JP2010042405A - 流動層反応器及びその関連方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の1つの実施形態において、ハウジング、該ハウジングの中に配置されている少なくとも1つのトレー、該少なくとも1つのトレーに対して動作可能に接続され、該少なくとも1つのトレーを回転させる少なくとも1つのモーター、及び各トレーが該モーターによって回転するのに応じて、各トレー中の少なくとも1つの放射状スロットを通してそれぞれのトレーの上面上の生成物を下手へ導く、該少なくとも1つのトレーに結合される少なくとも1つのワイパーを含む、流動層反応器が提示される。該トレーの少なくとも1つは少なくとも部分的に有孔材料であり、そこではトレーの上面から上方にガスが流れ、該トレーの上面上の生成物を少なくとも部分的に流動化する。
【選択図】図1
Description
本発明の別の態様は、その中に投入された生成物を乾燥させるための流動層反応器に関する。
本発明の別の態様は、生成物を乾燥するための関連方法に関する。
別の例において、少なくとも1つのヒータは少なくともハウジング(例えば、外側及び/又は内側)を加熱し得る。
別の例において、1つのモーターが使用され得る。
別の例において、複数のモーターが使用され得る。
別の例において、各ワイパーが固定されたワイパーであり得る。
別の例において、孔の大きさは少なくとも1つのトレーの各々で同じであり得る。
トレーが複数ある場合の別の例において、孔の大きさは少なくとも2つのトレーで異なり得る。
別の例において、トレー上の孔は全て同じ大きさであり得る。
別の例において、トレー上の孔は異なる大きさであり得る。
別の例において、流動層反応器は少なくとも1つのファンを有し、ここでガスはこのファンによってトレーの上面から上方に流れ出るようにされ得る。
別の例において、ヒータはトレーの上面から上方に流れ出たガスの少なくとも一部を加熱し得る。
別の例において、ヒータはトレーの上面から上方に流れ出たガスの全てを加熱し得る。
トレーが複数ある場合の別の例において、複数のトレーの各々の間の垂直方向の間隔は、複数のトレーの各々について同じであり得る。
トレーが複数ある場合の別の例において、複数のトレーの各々の間の垂直方向の間隔は、複数のトレーの少なくとも2つで異なり得る。
別の例において、少なくとも1つの各トレーの上面は実質的に平面であり得る。
トレーが複数ある場合の別の例において、少なくとも2つのトレーの回転速度は異なり得る。
別の例において、少なくとも1つの各トレーは複数の放射状スロットを有し得る。
別の例において、複数の各トレーは同じ数のスロットを有し、そして複数のトレーを有する別の例において少なくとも2つのトレーは異なる数のスロットを有し得る。
複数の放射状スロットが存在する別の例において、少なくとも1つのトレーの放射状スロットの間の間隔は同じであり得る。
複数の放射状スロットが存在する別の例において、少なくとも1つのトレーの放射状スロットの間の間隔は異なり得る。
別の例において、所定の水準は少なくとも1つの各レベラーについて同じであり得る。
複数のレベラーが存在する別の例において、所定の水準は少なくとも2つのレベラーについて異なり得る。
1よりも多いレベラーが存在する別の例において、各レベラーは静止レベラーであり得る。
別の例において、少なくとも1つの各トレーは、全体がハウジングの中に配置され得る。
実施例1a及び1b
およそ2ポンド(0.9kg)のワキシートウモロコシデンプンを試験プレートに添加し、真っ直ぐな縁を使用してプレートの全体に均一に広げた。DSFとして使用した圧縮空気は、10〜20インチ(25〜51cm)WCに制御された。DSFを、ユニットに対して2及び4フィート3/分(0.06及び0.11m3/分)圧力で供給した。両方の場合において、生成物床は中央が隆起し、ひび割れ、生成物床中に形成された割れを通してのみ流れを許容した。まとめると、使用した配分の方法では、デンプンがぎっしり固まり、DSFは生成物及び粒子間を通って均一に流れることはできなかった。
第2の試験は、DSFの流入が、ワキシートウモロコシデンプンが添加されるよりも前に第1の実験セット(1a及び1b)で使用されたのと同じ流速で行われた。デンプンの添加後、デンプンには触れなかった。この実験の間、負荷重量は4-1/2ポンド(2.0kg)まで増大した。さまざまな重量を使用することで、生成物床の高さは1/4インチ(0.6cm)から1-1/2インチ(3.8cm)の高さまで変動した。これらの運転中、添加されてもデンプンは固まることはなく、流体のように流れ、そして追加の相互作用を起こすことなく上記で示された高さまで均一化された。別の目視観察では、表面は、粒子が底から頂部まで動き常に移動しているという従来の流動床のように動いているようには見えなかった。
加熱した容器の外で行った第3の実験は、概念実証デバイスがどのようにデンプンを流動化させているのかを理解するために行われた。試験の開始からDSFを保ったままにしておいて、以下を実行した。赤く染色したワキシートウモロコシデンプンを、2つの試験として、すなわち(1)ワキシートウモロコシデンプンを添加する前の底部に、及び(2)ワキシートウモロコシデンプンを添加した後の頂部に対し試験プレートに添加した。第1の試験では、染色したデンプンは底部から頂部へ移動したが、それはワキシートウモロコシデンプンを添加している間のみだった。染色したデンプンは試験装置の壁に残り、試験プレートを通って流動してはいなかった。生成物床に対するDSFは遮断され、第2の試験を実行するために試験プレートは清掃及び準備された。第2の試験の間、染色されていないワキシートウモロコシデンプンがDSFの流れとともに試験プレートに添加された。染色されたワキシートウモロコシデンプンは床一面に均一に分散された。染色されたデンプンを通してのワキシートウモロコシデンプンの移動は見られなかった。生成物床の頂部は静止したままであり、染色されたデンプンが添加された時と同じ赤の彩度のままであった。試験の期間はそれぞれ30分であった。蓄積されたデンプンがなかったこと、及びプレートが残渣なく清掃されたことも留意されたい。
加熱された容器が、図2に示されるように、試験プレートを受容するように組み込まれた。これは、DSFの加熱することにより概念実証デバイスの動作及びその利点が変化するか否かを決定するために実行された。DSF用の加熱ユニットは、これらの実験では使用されなかったが、追加試験においては有益かもしれない。試験プレートが組み込まれている容器を加熱した。ワキシートウモロコシデンプン(4.4lbs(2.0kg))を、ワキシートウモロコシデンプンの添加よりも前にDSFと共に試験プレートに添加した(容器はこの時点では安全上の理由のため加熱しなかった)。ここで使用されたDSFは、窒素と圧縮空気との混合物であった。液体窒素は、ガス状に膨張されて、そしてベンダーから提供された分析表により20ppm未満の酸素及び18ppm未満の水を含んでいた。圧縮空気を冷蔵乾燥機、続いて乾燥剤乾燥機を使用して乾燥させた。実験のために使用した混合物は、容量で62.5%の窒素及び37.5%の空気であった。容器を閉鎖して加熱した。2回の実行から得たデータは以下のとおりである:
図3のチャートに見られるように、加熱及び乾燥の間、内容物圧力は約1.5psi(0.011MPa)であった。加熱には、温度が300°F(149℃)に達するまで6時間かかった。ワキシートウモロコシデンプンの湿度は9.5%から0.04%まで減少した。
図4のチャートに見られるように、加熱及び乾燥の間、内容物圧力は1psi(0.007MPa)未満であった。温度が300°F(149℃)に達するまで4時間かかった。ワキシートウモロコシデンプンの湿度は9.5%から0.5%まで減少した。
別の例において、本発明は、食品業界、乳製品業界、及び/又は栄養補助食品業界において、誘導体、補充物、原料、最終生成物、及び/又はこれらの組み合わせと関連して使用されても良い。
別の例において、本発明は、血粉、柑橘類の皮、堆肥、一般廃棄物、魚の餌、魚肉、肥料、紙廃棄物、ジャガイモの残り、返却血液、食肉処理廃棄物、汚泥、木材、及び/又はこれらの任意の組み合わせに関連して使用されても良い。
別の例において、本発明は選鉱に関連して使用されても良い。
別の例において、本発明は、骨材、高炉スラグ、炭酸カルシウム、カルマイト、陶土、銅スラグ、鉄類金属、石こう、鉄スラグ、石灰石、大理石の砂、非鉄金属、岩塩、砂、カオリン、及び/又はこれらの任意の組み合わせに関連して使用されても良い。
別の例において、本発明は、硫酸アンモニウム、ブチルゴム、塩化カルシウム、カルボキシルメチルセルロース、化学薬品、クロム酸(chomic acid)、洗剤の粉、肥料、難燃剤、除草剤、ヘキサミン、ペナ(pena)エリスリトール、殺虫剤、プラスチック粒、ポリマー、塩化カリウム、硫酸カリウム、ゴムペレット、食塩、シリカゲル、硫酸ナトリウム、twaron(Kevlar(商標))パルプ、酸化バナジウム、Zn Pb粒、アラミド、及び/又はこれらの任意の組み合わせに関連して使用されても良い。
以下の実施形態は本発明のさらなる例示及び説明のために提示されるものであり、いかなる事項によっても限定されるものではない。
該ハウジングの中に配置されている少なくとも1つのトレー;
該少なくとも1つのトレーに対して動作可能に接続され、該少なくとも1つのトレーを回転させる少なくとも1つのモーター;及び
各トレーが該モーターによって回転するのに応じて、各トレー中の少なくとも1つの放射状スロットによりそれぞれのトレーの上面上の生成物を下手へ導く、該少なくとも1つのトレーに結合される少なくとも1つのワイパー;
を含み、
該トレーの少なくとも1つは、少なくとも部分的に有孔材料を含み;
該有孔材料は、該トレーの上面から上方にガスが流れることを許容し;そして
該トレーの上面からのガスの流れにより、該トレーの上面上の生成物が少なくとも部分的に流動化される、
流動層反応器。
3. 前記有孔材料が、その孔を生成物が基本的に通り抜けることができない大きさである、実施形態1又は2の流動層反応器。
4. 複数の前記トレーが有孔材料を含む、実施形態1の流動層反応器。
6. 前記孔の大きさが前記複数のトレーの少なくとも2つについて異なる、実施形態3の流動層反応器。
7. 前記ガスが、空気、乾燥ガス、酸素富化ガス、窒素、別の不活性ガス、蒸気、過熱蒸気、及び/又はこれらのいずれの組み合わせを含む、実施形態1の流動層反応器。
9. 少なくとも1つのヒータをさらに含み、ここで該ヒータは少なくとも前記ハウジングを加熱する、実施形態1の流動層反応器。
10. 少なくとも1つのヒータをさらに含み、ここで該ヒータは該トレーの上面から上方に流れた前記ガスの少なくとも一部を加熱する、実施形態1の流動層反応器。
12. 前記複数のトレーの各々の間の垂直方向の間隔は、該複数のトレーの各々について同じである、実施形態1の流動層反応器。
13. 前記複数のトレーの各々の間の垂直方向の間隔は、該複数のトレーの少なくとも2つについて異なる、実施形態1の流動層反応器。
15. 前記複数のトレーの各々の前記上面は、基本的に平面である、実施形態1の流動層反応器。
16. 前記複数のトレーの各々の回転速度は同じである、実施形態1の流動層反応器。
18. 前記複数のトレーの各々が複数の放射状スロットを有する、実施形態1の流動層反応器。
19. 前記複数のトレーの各々の上の前記複数の放射状スロットの間の間隔が同じである、実施形態18の流動層反応器。
20. 少なくとも2つの前記複数のトレーについて、前記複数の放射状スロットの間の間隔が異なる、実施形態18の流動層反応器。
22. 前記所定の水準が、前記複数のレベラーの各々について同じである、実施形態21の流動層反応器。
23. 前記所定の水準が、少なくとも2つの前記複数のレベラーについて異なる、実施形態21の流動層反応器。
24. 前記複数のトレーの各々が、完全に前記ハウジングの中に配置されている、実施形態1の流動層反応器。
Claims (6)
- ハウジング;
該ハウジングの中に配置されている少なくとも1つのトレー;
該少なくとも1つのトレーに対して動作可能に接続され、該少なくとも1つのトレーを回転させる、少なくとも1つのモーター;及び
各トレーが該モーターによって回転するのに応じて、各トレー中の少なくとも1つの放射状スロットによりそれぞれのトレーの上面上の生成物を下手へ導く、該少なくとも1つのトレーに結合される少なくとも1つのワイパー;
を含み、
該トレーの少なくとも1つは、少なくとも部分的に有孔材料を含み;
該有孔材料は、該トレーの上面から上方にガスが流れることを許容し;そして
該トレーの上面からのガスの流れにより、該トレーの上面上の生成物が少なくとも部分的に流動化される、
流動層反応器。 - 互いに垂直方向に距離をおいて配置されている複数のトレーが存在する、請求項1の流動層反応器。
- 前記有孔材料は、その孔を生成物が基本的に通り抜けることができない大きさである、請求項1又は2の流動層反応器。
- 前記ガスは、空気、乾燥ガス、酸素富化ガス、窒素、別の不活性ガス、蒸気、過熱蒸気、及び/又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1〜3のいずれか1項の流動層反応器。
- 前記ガスを前記トレーの上面から上方に流動せしめる少なくとも1つのファンと、少なくとも前記ハウジング及び/又は該トレーの上面から上方に流れるガスの少なくとも一部を加熱する少なくとも1つのヒータをさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項の流動層反応器。
- 複数のレベラーをさらに含み、該レベラーの各々は前記複数のトレーの1つに関連付けられ、各レベラーはそれぞれのトレーの上面にある生成物を所定の水準に維持する、請求項1〜5のいずれか1項の流動層反応器。
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