FI97996C - Laite kostean raemateriaalin kuivaamiseksi tulistetulla höyryllä - Google Patents

Description

- 97996

Laite kostean raemateriaalin kuivaamiseksi tulistetulla höyryllä Käsiteltävä keksintö koskee kostean, hiukkaskool-5 taan epähomogeenisen raemateriaalin kuivaamiseen tulistetulla höyryllä tarkoitettua laitetta, joka käsittää lieriön muotoisen alaosan, jossa on useita yhdensuuntaisia, pääasiassa pystysuoria, pitkiä kammioita renkaan muotoon sijoitettuina, yhden tai useamman kammion käsittäessä sullo jetun pohjan ja muiden kammioiden käsittäessä höyryä läpäisevän pohjan vierekkäisten kammioiden ollessa yhdistetty toisiinsa kammioiden alapäiden kammioseinämissä olevien aukkojen välityksellä, ja kartiomaisen yläosan, joka on myös jaettu kammioiksi ja yhdistetty alapäästään laitteen 15 lieriöosan kammioihin ja joka on yhdistetty yläpäästään siirtovyöhykkeeseen, laitteen kartio-osan kammioiden ollessa jaettu pienemmiksi kammioiksi kaltevilla ohjausle-vyillä, laitteen kostean raemateriaalin syöttämiseksi höyryä läpäisevän pohjan käsittävään kammioon, laitteen kui-20 vatun materiaalin poistamiseksi suljetun pohjan käsittävästä kammiosta, laitteen tulistetun höyryn syöttämiseksi höyryä läpäisevien kammiopohjien alapuolella olevalle alueelle, laitteen höyryn poistamiseksi siirtovyöhykkeestä ja laitteen poistetun höyryn kuumentamiseksi uudelleen ja 25 sen kierrättämiseksi höyryä läpäisevien kammiopohjien alapuolella olevalle alueelle.

Edellä mainittua tyyppiä oleva laite tunnetaan julkaisusta Zuckerind. 114 (1989) nro 12, s. 964 - 70 ja EP-patenttihakemuksesta 0 153 704. Tämä aikaisempi laite so-30 veltuu erityisesti sellaisen juurikassulpun kuivaamiseen, joka on muodostettu uuttamalla sokeri sokerijuurikasviipa-leista vedellä, mutta laite soveltuu veden lisäksi myös muiden nesteiden poistamiseen lukuisista herkistä orgaanisista materiaaleista.

2 97996

Aikaisemman laitteen etuna on, että raemateriaali kuivataan ilman ilmaa, jolloin voidaan välttää materiaalin hapettuminen kuivauksen aikana. Laitteen toisena huomattavana etuna on, että se on erittäin ympäristöystävällinen, 5 koska kuivaaminen tapahtuu pääasiassa suljetussa järjestelmässä. Lisäksi ylimääräinen höyry, joka syntyy esimerkiksi juurikassulppua kuivattaessa, on hyvin puhdasta ja sitä voidaan näin ollen käyttää sokerimehun tiivistämiseen eikä näin muodostunut kondensaatti aiheuta hajusta johtu-10 via haittoja verrattaessa sitä niihin päästöihin, joita muodostuu esimerkiksi kuivattaessa juurikassulppu rummussa.

Edellä mainittua kuivauslaitetta käytettäessä on todettu, että osittain kuivattu raemateriaali pyrkii tart-15 tumaan vinoihin ohjauslevyihin ja nimenomaan näiden levyjen yläsivuihin ja että ohjauslevyihin muodostuu asteittain kasvava pintakerros.

Keksinnön tavoitteena on eliminoida tämä epäkohta ja tähän päästään keksinnön mukaan edellä mainittua tyyp-20 piä olevalla laitteella, jolle on tunnusomaista, että ainakin osa laitteen kartio-osassa olevista vinoista ohjaus-levyistä on varustettu levyjen kuumennuslaitteilla.

Näin ollen keksintö perustuu siihen toteamukseen, että kuumentamalla edellä mainitut ohjauslevyt pystytään 25 eliminoimaan tai ainakin tuntuvasti vähentämään raemate-riaalin taipumusta tarttua ohjauslevyjen yläsivuun. Syytä siihen, miksi tällainen tarttuminen voidaan välttää, ei tunneta, mutta oletetaan, että nestettä sisältävien hiukkasten koskettaessa kuumiin ohjauslevyihin hiukkaset alka-30 vat "tanssia" levyjen päällä samalla tavalla kuin vesipisarat kuumalla levyllä, tai että suhteellisen kuumasta höyrystä koostuva vyöhyke muodostuu lähelle levyjen pintoja höyryn saadessa tällöin aikaan hiukkasten pintojen kuivumisen.

li 3 97996

Keksinnön mukaiset vinot ohjauslevyt ovat mieluimmin onttoja ja ohjauslevyjen sisäpuoli on yhdistetty siihen höyryn syöttävään laitteeseen. Ohjauslevyt voidaan kuitenkin kuumentaa myös muulla tavalla; niissä voi olla 5 esimerkiksi sähkökuumennusosat.

Keksinnön mukaista laitetta käytettäessä ohjauslevyjen pintalämpötila pidetään mieluimmin sellaisena, että se on 20 - 80 °C korkeampi kuin laitteessa käytetyn höyryn kyllästyspiste tietyssä paineessa. Näin ollen, kun käyte-10 tään tulistettua höyryä, jonka paine on 3,7 baaria, mikä vastaa 140 °C:n kyllästyspistettä, ohjauslevyjen lämpötila pidetään mieluimmin 160 - 220 °C:ssa.

Keksinnön toisen rakenteen mukaan, jossa vierekkäiset kuivauskammiot on yhdistetty toisiinsa aukoilla, jotka 15 on tehty kammioiden seinämiin kartio-osan ja lieriöosan välisessä siirtymävyöhykkeessä, ohjauslevyjen yläsivut on varustettu ohjauslaitteilla. Nämä ohjauslaitteet on sijoitettu mieluimmin niin, että ohjauslevyjen yläsivuihin koskettava raemateriaali suuntautuu vierekkäisten kuivauskam-20 mioiden aukkoja päin laitteen myötävirtapuolella. Tällaiset ohjauslaitteet, jotka ovat esimerkiksi ohjauslevyjen yläsivuihin kiinnitettyjä metallitankoja, edistävät tällöin raemateriaalin siirtymistä laitteen läpi ja lyhentävät osaltaan materiaalin käsittelyaikaa.

25 Vettä sisältävää raemateriaalia kuivattaessa käyte tään tulistettua höyryä, kun taas vettä sisältämätöntä nestettä käsittävää materiaalia kuivattaessa käytetään tässä materiaalissa olevan nesteen tulistettua höyryä.

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viittaamalla 30 piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää perspektiivinä ja osittain leik kauksena keksinnön mukaisen laitteen erästä suositettavaa rakennetta.

Kuvio 2 on pystyleikkaus kuvion 1 mukaisesta lait- 35 teestä.

97996 4

Kuvio 3 on vaakaleikkaus kuvion 1 mukaisesta laitteesta linjaa III - III pitkin.

Kuvio 4 on vaakaleikkaus kuvion 1 mukaisesta laitteesta linjaa IV - IV pitkin.

5 Kuvio 5 on kaaviona esitetty perspektiivikuva kek sinnön mukaisen laitteen kuivauskammiosta.

Kuvio 6 on pystyleikkaus vinosta ohjauslevystä keksinnön mukaisen laitteen eräässä suositettavassa rakenteessa, ja 10 Kuvio 7 on perspektiivikuva kaltevan ohjauslevyn yläsivusta keksinnön mukaisen laitteen toisessa suositettavassa rakenteessa.

Piirustuksessa esitetty laite käsittää yleisesti viitenumerolla 1 merkityn alaosan, yleisesti viitenumerol-15 la 2 merkityn lieriöosan, yleisesti viitenumerolla 3 merkityn kartio-osan ja yleisesti viitenumerolla 4 merkityn yläosan.

Lieriöosa 2 on jaettu 15:ksi kuivauskammioksi 6, jotka on yhdistetty ryhmäksi pystysuorilla kammioseinämil-20 lä 5, ja poistokammio 7 on sijoitettu ensimmäisen ja viimeisen kuivauskammion 6 väliin. Alaosassaan kuivauskammiot 6 on rajattu revitetyllä kammiopohjalla 8 ja väliosa 9 on sijoitettu keskelle kammiopohjan 8 yläpuolelle ja käsittää yläsivun, joka kallistuu alaspäin ja ulospäin, ja alasi-25 vun, joka on lyhyen etäisyyden päässä rei'itetyn kammio-pohjan 8 yläpuolella. Kuivauskammiot 6 suuntautuvat laitteen kartio-osaan 3 jokaisen kuivauskammion 6 ollessa jaettu tällöin alaspäin suippeneviksi pienemmiksi kammioiksi 10 kaltevilla ohjauslevyillä 11, jotka on yhdis-30 tetty kuumennusosiin (ei esitetty). Vierekkäiset kuivaus-kammiot 6 ja poistokammio 7 on yhdistetty toisiinsa lieriöosan 2 ja kartio-osan 3 välisessä siirtymävyöhykkeessä kammioseinämissä 5 olevilla aukoilla 12.

Ruuvikuljetin 13, joka on asennettu poistoputkessa 35 14 pyöriväksi, on sijoitettu poistokammion 7 pohjaan.

s 97996

Laitteen lieriöosan 2 yläosassa on vastaava ruuvikuljetin 15, joka on sijoitettu ensimmäisen kuivauskammion 6 yläosaan liittyvään syöttöputkeen 16.

Putkilämmönvaihdin 20 täyttää lieriöosan 2, kartio-5 osan 3 ja osittain yläosan 4 keskiosan ja on yhdistetty tulistetun höyryn syöttöputkeen 21 höyryn mennessä seuraa-vassa selostettavalla tavalla laitteen yläosasta 4 ja sen alaosaan 1 monien lämmönvaihdinputkien 22 kautta ja kuumentuessa tällöin putken 21 kautta syötetyn tulistetun 10 höyryn avulla. Lisäksi lämmönvaihdin 20 on yhdistetty putkeen (ei esitetty), joka poistaa kondensaatin lämmönvaihtimen 22 putkien ympärillä olevalta alueelta.

Yläosa 4 on jaettu levyllä 30 keskikammioksi 31 ja siirtokammioksi 32. Kiinteä täyttöelementti 33 on sijoi-15 tettu keskikammioon lämmönvaihtimen 20 yläpäähän ja täyt-töelementin 33 ulkopinnassa on useita ohjauslevyjä 34, jotka ovat muodoltaan ja keskinäiseltä etäisyydeltään sellaisia, että syklonikenttä muodostuu levyssä 30 olevaan tilaan höyryn mennessä siirtokammiosta 32 ylöspäin täyttö-20 elementin 33 ja levyn 30 välisen tilan kautta.

Levy 30 liittyy sykloniin 40 ja keskikämmio 31 on yhdistetty syklonin 40 sisäosaan levyssä 30 ja syklonissa 40 olevan aukon välityksellä. Syklonissa on kartiomainen alaosa 42, joka muuttuu vähän suppilon muotoiseksi osaksi 25 43, joka liittyy yhteen poistokammion 7 kammioon 10. Kar- tiomaisen alaosan 42 ja suppilon muotoisen osan 43 väliseen siirtymävyöhykkeeseen on järjestetty putki 44 paineistetun kaasun syöttämiseksi, niin että saadaan ejekto-rivaikutus syklonin kartiomaisen alaosan 42 ja suppilon 30 muotoisen osan 43 välisessä siirtymävyöhykkeessä.

Ylimääräisen höyryn poistoputki 45 on järjestetty laitteen yläosan 4 yläpäähän.

Laitteen alaosa 1 käsittää suppilon muotoisen osan 50, joka suuntautuu alaspäin lämmönvaihtimen 20 alimmasta 35 päästä keskipakopuhaltimen 51 sisäpuolelle puhaltimen 51 97996 6 käsittäessä roottorin, jossa on kaksi pyöreää levyä 52 ja 53, joiden väliin on asennettu levyt 54.

Roottori 51 on asennettu akseliin 55, jossa on kii-lahihnapyörä 56, joka käyttää moottoria 58 kahdella V-hih-5 nalla 57. Roottorin 51 ympärillä on höyrynjakokammio 59, johon on sijoitettu reiät 61 käsittävät ohjauslevyt 60.

Kuten kuviosta 1 voidaan nähdä, kuivauskammioiden 6 kammioseinämissä 5 on reiät 62, joiden kautta kuivaamaton materiaali voi siirtyä kuivauskammiosta 6 toiseen. Nämä 10 reiät 62 tai jotkin niistä pienenevät kooltaan materiaalin virtaussuunnassa.

Kuvion 6 esittämällä tavalla kaltevat ohjauslevyt 11 voivat käsittää etulevyn 70 ja aallotetun takalevyn 71, joka on hitsattu etulevyyn 70 erillisissä vyöhykkeissä 72. 15 Esitetty ohjauslevy 11 on yhdistetty höyryputkeen (ei esitetty), joka syöttää tulistettua höyryä, ja poistoputkeen (ei esitetty), joka poistaa kondensaatin ja höyryä.

Kuviossa 7 esitetyn ohjauslevyn 11 yläsivussa on kaksi sivulaippaa 75 ja neljä ohjaustankoa 76, jotka on 20 sijoitettu niin, että raemateriaali, joka liikkuu alaspäin ohjauslevyn yläsivun yli, suuntautuu toista sivulaippaa 75 päin tämän sivulaipan alimman osan ollessa leikattu pois reiän 12 muodostamiseksi viereiseen kuivauskammioon 6.

Laite toimii seuraavasti: 25 Rakeinen perusmateriaali kuljetetaan ryhmäksi yh distettyjen kuivauskammioiden 6 ensimmäisen kammion yläosaan ruuvikuljettimella 15 ja syöttöputkea 16 pitkin. Kuivauskammiossa olevaan materiaaliin kohdistuu tulistettua höyryä, joka syötetään kuivauskammioon sen rei'itetyn 30 pohjan 8 kautta. Väliosat 9 saavat aikaan materiaalin pyörimisliikkeen kuviossa 5 esitetyllä tavalla. Osa materiaalista on liian raskasta leijumaan ja siirtyy kammion pohjaa 8 päin. Tämän alaspäin suuntautuvan liikkeen aikana, joka tapahtuu lähinnä kammion keskiosassa, materiaali kos-35 kettaa väliosan 9 yläsivuun ja liukuu sitä pitkin alas.

97996 7

Kun materiaali on tullut kammion pohjalle 8 siirryttyään alaspäin väliosan 9 kaltevaa yläsivua pitkin, osa tästä suhteellisen karkeasta materiaalista siirtyy seuraa-vaan (toiseen) kuivauskammioon 6 kammioseinämässä 5 olevan 5 reiän 62 kautta.

Toiseen kuivauskammioon 6 tullut suhteellisen karkea materiaali suuntautuu kolmanteen kuivauskammioon samalla tavalla jne.

Kuivattaessa materiaalia kammioissa 6 hiukkasten 10 paino laskee asteittain, ja kevyimmät hiukkaset siirtyvät ylös laitteen kartio-osaan 3. Kun materiaali on tullut laitteen tähän osaan, osa siitä laskeutuu ohjauslevyjen 11 yläsivuun, jossa ylöspäin suuntautuva kaasuvirtaus on heikko. Tästä johtuen materiaali kuumenee ja kuivuu lisää 15 ja liukuu kuivana alas laitteen lieriöosaa 2 päin. Kun ohjaustangot 76 on sijoitettu ohjauslevyjen 11 yläsivuun kuviossa 7 esitetyllä tavalla, kuiva materiaali ohjautuu aukkoihin 12 ja seuraavaan kammioon.

Suuret hiukkaset jäävät mieluimmin kammioiden 6 20 alimpaan osaan.

Käytännössä on todettu, että yli 90 % materiaalista (kuiva-aineena) menee kammioiden alapäissä olevien aukkojen 62 läpi ja kartio-osan 3 ja lieriöosan 2 välisessä siirtymävyöhykkeessä olevien aukkojen 12 läpi. Näin ollen 25 vain suhteellisen pieni osa materiaalia tulee siirtymävyö-hykkeeseen ja suurin osa materiaalista siirtyy ylös keski-kammioon 31.

Höyry ei virtaa ylöspäin poistokammion 7 yläpuolella olevalla alueella, koska tämän kammion pohja on suljet-30 tu, ja kun kuivat hiukkaset siirtyvät poistokammioon 7, ne liikkuvat tämän kammion pohjaa päin.

Materiaali, joka syötetään poistokammioon 7 kui-vauskammioiden alimmissa osissa olevien aukkojen 62 läpi, lieriöosan 2 ja kartio-osan 3 välisessä siirtymävyöhyk-35 keessä olevien aukkojen 12 läpi tai siirtokammion 32 läpi, 97996 8 poistetaan poistokammion 7 pohjasta poistoputkeen 14 sijoitetulla ruuvikuljettimella 13.

Siirtokammiosta 32 kuivauskammiosta 6 tuleva höyry-virtaus menee ylös keskikammioon 31 ja ohittaa tällöin 5 ohjauslevyt 34, jotka saavat höyryvirtauksen pyörimisliikkeeseen levyn 30 sisäsivua pitkin, jolloin virtauksessa olevat hiukkaset suuntautuvat levyä 30 päin ja hiukkasten tullessa aukkoon 41 ne siirtyvät sykloniin 40 ja asettuvat sen pohjalle ja syklonista hiukkaset syötetään sitten 10 poistokammioon 7 syöttämällä kaasua putkea 44 pitkin.

Kiinteistä hiukkasista vapautunut höyry pumpataan keskikammiosta 31 alas lämmönvaihtimen 20 läpi keskipako-puhaltimella 51. Höyryn mennessä lämmönvaihtimen 20 läpi se tulistetaan höyryllä tai muulla kuumennusaineella, joka 15 syötetään lämmönvaihtimeen 20 putkella 21.

Keskipakopuhaltimessa syntynyt höyryvirta menee höyrynjakokammion 59 läpi kuivauskammioiden 6 rei'itetty-jen kammiopohjien alla olevalle alueelle ja tältä alueelta ylös kuivauskammioihin 6.

20 Raemateriaalissa olevan nesteen höyrystymisestä syntynyt ylimääräinen höyry poistetaan putkella 45, joka on laitteen yläosassa 4.

Claims (5)

9 97996

1. Kostean, hiukkaskooltaan epähomogeenisen raema-teriaalin kuivaamiseen tulistetulla höyryllä tarkoitettu 5 laite, joka käsittää lieriön muotoisen alaosan (2), jossa on useita yhdensuuntaisia, pääasiassa pystysuoria, pitkiä kammioita (6, 7) renkaan muotoon sijoitettuina, yhden tai useamman kammion (7) käsittäessä suljetun pohjan ja muiden kammioiden (6) käsittäessä höyryä läpäisevän pohjan (8), 10 vierekkäisten kammioiden ollessa yhdistetty toisiinsa aukoilla (62), jotka on tehty kammioiden (6) alapäiden kam-mioseinämiin (5), ja kartiomaisen yläosan (3), joka on myös jaettu kammioiksi (10) ja yhdistetty alapäästään laitteen lieriöosan (2) kammioihin (6) ja joka on yhdis-15 tetty yläpäästään siirtovyöhykkeeseen (32), laitteen kartio-osan (3) kammioiden ollessa jaettu pienemmiksi kammioiksi (10) kaltevilla ohjauslevyillä (11), laitteen (15) kostean raemateriaalin syöttämiseksi kammioon (6), jossa on höyryä läpäisevä pohja, laitteen (13) kuivatun mate-20 riaalin poistamiseksi kammiosta (7), jossa on suljettu pohja, laitteen (51) tulistetun höyryn syöttämiseksi höyryä läpäisevien kammiopohjien (8) alapuolella olevalle alueelle, laitteen (51) höyryn poistamiseksi siirtovyöhyk-keestä ja laitteen (20) poistetun höyryn kuumentamiseksi 25 uudelleen ja sen kierrättämiseksi höyryä läpäisevien kammiopohj ien (8) alla olevalle alueelle, tunnettu siitä, £ttä ainakin osa laitteen kartio-osan (3) kaltevista ohjauslevyistä (11) on varustettu laitteilla (70, 71) levyj en (11) kuumentamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että ohjauslevyt (11) ovat onttoja ja varustettu laitteilla höyryn syöttämiseksi levyjen sisäpuolelle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, jos-35 sa on vierekkäiset kuivauskammiot (6), jotka on yhdistetty 10 97996 toisiinsa aukoilla (12), jotka ovat kammioseinämissä (11) laitteen kartio-osan (3) ja lieriöosan (2) välisessä siir-tymävyöhykkeessä, tunnettu siitä, että ohjausle-vyjen (11) yläsivut on varustettu ohjauslaitteilla (76).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tun nettu siitä, että ohjauslaitteet (76) on järjestetty niin, että ohjauslevyjen (11) yläsivuissa oleva raemate-riaali suuntautuu vierekkäisten kuivauskammioiden aukkoja (12) päin laitteen myötävirtapuolella.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauslaitteet (76) ovat metallitankoja, jotka on kiinnitetty ohjauslevyjen (11) ylä-sivuihin. Il 97996 11