ES2285650T3 - Instalacion para el secado de productos pastosos y aplicaciones. - Google Patents
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Abstract
Instalación para secar un producto pastoso, que comprende una cámara alargada (15) que contiene una entrada (E) de producto pastoso y una salida (S) de producto secado, y unas paredes calientes para que el producto pastoso sea secado al contacto con dichas paredes, las cuales están constituidas por unos discos calefactores fijos (18, 18'') dispuestos en enfilada en la cámara (15) entre dicha entrada (E) y dicha salida (S) de la cámara, conteniendo dicha cámara (15) un rotor constituido por un árbol (17, 17'') que soporta unos brazos (16, 16'') que giran entre los discos calefactores rascándolos, comprendiendo la instalación unos medios de reciclado de una parte del producto secado para analizar una mezcla del producto secado y del producto pastoso, caracterizada porque la cámara (15) es estanca al aire y contiene por lo menos un par de rotores paralelos del tipo citado, dispuestos uno al lado del otro y que determinan entre ellos un espacio (19), y porque a este par de rotores está asociado untornillo sin fin (9) situado en un cárter (8) alojado en dicho espacio (19) y que aísla el tornillo del producto ambiente de la cámara, presentado este cárter (8) una entrada de cárter (10) situada bajo un extremo de la enfilada de los discos corriente arriba de dicha salida (S) de la cámara para recoger una parte del producto secado y una salida de cárter (11) que está dispuesta en el otro extremo de la enfilada de los discos para evacuar en la cámara, en la proximidad de dicha entrada (E) de la cámara, el producto secado transportado por el tornillo sin fin (9).
Description
Instalación para el secado de productos pastosos
y aplicaciones.
La presente invención se refiere a una
instalación para el secado de productos pastosos, más
particularmente de barros salidos de la depuración biológica.
El secado de los barros húmedos salidos de la
depuración biológica se efectúa corrientemente por su puesta en
contacto con unas paredes calientes.
Los barros húmedos, después de deshidratación
mecánica, contienen un extracto seco comprendido entre 6 y 25%
según su origen. Si se enviaran estos barros directamente, sin otra
preparación, sobre las paredes calientes, se desarrollaría una fase
"viscoplástica" cuando el extracto seco alcanzaría 50%
aproximadamente, y el barro resultaría pegajoso y plástico y se
adheriría a las paredes calientes, lo que disminuiría drásticamente
el rendimiento del secado y perturbaría considerablemente el
funcionamiento de la instalación, en particular si el barro debe
ser desplazado en unos intervalos pequeños entre las paredes.
Para evitar la aparición de esta fase, es
conocido reciclar una parte del producto secado, es decir extraer
esta parte y transportarla para mezclarla con el barro húmedo de
manera que el extracto seco del barro húmedo tenga un valor
superior a 50%. Este procedimiento es bien conocido en la industria
con el nombre de "BACK MIXING".
Diferentes dispositivos han sido propuestos para
mezclar materia seca y materia húmeda en una instalación de
secado.
La publicación GB 5647 preconiza a proveer el
secador de medios para mezclar automáticamente o aplicar una
cantidad de materia seca a la materia húmeda y transportar la mezcla
al otro extremo de la máquina, o en ciertos casos, transportar el
material secado solamente y realizar la mezcla durante el
secado.
Esta publicación prevé colocar el transportador
en la máquina de secado y descubrir una porción de su superficie en
el extremo de descarga de la máquina para que la cantidad requerida
de materia seca pueda ser vertida en la misma por unas palas que
giran en la máquina, siendo la materia secante conducida a lo largo
del transportador hasta el extremo de entrada de la máquina donde
es pasada a la materia húmeda entrante para la mezcla.
Esta publicación prevé que la materia húmeda sea
alimentada en el transportador en el extremo de entrada del aparato
y que la materia secada sea aplicada justo después de su entrada de
manera que el transportador actúe también como mezclador.
La única realización efectivamente descrita en
esta publicación muestra un tornillo de transporte dispuesto en un
cárter sobre el lado de una cámara donde gira un cilindro calefactor
provisto de palas, comunicando este cartel por sus extremos con la
cámara por una abertura de entrada y por una abertura de salida y
presentando además otra salida provista de un obturador regulable
para evacuar del cárter una parte del producto secado que es
entrado en el cárter por su abertura de entrada, mientras que el
producto húmedo cae directamente sobre el tornillo en el cárter por
un canal que atraviesa la cámara.
La publicación no indica a qué tipo de material
húmedo esta realización está destinada pero manifiestamente no
puede tratarse de un producto susceptible de resultar pegajoso y
plástico puesto que este producto bloquearía muy rápidamente el
funcionamiento del tornillo.
No sería tampoco oportuno realizar la mezcla
durante el secado puesto que sería difícil controlar las condiciones
de la mezcla en la longitud del aparato.
No es tampoco deseable utilizar el tornillo para
evacuar del cárter una parte de la materia secada antes de su
mezcla con la materia húmeda puesto que ello hace difícil el control
de las condiciones de mezcla.
La publicación DE 27 52 363 describe muy
esquemáticamente un aparato de tratamiento térmico por el calor o
por el frío que presenta uno o varios pares de rotores paralelos que
giran en sentidos contrarios en una serie de compartimientos que
comunican y que comprenden unos laberintos, de manera que el
material a tratar circula en cada compartimiento antes de pasar el
compartimiento siguiente, hasta ser evacuado del aparato después de
tratamiento.
La publicación US nº 4.269.719 describe un
secador de pasta de papel abierto al aire ambiente que comprende
dos árboles con discos paralelos que giran en sentidos contrarios en
un baño de la pasta a secar de manera que una porción del barro se
adhiera a los discos y sea secada en el aire, eventualmente
calentado. Los discos son rascados y un tornillo sin fin está
previsto bajos los dos árboles para evacuar la pasta concentrada y
los sólidos.
La publicación DE 45080 describe un secador que
comprende una cámara que contiene un par de rotores que giran en
sentidos contrarios y un tornillo de transporte dispuesto bajo los
rotores, penetrando la materia húmeda en la cámara por encima de
los rotores por un extremo de la cámara para ser sometida a una
corriente de aire que atraviesa la cámara y siendo desplazada por
los rotores hacia el otro extremo de la cámara donde se encuentra
una salida mientras que el tornillo realiza un cierto removido en
toda la longitud de la cámara.
Todos estos dispositivos asegura una cierta
mezcla del producto húmedo incidente y del producto secado, pero en
unas condiciones muy difíciles de controlar y a veces en presencia
de aire exterior.
Ninguno de ellos está adaptado para el secado de
barros salidos de la depuración biológica.
En la industria, el reciclado es prácticamente
realizado gracias a la utilización de varios transportadores de
tornillo. La pluralidad es impuesta por el hecho de que la salida y
la entrada del secador están localizadas en unos planos
diferentes.
Los transportadores cumplen también la función
de separación del producto acabado y del producto reciclado.
Además de los inconvenientes de administrar
simultáneamente estas diferentes funciones, estos transportadores
son la fuente de entrada de aire parásito en la cámara de
secado.
Debe observarse que el procedimiento conocido
que utiliza la "compresión mecánica del vapor" es incompatible
con la presencia de aire en los barros.
Estos se condensan entonces sólo
parcialmente.
La publicación FR 2 712 076 describe un secador
de barros salidos de la depuración de aguas urbanas e industriales
que comprende una cámara estanca al aire, provista de una entrada de
barro húmedo y de una salida de producto secado, conteniendo la
cámara un enfilada de discos huecos calefactores fijos y unos brazos
mezcladores y rascadores montados sobre un árbol para girar en los
intervalos entre los discos. Los discos son calentados por el
interior por circulación en los discos de un fluido portador de
calor. Esta publicación no prevé un reciclado del producto secado
en vista a su mezcla con el producto húmedo incidente.
Un objetivo de la invención es elevar el grado
de sequedad del producto pastoso, en particular de un barro salido
de la depuración biológica, evitando al mismo tiempo unas entradas
de aire en la cámara y permitiendo un control adecuado de las
condiciones de reciclado.
Se llega a ello según la invención con una
instalación para secar un producto pastoso, que comprende una cámara
alargada que contiene unas paredes calientes para que el producto
pastoso sea secado en contacto con dichas paredes, y comprendiendo
la instalación unos medios de reciclado de una parte del producto
secado para realizar una mezcla del producto secado y del producto
húmedo incidente, estando esta instalación caracterizada porque la
cámara es estanca al aire y presenta una entrada de producto pastoso
y una salida de producto secado, porque las paredes calientes están
constituidas por unos discos calefactores fijos dispuestos en
enfilada en la cámara entre dicha entrada y dicha salida de la
cámara, porque la cámara contiene por lo menos un par de rotores
paralelos dispuestos uno al lado del otro que determinan entre ellos
un espacio, porque cada rotor comprende un árbol que soporta unos
brazos que giran entre los discos calefactores y los rascan, porque
a este par de rotores está asociado un tornillo sin fin situado en
un cárter que está alojado en dicho espacio y que aísla el tornillo
del producto ambiente de la cámara, presentando este cárter una
entrada de cárter situada bajo un extremo de la enfilada de los
discos corriente arriba de dicha salida de la cámara y una salida de
cárter dispuesta en el otro extremo de la enfilada de los discos
para evacuar en la cámara, en la proximidad de dicha entrada de la
cámara, el producto secado transportado por el tornillo.
Es a la combinación de estas características que
la instalación debe ser rendible para el tratamiento de los barros
salidos de la depuración biológica.
La regulación de la velocidad de la rotación del
tornillo permite regular el caudal y por tanto la proporción de
producto secado que es así reciclada, siendo el resto del producto
secado extraído de la cámara por una salida de producto secado, de
forma conocida.
La invención será explicada a continuación con
referencia a las figuras del plano anexo, en el cual:
- la figura 1 es una sección vertical del
secador por un plano perpendicular a los ejes de rotación de los
rotores y del tornillo de reciclado;
- la figura 2 es una sección longitudinal del
secador por un plano que pasa por el eje de rotación del tornillo
de reciclado (plano A-A de la figura 1), y
- la figura 3 es otra sección longitudinal del
secador por un plano que pasa por el eje de rotación de uno de los
rotores (plano B-B de la figura 1).
Según la invención, como se ve en las figuras 1
a 3, la instalación comprende una cámara 15 estanca al aire que
contiene un par de rotores horizontales paralelos y uno al lado del
otro, los cuales comprenden cada uno una serie de brazos 16, 16'
soportados por unos árboles horizontales respectivos 17, 17' y que
giran entre unos discos calefactores fijos 18, 18' que los brazos
rascan al girar. Los ejes de rotación de los rotores están situados
en un mismo plano horizontal.
Estos dos rotores determinan entre si un espacio
19 situado bajo los árboles de los rotores y donde está alojado un
cárter 8 que contiene un tornillo de reciclado horizontal 9 cuyo eje
está situado en el plano de simetría de los rotores.
La velocidad de rotación del tornillo sin fin 9
está regulada por un motor situado en el exterior de la cámara.
La cámara presenta una entrada E para el barro
húmedo, una salida S para el producto secado y una salida V para el
vapor resultante del secado.
Se han representado también las entradas 20, 20'
que sirven para introducir en los discos calefactores un fluido
portador de calor.
El cárter del tornillo presenta una entrada 10
dispuesta bajo un extremo de la enfilada de los discos y una salida
11 dispuesta en el otro extremo de esta enfilada.
Las figuras 2 y 3 son unas secciones
esquemáticas del secador de la figura 1, respectivamente por el
plano A-A y por el plano B-B de la
figura 1. La figura 1 es una sección según el plano
C-C de la figura 3. No se han representado en estas
figuras los motores de arrastre respectivos de los árboles 17, 17'
de los rotores y del tornillo 9.
Preferentemente, los árboles 17, 17' giran en
sentido inverso uno del otro para asegurar un mejor malaxado. El
tornillo sin fin sólo está destinado a asegurar el transporte de una
parte del producto secado hacia el producto húmedo incidente.
Se esquematiza en la figura 1, un dispositivo
(en si conocido) de compresión mecánica del vapor que comprende
unos medios para extraer de la cámara el vapor producido por el
secado, comprimirlo y enviarlo de nuevo a la cámara para calentar
las paredes calefactoras, por ejemplo una comunicación 30 de la
salida de vapor V con un desempolvador 31 seguido de un compresor
32 y una comunicación 33 del compresor con la entrada 20 que
comunica con el interior de los discos calefactores.
La invención no está limitada a la realización
que ha sido descrita.
Claims (7)
1. Instalación para secar un producto pastoso,
que comprende una cámara alargada (15) que contiene una entrada (E)
de producto pastoso y una salida (S) de producto secado, y unas
paredes calientes para que el producto pastoso sea secado al
contacto con dichas paredes, las cuales están constituidas por unos
discos calefactores fijos (18, 18') dispuestos en enfilada en la
cámara (15) entre dicha entrada (E) y dicha salida (S) de la
cámara, conteniendo dicha cámara (15) un rotor constituido por un
árbol (17, 17') que soporta unos brazos (16, 16') que giran entre
los discos calefactores rascándolos, comprendiendo la instalación
unos medios de reciclado de una parte del producto secado para
analizar una mezcla del producto secado y del producto pastoso,
caracterizada porque la cámara (15) es estanca al aire y
contiene por lo menos un par de rotores paralelos del tipo citado,
dispuestos uno al lado del otro y que determinan entre ellos un
espacio (19), y porque a este par de rotores está asociado un
tornillo sin fin (9) situado en un cárter (8) alojado en dicho
espacio (19) y que aísla el tornillo del producto ambiente de la
cámara, presentado este cárter (8) una entrada de cárter (10)
situada bajo un extremo de la enfilada de los discos corriente
arriba de dicha salida (S) de la cámara para recoger una parte del
producto secado y una salida de cárter (11) que está dispuesta en el
otro extremo de la enfilada de los discos para evacuar en la
cámara, en la proximidad de dicha entrada (E) de la cámara, el
producto secado transportado por el tornillo sin fin (9).
2. Instalación según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende unos medios para regular la
velocidad de rotación del tornillo sin fin a fin de regular la
fracción del producto secado que es reciclada.
3. Instalación según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque los dos rotores (17, 16; 17', 16') giran
en sentidos inversos uno del otro.
4. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizada porque los ejes de rotación de los dos
rotores (17, 16; 17', 16') están situados en un mismo plano
horizontal y en la cual el tornillo sin fin (9) gira alrededor de
un eje horizontal situado en el plano de simetría de los dos
rotores, bajo los ejes de los rotores.
5. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizada porque comprende unos medios
(30-33) para extraer de la cámara el vapor
producido en la cámara por el secado del producto pastoso,
comprimirlo y enviarlo a la cámara para calentar dichas
paredes.
6. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizada porque dichas paredes calientes son
unas paredes huecas calentadas por el interior por un fluido
portador de calor.
7. Aplicación de una instalación según una de
las reivindicaciones 1 a 6 al secado de los barros húmedos, en
particular de barros biológicos húmedos.
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