneumatisk udblæsning af de fine partikler i enhver retning, i det 20 væsentlige vinkelret på røret.

8. Forstøvningstørringsapparat ifølge et vilkårligt af kravene 2-7, kendetegnet ved, at det har 2, 6 eller 8 af nævnte rør, anbragt symmetrisk i samme afstand fra forstøverens akse. 25