DK167090B1 - Hvirvellagsapparat - Google Patents

Description

- i - DK 167090 B1

Opfindelsen angår et hvirvellagsapparat til tørring af vandige, varmefølsomme proteinsuspensioner, som indsprøjtes ved hjælp af en doseringsindretning, bestående af cylindriske og keglestumpformede afsnit og en indstrømningsbund, som er er udformet skålformet perforeret med 5 en hældningsvinkel.

Det er kendt at tørre proteinsuspensioner i sprøjtetørrere, som muliggør en skånsom tørring af et varmefølsomt materiale på grund af den korte opholdstid af de udsprøjtede partikler og indstillingen af køl egrænsetemperaturen ved overfladen. Der kendes endvidere tørrings-10 fremgangsmåder og apparater, ved hvilke man både kan tørre og granulere suspensioner, som ikke er varmefølsomme, hvorhos den varmefølsomme suspension tilføres i hvirvellaget. De derved dannede agglomerater tørres i den til frembringelse af hvi rvel lag nødvendige luftstrøm, hvorved der på grund af de ikke retningsbestemte, turbulente strømninger i hvirvel-15 lagene kan ske lokal overhedning. Der kendes endvidere tørrere, ved hvilke suspensionerne tørres på opvarmede roterende valser.

På grund af de ringe strømningshastigheder, som må overholdes som følge af den lille partikelstørrelse i sprøjtetørreren, er det en ulempe ved sprøjtetørrerne, at der i overensstemmelse hermed kræves 20 store maskintekniske anlæg med tilsvarende pladsbehov og deraf følgende store investeringsomkostninger. Hvirvel lagsapparater, hvor tørringen og granuleringen sker ved ikke retningsbestemte, turbulente strømninger, tillader ganske vist en højere lufthastighed og et deraf følgende ringere anlægsvolumen, men de er uegnede til tørring af proteinsuspensio-25 ner, da der på grund af de lokale overhedninger optræder betydelige kvalitetsforringelser. Desuden sker der i sådanne apparaturer ved tørringen af vandige proteinsuspensioner et sammenbrud af hvirvel laget som følge af fastklæbning af de enkelte partikler ved hinanden eller ved apparatvæggen. Den lokale overhedning af proteinsuspensioner sker ved 30 den direkte kontakt med valserne også med valsetørere og forårsager store kvalitetstab.

Fra NO-fremlæggelsesskrift 138.136 kendes et hvirvellagsapparat til tørring og køling af vandige ogvarmeføl somme proteinholdige væsker eller pulvere, hvor bunden er konisk udformet med en given hældnings-35 vinkel, og hvor luften til hvirvellaget tilføres tangetialt til rummet - 2 - DK 167090 B1 under bunden, hvorved det tilsigtes at opnå en vertikal hastighedsfordeling, som er proportional med bundens diameter. Ved dette hvirvellagsapparat er opholdstiden hyppigt utilstrækkelig og en del af de dannede partikler kan forlade hvirvellagsapparatet selv om de ikke har 5 den ønskede kornstørrelse. Endvidere opnås der ikke en optimal hastighedsfordeling langs en diameter i bunden.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et hvirvel lagsapparat af den indledningsvis angivne art, hvor der sikres en skånsom tørring, en variabel indstilling af materialeopholdstiden i hvirvellaget, og en 10 forbedret produktparameter med valgfri kornstørrelse, valgfri kornstørrelsesområde og indstilling af restfugtighed i proteingranulatet.

Den foreliggende opfindelse er baseret på den opgave at tilvejebringe et hvirvel lagsapparat til fremstilling af tørret protein af vandig suspension med hensigtsmæssigt udformet indstrømningsbund samt i 15 afhængighed deraf frembragte luftstrømme, under indføring af materialet fra oven og til føring af tørregas nede fra til frembringelse af et hvirvel!ag samt samtidig bortledning af proteinet.

Ifølge opfindelsen løses denne opgave ved, at hældningsvinklen (a) er mindre end 20°, at hullerne er anbragt således, at der fremkommer et 20 åbningsforhold φ mellem fri hulflade og totalflade, der tiltager kontinuerligt eller trinvist indefra og udad og i midten af indstrømnings-bunden er større end 3% og ved randen er mindre end 25%, og at der neden under den centrale åbning er anbragt et rør, som er udformet til samtidig lufttilførsel og proteinbortledning.

25 Ifølge opfindelsen består det i indstrømningsbunden anbragte rør endvidere fortrinsvis af to halvdele, som munder ud i en cellehjulsslu-se, og er forbundet med en højdeindstillelig bøsning.

Med løsningen ifølge opfindelsen opnås der en ensartet fordeling af luften under bunden til standardisering af strømningsprofilet i 30 hvirvel laget, en fladt hældende eller ikke hældende bund til forøgelse af opholdstiden for proteinmaterialet i hvirvellaget og dermed en mu-liggørelse af en målrettet granulering af proteinet, hvor målet er en forud fast kornstørrelse og fugtighed af proteinet, en forøgelse af åbningsforholdet i bunden fra centrum og udad til understøttelse af et 35 materialekredsløb i hvirvellaget og forbedring af materialeudtagningen, - 3 - DK 167090 B1 nemlig en større hastighed ved yderkanten, en opadrettet materialestrømning, en mindre hastighed ind mod midten, og en afbøjning af materialestrømningen ovenfra og nedad, samt med den opadrettede luftstrømning i udtagningsrøret en kornstørrelsesklassering af det udtrædende 5 protein, idet kun den partikelkornstørrelse, som har en større svæveha-stighed end den opadrettede luftstrømning, kan forlade hvirvel laget, idet målet er et protein med et forud fastsat kornstørrelsesspektrum.

Dette bevirker, at man på grund af den roterende bevægelse af proteinpartiklerne undgår en lokal overhedning, så at proteinets kvalitet ikke 10 forringes. Desuden opnås der på grund af den høje strømningshastighed af proteinpartiklerne ved randen af hvirvellagsapparatet en selvrensningseffekt, hvorved en fastklæbning af proteinpartikler ved beholdervæggen undgås. Som følge af dannelse af store proteinaggiomerater i hvirvel laget kan luftgennemstrømningen forøges betydeligt uden over-15 skridelse af bortledningshastigheden, hvilket bidrager væsentligt til en volumenmæssigt mindre udformning af hvirvel lagsapparaturet.

Opfindelsen er nærmere forklaret i det følgende under henvisning til tegningen, på hvilken 20 fig. 1 viser et længdesnit af et hvirvel lagsapparatur tillige med hvirvel lagets opbygning og gastilførsel samt agglomeratbortledni ng, fig. 2 et diagram af åbningsforholdet φ mellem den fri hulflade og indstrømningsbundens totale areal, og 25 fig. 3 en bøsning til indstilling af luftens strømningshastig hed tillige med centralt rør med cellehjulssluse.

Små proteinpartikler tilføres ved hjælp af en doseringsindretning fra oven til et cirkulært hvirvel!agsapparatur med cylindrisk eller 30 keglestubformet udformede afsnit. I afhængighed af den ifølge opfindelsen udformede indstrømningsbund 4 hersker der i apparaturet forskellige strømningshastigheder af luften, der former sig som hvirvel lag 3, hvorhos der ved forholdet mellem indstrømningshastighed og bortledningshastighed opnås, at der ikke bordledes proteinpartikler fra hvirvellaget.

35 Som følge af hvirvellaget 31 s klasserende virkning opnås, at de mindste - 4 - DK 167090 B1 proteinpartikler danner det øverste lag af hvirvel laget og fortrinsvis oversprøjtes fra dysen 2's sprøjtekegle. De fugtede proteinpartikler falder tilbage i hvirvellaget og tørres direkte over indstrømningsbunden 4 ved hjælp af den indtrædende varmluft samt føres atter i radial 5 retning udad og ved randen af hvirvel laget 3 opad som følge af den højere hastighed. For herunder at sikre et stabilt hvirvel!ag 3 må strømningshastigheden af luften i centrum være større end hvirvel punkthastigheden af de store proteinpartikler. Som følge af hvirvel laget 3's klasserende virkning, hældningen α af indstrømningsbunden 4 og den i 10 afhængighed af indstrømningsbunden 4's radius r indad aftagende hastighed kommer der fortrinsvis store proteinpartikler ind ved midten af indstrømningsbunden 4, hvor der er anbragt et centralt rør 5, gennem hvilket der strømmer luft med forskellig temperatur og med en ved hjælp af bøsningen 10 regulerbar strømningshastighed. Da proteinpartiklernes 15 faldhastighed i røret 5 ved konstant strømningshastighed af luften er en funktion af parti keldiametren, synker alle proteinpartikler, som opnår en bestemt diameter, nedad i røret 5 og træder gennem en celle-hjulssluse 6 ud fra hvirvel!agsapparatet. Alle mindre proteinpartikler gribes af den i røret 5 værende luftstrømning og transporteres tilbage 20 til hvirvel laget. Den tilførte luft 9 over indstrømningsbunden 4 kan have samme temperatur som luften 8 i det centrale rør 5, men bør ikke overskride 200°C, evt. kan luften 8 være kold, således at der i røret 5 sker en afkøling af proteinerne.

25

Claims (2)

1. Hvirvellagsapparat til tørring af vandige, varmefølsomme proteinsuspensioner, som indsprøjtes ved hjælp af en doseringsindretning (2), bestående af cylindriske og keglestumpformede afsnit og en indstrømningsbund (4), som er er udformet skålformet perforeret med en hæld- 5 ningsvinkel (a), kendetegnet ved, at hældningsvinklen (a) er mindre end 20°, hvor hullerne er anbragt således, at der fremkommer et åbningsforhold (Φ) mellem fri hulflade og totalflade, der tiltager kontinuerligt eller trinvist indefra og udad og i midten af indstrømnings-bunden (4) er større end 3% og ved randen er mindre end 25%, og at der 10 neden under den centrale åbning er anbragt et rør (5), som er udformet til samtidig lufttilførsel og proteinbortledning.

2. Hvirvel lagsapparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det i indstrømningsbunden (4) anbragte rør (5) fortrinsvis består af to halvdele og munder ud i en cellehjulssluse (6) og er forbundet med en 15 højdeindstillelig bøsning (10).