ITTO20110523A1 - Essiccatore ad aria calda per cereali granulari - Google Patents
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Description
“Essiccatore ad aria calda per cereali granulariâ€
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un essiccatore per cereali atto ad effettuare l’essiccazione di cereali granulari mediante un flusso di aria riscaldata.
Descrizione della tecnica nota
Gli essiccatori ad aria calda per cereali granulari comprendono generalmente un contenitore di essiccazione avente una parete esterna di lamiera, all'interno del quale à ̈ disposta una camicia perforata disposta in modo da formare un'intercapedine fra la parete esterna e la camicia perforata. Può essere previsto un tubo a parete esterna perforata disposto centralmente all'interno della camicia perforata. Gli essiccatori di tipo noto comprendono un circuito di alimentazione e di estrazione di aria comprendente un primo ramo collegato al tubo perforato ed un secondo ramo collegato all'intercapedine.
Nelle soluzioni di tipo noto à ̈ previsto un bruciatore a combustibile liquido o gassoso per il riscaldamento del flusso d'aria di essiccazione. Il flusso d'aria viene messo in circolazione mediante una soffiante comandata da un motore elettrico.
Gli essiccatori di tipo noto sono affetti da svariati inconvenienti. Uno dei problemi degli essiccatori di tipo noto deriva dall'impiego di un bruciatore a combustibile per il riscaldamento del flusso d'aria di essiccazione.
I bruciatori a combustibile necessitano di un serbatoio di combustibile o di una linea di alimentazione di gas, richiedono un camino per lo smaltimento dei fumi ed una serie di sicurezze contro il rischio di incendio.
L'essiccazione di cereali con bruciatori a combustibile comporta costi elevati. Inoltre, il flusso d'aria di essiccazione potrebbe avere tracce di contaminanti provenienti dai fumi di combustione, il che potrebbe comportare una contaminazione dei cereali.
Un ulteriore problema degli impianti di essiccazione di tipo noto à ̈ l'elevata quantità di polveri che vengono disperse in atmosfera durante la fase di essiccazione. In alcuni casi gli impianti di essiccazione esistenti immettono in atmosfera quantità di polveri superiori a quanto previsto dalle normative e devono essere sottoposti ad interventi di revisione per poter operare in conformità alle normative antinquinamento.
Scopo e sintesi dell'invenzione
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un essiccatore ad aria calda per cereali granulari che consenta di superare i problemi connessi con l'impiego di bruciatori a combustibile.
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un essiccatore avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1.
Un ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ quello di fornire un essiccatore che consenta di superare i problemi relativi all'emissione di polveri inquinanti nell'atmosfera.
Secondo la presente invenzione, questo ulteriore scopo viene risolto da un essiccatore avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 2.
Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento somministrato in relazione all'invenzione.
Breve descrizione dei disegni
La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ uno schema di un essiccatore ad aria calda per cereali secondo la presente invenzione, e
- la figura 2 Ã ̈ uno schema illustrante una variante dell'essiccatore di figura 1..
Descrizione di forme di attuazione dell'invenzione Con riferimento alla figura 1, con 10 à ̈ indicato un essiccatore ad aria calda per cereali granulari secondo la presente invenzione. L'essiccatore 10 comprende un contenitore di essiccazione 12 avente una parete esterna 14 di forma sostanzialmente cilindrica, preferibilmente allungata in direzione verticale. Una camicia perforata 16 à ̈ disposta all'interno del contenitore 12, in modo da formare un'intercapedine fra la camicia perforata 16 e la parete esterna 14. Un tubo a parete perforata 20 à ̈ disposto centralmente all'interno del contenitore 12. Il tubo perforato 20 e l’intercapedine 18 sono collegati rispettivamente ad un primo ramo 22 ed a un secondo ramo 24 facenti parte di un circuito 26 per l’alimentazione e l’estrazione di aria.
Il circuito 26 comprende un terzo ramo 28 ed un quarto ramo 30. I rami 22, 24, 28 e 30 sono connessi ad una valvola di inversione 32.
Il circuito di alimentazione e di estrazione di aria 26 comprende un dispositivo di abbattimento delle polveri 34 avente un ingresso collegato alla valvola di inversione 32 tramite il terzo ramo 28. Nella parte superiore del dispositivo di abbattimento delle polveri 34 Ã ̈ disposta una batteria di condensazione 36 alimentata con un flusso di acqua di raffreddamento. Possono anche essere previsti ugelli per il lavaggio periodico della batteria di condensazione 34 e del dispositivo di abbattimento delle polveri 34.
L’essiccatore 10 comprende una soffiante volumetrica a lobi 38 che ha la duplice funzione di mettere in circolazione e di riscaldare il flusso d'aria di essiccazione. Una caratteristica di una soffiante volumetrica a lobi à ̈ che, a parità di portata, più aumenta la resistenza alla mandata più aumenta la temperatura dell'aria alla mandata. Sfruttando questa caratteristica, à ̈ possibile regolare la temperatura del flusso d'aria di essiccazione senza dover prevedere un bruciatore a combustibile.
La soffiante volumetrica a lobi 38 Ã ̈ dotata di una sezione di aspirazione 40 e di una sezione di mandata 42. La sezione di aspirazione 40 Ã ̈ collegata all'uscita del dispositivo di abbattimento delle polveri 34 mediante un quinto ramo 44. La sezione di mandata 42 della soffiante volumetrica a lobi 38 Ã ̈ collegata alla valvola di inversione 32 mediante il quarto ramo 30. Sul quarto ramo 30 Ã ̈ disposta una valvola di regolazione 46 la cui apertura viene controllata per impostare ad un valore desiderato la temperatura del flusso d'aria alla mandata 30 della soffiante volumetrica a lobi 38. Sul quarto ramo 30 Ã ̈ anche disposto un termostato 48 che regola il grado di apertura della valvola di regolazione 46 per ottenere sul ramo 30 la temperatura impostata.
Possono essere previste ulteriori valvole di regolazione 50, 52 disposte sul terzo ramo 28 e sul quinto ramo 44. Può essere anche previsto un sesto ramo 54 in derivazione dal quarto ramo 30 che collega il quarto ramo 30 con un ingresso secondario del dispositivo di abbattimento delle polveri 34. Sul sesto ramo 54 à ̈ disposta una valvola 56. Sul quarto ramo 44 può essere previsto un igrometro 58 per la misurazione dell'umidità del flusso d'aria sul ramo di aspirazione della soffiante volumetrica a lobi 38. L'essiccatore 10 à ̈ inoltre munito di un quadro di comando 60 per il monitoraggio ed il controllo del funzionamento dell'intero sistema.
Secondo una caratteristica vantaggiosa della presente invenzione, il contenitore di essiccazione 12 à ̈ costruito in modo da essere ermetico. Questo risolve un grave problema degli essiccatori di tipo noto, che rilasciano attraverso le pareti del contenitore di essiccazione una rilevante quantità di polveri. Le normative prevedono che il rilascio di polveri nell'ambiente non deve essere superiore a 20 mg/mc 0°C e molti degli attuali essiccatoi non sono in grado di rientrare entro questi limiti. Gli essiccatoi esistenti sono anche rumorosi a causa delle vibrazioni delle pareti di lamiera dovute al movimento dell'aria. Talvolta anche la rumorosità supera i limiti imposti dalla legge.
Per superare questi inconvenienti della tecnica nota, il contenitore di essiccazione 12 secondo la presente invenzione à ̈ formato da una serie di fasce cilindriche modulari 62 sovrapposte e fissate ermeticamente fra loro. Ciascuna fascia cilindrica 62 à ̈ formata da lamiera metallica, preferibilmente di acciaio inossidabile, rullata e saldata. Le varie fasce 62 sono connesse fra loro frontalmente e la connessione reciproca à ̈ ermetica. Questa soluzione permette di realizzare contenitori di essiccazione 12 di diversa capacità utilizzando fasce cilindriche 62 standardizzate e variando il numero di fasce 62 per variare la capacità del contenitore. Potranno anche essere previsti due o più contenitori di essiccazione 12 collegati ad un unico circuito di alimentazione e di estrazione di aria 26. Il contenitore di essiccazione 12 à ̈ munito di una bocca di caricamento 64 per l'inserimento del materiale granulare da essiccare ed di una bocca di scarico inferiore 66 per la fuoriuscita del materiale essiccato.
Nel funzionamento la soffiante a lobi 38 produce un flusso d'aria che viene riscaldata alla temperatura desiderata mediante la regolazione del grado di apertura della valvola 46. Il flusso d'aria all'aspirazione della soffiante volumetrica a lobi 38 viene preventivamente deumidificato mediante la batteria di condensazione 36.
Il flusso d'aria riscaldato e deumidificato viene inviato alla valvola di inversione 32 che sotto un controllo a tempo, inverte periodicamente la direzione del flusso d'aria. In una prima fase il flusso d'aria dal ramo di mandata 30 viene inviata al primo ramo 22 e di qui al tubo a parete perforata 20. In questa prima fase l’intercapedine 18 del contenitore di essiccazione 12 à ̈ collegata al dispositivo di abbattimento delle polveri 34 mediante il secondo ramo 24 e la valvola di inversione 32. In questa prima fase il flusso d'aria attraversa il materiale granulare contenuto all'interno del contenitore di essiccazione 12 in direzione radiale dall'interno verso l'esterno. Il flusso d'aria tende a formare dei percorsi preferenziali nella massa di materiale granulare e tende ad essiccare il materiale granulare in modo non uniforme. Per evitare questo inconveniente, la valvola di inversione 32 viene periodicamente commutata per invertire la direzione del flusso d'aria. In una seconda fase il flusso d'aria riscaldato e deumidificato dal ramo di mandata 30 viene inviato mediante il secondo ramo 24 all'intercapedine 18. In questa seconda fase il tubo a parete perforata 20 à ̈ collegato al dispositivo di abbattimento delle polveri 34 mediante il primo ramo 22 e la valvola di inversione 32. In questa seconda fase il flusso d'aria attraversa la massa di materiale granulare all'interno del contenitore di essiccazione 12 in direzione radiale dall'esterno verso l'interno. La commutazione periodica fra la prima e la seconda fase permette di ottenere un essiccazione più uniforme della massa di materiale granulare.
In entrambe le fasi, il flusso d'aria estratto dal contenitore di essiccazione 12 viene inviato al dispositivo di abbattimento delle polveri 34, dove il flusso d'aria contenente le polveri estratte dalla massa di materiale granulare viene depurato dalle polveri e viene deumidificato mediante il passaggio attraverso la batteria di condensazione 36. Il flusso d'aria depurato dalle polveri e deumidificato viene prelevato dal ramo di aspirazione 44 della soffiante volumetrica a lobi e ripercorre in circolo chiuso il circuito di alimentazione e di estrazione di aria 26.
Le pressioni di lavoro della soffiante volumetrica a lobi 38 possono essere controllate in modo da mantenere all’interno del contenitore di essiccazione 12 una pressione sub-atmosferica.
Nella figura 2 Ã ̈ illustrata una variante dell'essiccatore secondo la presente invenzione. Gli elementi corrispondenti a quelli precedentemente descritti sono indicati con gli stessi riferimenti numerici.
L'essiccatore di figura 2 comprende un primo dispositivo di abbattimento delle polveri 34 dotato di una batteria di condensazione 36 e collegato al ramo di aspirazione 44 della soffiante volumetrica a lobi 38. In questo caso, l'ingresso del primo dispositivo di abbattimento delle polveri 34 preleva aria dall'atmosfera tramite il ramo 28.
Il circuito di alimentazione e di estrazione d'aria 26 della variante di figura 2 comprende un settimo ramo 68 avente estremità opposte collegate rispettivamente al primo ramo 22 ed al secondo ramo 24 mediante rispettive valvole comandate 70, 72. Il settimo ramo 68 à ̈ collegato mediante una derivazione 74 all'ingresso di un secondo dispositivo di abbattimento delle polveri 76. L'uscita 78 del secondo dispositivo di abbattimento delle polveri 76 immette l'aria depurata dalle polveri nell'atmosfera.
Il circuito di alimentazione e di estrazione d'aria 26 di questa seconda variante opera in circuito aperto. Il flusso d'aria viene prelevato dall'atmosfera attraverso il ramo 28 collegato all'ingresso del primo dispositivo di separazione delle polveri 34. Il flusso d'aria viene deumidificato mediante il passaggio attraverso la batteria di condensazione 36 e viene inviato all'aspirazione della soffiante volumetrica a lobi 38. Il flusso d'aria riscaldato e deumidificato viene inviato alla valvola di inversione 32 come nel caso descritto in precedenza. La valvola di inversione 32 invia alternativamente il flusso d'aria al primo od al secondo ramo 22, 24. Le valvole 70, 72 del settimo ramo 68 sono alternativamente in posizione chiusa ed aperta in funzione della posizione della valvola di inversione 28. Quando la valvola di inversione invia il flusso d'aria verso il primo ramo 22, la valvola 70 à ̈ chiusa e la valvola 72 à ̈ aperta. Viceversa, quando la valvola di inversione 32 invia il flusso d'aria verso il secondo ramo 24, la valvola 72 à ̈ chiusa e la valvola 70 à ̈ aperta. Il flusso d'aria all'uscita dal contenitore di essiccazione 12 viene inviato al secondo dispositivo di abbattimento delle polveri 76 e di qui il flusso d'aria viene immesso in un'atmosfera. Il contenuto di polveri nel flusso d'aria immesso in atmosfera à ̈ inferiore ai limiti previsti dalla legge.
L'essiccatore secondo la presente invenzione consente di evitare bruciatori a combustibile.
Il costo di funzionamento di un essiccatore secondo la presente invenzione, in termini di costo di energia elettrica consumata per tonnellata di materiale essiccato, Ã ̈ circa un quarto rispetto al costo di funzionamento di un essiccatore con bruciatore a combustibile, espresso in termini di costo del combustibile consumato per tonnellata di materiale essiccato.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione così come definito dalle rivendicazioni che seguono.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Essiccatore ad aria calda per cereali granulari, comprendente: - un contenitore di essiccazione (12) avente una parete esterna (14), una camicia perforata (16) disposta all'interno del contenitore (12) in modo da formare una intercapedine (18) fra la parete esterna (14) e la camicia perforata (16), e un tubo a parete perforata (20) disposto centralmente all'interno del contenitore (12), - un circuito di alimentazione e di estrazione d'aria (26) comprendente un primo ramo (22) collegato a detto tubo perforato (20) ed un secondo ramo (24) collegato a detta intercapedine (18), e - una soffiante (38) collegata a detto circuito di alimentazione e di estrazione d'aria (26), caratterizzato dal fatto che detta soffiante (38) à ̈ una soffiante volumetrica a lobi e dal fatto che sul ramo di mandata (30) della soffiante à ̈ inserita una valvola di regolazione (46) con grado di chiusura controllato per impostare ad un valore desiderato la temperatura del flusso d'aria sul ramo di mandata (30) della soffiante (38).
- 2. Essiccatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete esterna (14) di detto contenitore di essiccazione (12) comprende una pluralità di fasce cilindriche (62) fissate frontalmente fra loro mediante giunzioni ermetiche.
- 3. Essiccatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il circuito di alimentazione e di estrazione di aria (26) comprende una valvola di inversione (32) con controllo temporizzato, disposta per collegare alternativamente il primo ed il secondo ramo (22, 24) con il ramo di mandata (30) della pompa volumetrica a lobi (38).
- 4. Essiccatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un primo dispositivo di abbattimento delle polveri (34) avente un'uscita collegata ad un ramo di aspirazione (44) di detta soffiante volumetrica a lobi (38).
- 5. Essiccatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che comprende una batteria di condensazione (36) alloggiata all'interno di detto primo dispositivo di abbattimento delle polveri (34).
- 6. Essiccatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di abbattimento delle polveri (34) ha un ingresso collegato a detta valvola di inversione (32).
- 7. Essiccatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di abbattimento delle polveri (34) ha un ingresso collegato all'atmosfera.
- 8. Essiccatore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che comprende un secondo dispositivo di abbattimento delle polveri (76) collegato a detti primo e secondo ramo (22, 24) mediante valvole (70, 72) ad apertura controllata in funzione della posizione di detta valvola di inversione (32).
- 9. Essiccatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un termostato di controllo della temperatura di mandata (48) disposto per comandare l'apertura di detta valvola di regolazione (46) in funzione della temperatura del flusso d'aria sul ramo di mandata (30) di detta soffiante volumetrica a lobi (38).
- 10. Essiccatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le pressioni di lavoro di detta soffiante volumetrica a lobi (38) sono controllate in modo da mantenere all’interno del contenitore di essiccazione (12) una pressione subatmosferica.
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