NL2005139C2 - Werkwijze en inrichting voor het afvoeren van damp van een walsdroger. - Google Patents

Description

P91748NL00

Titel: Werkwijze en inrichting voor het afvoeren van damp van een walsdroger

De uitvinding heeft betrekking op het afvoeren van damp van een walsdroger.

Walsdrogers omvatten een roteerbare wals met een verwarmde mantel waarop met behulp van opbrengrollen een dunne laag vloeibaar 5 product wordt aangebracht. Tijdens het roteren wordt de dunne laag product aan het manteloppervlak opgewarmd, en verdampt vocht uit het product tot een droge koek ontstaat, die met behulp van een mes van de cilindermantel wordt geschraapt. Het verdampende productvocht stijgt van het manteloppervlak op, en moet worden afgevoerd.

10 Omdat een walsdroger voor de beheersing van het proces goed toegankelijk moet zijn, wordt de damp gewoonlijk afgezogen met behulp van een afzuigkap. Om te vermijden dat de damp condenseert, en terugvallende condensdruppels op het product terug zouden kunnen vallen, wordt de damp via de afzuigkap afgezogen met een overmaat aan lucht. Nadelig hieraan is 15 dat het afzuigen relatief veel energie kost, en dat grote hoeveelheden toevoerlucht moeten worden geconditioneerd om tegen te gaan dat de stroom aangezogen lucht zelf vervuiling van het product kan veroorzaken.

De uitvinding beoogt een werkwijze en een inrichting voor het afvoeren van damp van een walsdroger, waarbij genoemde nadelen kunnen worden 20 tegengegaan. Daartoe voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het afvoeren damp van een walsdroger, omvattende: het in een over een dampafgiftegebied van een walsdroger geplaatste stolp verzamelen van vanaf de walsdroger opstijgende damp, het vanuit de stolp naar de condensor voeren van damp, en 25 het in de condensor condenseren van aangevoerde damp. Door de opstijgende damp in een stolp te verzamelen en vervolgens in een condensor 2 te condenseren kan de damp worden af gevoerd zonder dat bijmenging van lucht nodig is. Hierdoor kan de voor het afvoeren en conditioneren van grote hoeveelheden lucht benodigde energie worden bespaard, en kan zelfs via de condensor warmte worden teruggewonnen.

5 Het verzamelen en naar de condensor voeren van damp kan tijdens bedrijf plaatsvinden op basis van natuurlijke trek. Deze natuurlijke trek treedt op door de onderdruk die ontstaat ten gevolge van de in de condensor condenserende damp. Eventueel kan tijdens een opstartfase met behulp van een hulpventilator het proces op gang gebracht worden, en kunnen met 10 behulp van een hulpventilator niet condenseerbare componenten van de damp uit de condensor worden afgevoerd. De instroomsnelheid van lucht aan een intree van de stolp kan daarbij in hoofdzaak gelijk zijn aan nul.

Door het debiet aan gecondenseerde stoom in hoofdzaak gelijk te houden aan het debiet van zich in de stolp verzamelende stoom, kan een 15 continue dampafvoer worden gerealiseerd.

Het debiet aan gecondenseerde stoom kan daarbij worden geregeld aan de hand van een zich in de stolp bevindende grenslaag tussen zich in de stolp verzamelde damp en daaronder gelegen lucht. Deze regeling kan bijvoorbeeld plaatsvinden op basis van de plaats of verplaatsing van de 20 stratificatielaag ten opzichte van de intree van de stolp, en/of op basis van meting van temperatuur en/of dichtheid van zich in de stolp bevindend gas. Het debiet kan ook worden geregeld aan de hand een gewenste nulwaarde van de intreesnelheid van lucht in de stolp.

Het debiet aan gecondenseerde stoom kan worden geregeld door 25 besturing van de condensatiecapaciteit van de condensor. Deze condensatiecapaciteit kan bijvoorbeeld worden bestuurd door variatie van het debiet en/of de intreetemperatuur van het koelwater van de condensor.

De condensor kan bijvoorbeeld zijn uitgerust met conventioneel condensatielichaam, zoals een watergekoelde platenwarmtewisselaar. Door 30 de condensor uit te voeren met een omhulling, kan deze als 3 vacuümcondensor worden toegepast. De condensor kan deel uitmaken van een warmteterugwininstallatie. In de condensor kan bijvoorbeeld koel water worden opgewarmd van ongeveer 20° Celsius tot ongeveer 80 - 90° Celsius, terwijl damp aan de condensor wordt toegevoerd met een temperatuur van 5 bijvoorbeeld ongeveer 90-100° Celsius, en de niet condenseerbare delen van de damp worden afgevoerd met een temperatuur van bijvoorbeeld ongeveer 25- 30° Celsius.

Door de stolp te verhitten tot aan of boven het dauwpunt van de damp, kan worden tegengegaan dat damp op de stolp condenseert. In het 10 bijzonder wordt het binnenoppervlak van de stolp daarbij verhit tot een temperatuur van 100° Celsius of hoger. Om condensatie op het binnenoppervlak van de stolp tegen te gaan kan de stolp ook worden vervaardigd uit een isolerend materiaal, zoals kunststof. Voorts kan de stolp worden voorzien van afvoergoten voor het opvangen en afvoeren van op de 15 stolp gecondenseerde damp.

De uitvinding betreft eveneens een inrichting voor het afvoeren van damp van een walsdroger, omvattende een over een dampafgiftegebied van een walsdroger te plaatsen stolp met een door een mantel van de stolp omgeven verzamelruimte voor het verzamelen van vanaf de walsdroger 20 opstijgende damp, en een met de stolp in stromingsverbinding staande condensor voor het daarin condenseren van uit de verzamelruimte betrokken damp.

De stromingsverbinding kan daarbij bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een dampleiding. Door de stolp te voorzien van een 25 verwarmingsinrichting kan condensatie van de damp op het binnenoppervlak van de stolp worden tegengegaan. De verwarmingsinrichting kan daarbij zijn ingericht voor het tot ten minste het dauwpunt van verzamelde damp, bijvoorbeeld 100° Celsius of hoger verhitten van de stolp. De stolp kan daarbij bijvoorbeeld zijn uitgevoerd uit 30 metaal, en kan zijn voorzien van elektrische verwarmingselementen.

4

De stolp kan zijn voorzien van sensoren voor het detecteren van de positie van een grenslaag tussen verzamelde damp en lucht in de stolp. De sensoren kunnen bijvoorbeeld in hoogterichting op verschillende afstand van een aan de onderzijde van de stolp gelegen intree, in de mantel zijn 5 aangebracht. De sensoren kunnen bijvoorbeeld temperatuur, dichtheids-en/of vochtigheidsmeters omvatten. De stolp kan eveneens nabij de intree zijn voorzien van een snelheidsmeter voor het meten van de toe voer snelheid van lucht in de stolp. De toevoersnelheid van lucht via de intree van stolp is bij voorkeur vrijwel nul.

10 De intree van de stolp kan boven de walsdroger zijn gelegen. De mantel van de stolp overlapt echter bij voorkeur in hoogterichting met de walsdroger. De mantel van de stolp reikt dan bijvoorbeeld neerwaarts tot ten minste tweederde, bijvoorkeur ten minste de helft van de hoogte van de wals van de walsdroger.

15 De condensor kan zijn uitgevoerd als een vloeistof-gekoelde platenwisselaar. De vloeistofkoeling van de condensor kan dan deel uitmaken van een warmteterugwincircuit waarin bijvoorbeeld een warmtelast is opgenomen. De condensatiecapaciteit van de condensor kan regelbaar zijn, bijvoorbeeld door het debiet aan koelwater dat door de 20 condensor instelbaar te maken, de begintemperatuur van het koelwater te reguleren en/of het condensatieoppervlak van de condensor instelbaar te maken. De condensor kan daarbij zijn voorzien van een hulp ventilator. Hiermee kan het verzamel- en condensatieproces op gang worden gebracht, en kunnen eventuele niet-condenseerbare componenten van de damp, zoals 25 met de damp gemengd niet-condenseerbaar gas, via een schoorsteen uit de condensor worden afgevoerd. Wanneer de damp bijvoorbeeld enkele volumeprocenten lucht bevat, kan deze lucht na condensatie van de damp overblijvende lucht met de hulpventilator worden afgevoerd.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een walsdroger, 30 voorzien van een inrichting voor het afvoeren van damp. De walsdroger kan 5 daarbij een roteerbaar opgestelde wals omvatten met een verwarmde buitenmantel. De wals kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd uit gietijzer, en kan bijvoorbeeld door condensatie van stoom op het inwendige manteloppervlak van de wals worden verhit. De stoom kan daartoe bijvoorbeeld worden 5 aangevoerd met een druk van bijvoorbeeld 12 bar, zodat de buitenmantel een temperatuur krijgt van circa 180° Celsius.

De walsdroger kan voorts zijn voorzien van een toevoerinrichting voor het toevoeren van vloeibaar te drogen product. De walsdroger kan tevens zijn voorzien van één of meer aan het manteloppervlak gelegen 10 opbrengrollen voor het in dunne lagen op het manteloppervlak opbrengen van vloeibaar product. Tussen de opbrengrollen kan een bad zijn gelegen met een voorraad op te brengen vloeibaar product. De toevoerinrichting kon het vloeibare product aan de opbrengrollers en/of het bad toevoeren. De walsdroger kan voorts zijn voorzien van een met het manteloppervlak 15 samenwerkend mes voor het van het manteloppervlak afschrapen van een laag product, en van een afvoerinrichting voor het afvoeren van afgeschraapt product.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld dat in een tekening is weergegeven. In de tekening 20 toont:

Fig. 1 een schematische weergave van een walsdroger die is voorzien van een inrichting voor het voeren van damp met energieterugwinning.

Opgemerkt wordt dat de figuur slechts een schematische weergave 25 betreft van een niet-limiterend uitvoeringsvoorbeeld.

Figuur 1 toont een inrichting voor het afvoeren van damp van een walsdroger 1. De inrichting omvat een over een dampafgiftegebied 2 van de walsdroger 1 geplaatste stolp 3. Het dampafgiftegebied 2 betreft het gebied waarin de walsdroger 1 damp afgeeft. Dit is in het bijzonder het 30 manteloppervlak 4 van de walsrol 5 van de walsdroger 1. De term ‘over een 6 dampafgiftegebied 2 moet in de context van deze aanvrage zo worden opgevat, dat de stolp 3 althans gedeeltelijk boven het dampafgiftegebied is gelegen, en in hoogterichting h eventueel althans gedeeltelijk overlappend met het dampafgiftegebied 2.

5 De stolp 3 omvat een door een mantel 7 van de stolp 3 omgeven verzamelruimte 6. De stolp 3 is hier aan de onderzijde voorzien van een intree-opening 8, waardoorheen de bovenzijde van de walsdroger 1 tot in de verzamelruimte 6 reikt.

De inrichting omvat voorts een met de stolp 3 in 10 stromingsverbinding staande condensor 9 voor het daarin condenseren vanuit de verzamelruimte 6 betrokken damp. In het hier weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is de condensor 9 met de stolp 3 in stromings verbinding gebracht via een zich vanaf een uittree 10 van de stolp 3 uitstrekkende dampleiding 11.

15 De condensor 9 omvat in dit uitvoeringsvoorbeeld een condensatielichaam 12 dat is gevormd door een platenpakket waardoorheen een koelleiding 16 is gevoerd. Koelwater kan via een regelbare klep 13 vanaf een intree 14 van de koelleiding 16 via het koellichaam stromen naar een uittree 15 van de koelleiding 16. Om het platenpakket heen is een 20 omhulling 19 aangebracht waaraan via dampleiding 11 de te condenseren damp wordt gevoerd. Niet-condenseerbare componenten kunnen worden afgevoerd via een uittree 20 van de condensor 9. De uittree 20 kan bijvoorbeeld zijn verbonden met een schoorsteen 17 waarin een hulpventilator 18 is aangebracht. De schoorsteen 17 kan voorts eventueel 25 nog zijn voorzien van een niet-weergegeven filter en kan bijvoorbeeld uitmonden op de buitenlucht. De uittree 15 van de koelleiding 16 kan bijvoorbeeld zijn aangesloten op de intree van een verdere warmtewisselaar van een warmteverbruikend proces. De uittree van de verdere warmtewisselaar kan dan weer zijn aangesloten op de intree 14 van de 7 koelleiding 16 van de condensor 9. Aldus maakt de condensor 9 deel uit van een warmteterugwincircuit.

De mantel 7 van de stolp 3, de dampleiding 11 en de omhulling 19 van de condensor 9 schermen de damp van de omgeving af. Om vroegtijdige 5 condensatie van de damp tegen te gaan, kan de mantel 7 van de stolp 3 en de dampleiding 11 bijvoorbeeld zijn voorzien van verwarmingselementen die de mantel 7 van de stolp 3 en de dampleiding 11 verhitten tot boven het dauwpunt van de damp. In dit uitvoeringsvoorbeeld is dat bijvoorbeeld 100° Celsius of hoger. Als zich enige lucht bij de damp heeft gemengd, kan het 10 dauwpunt bijvoorbeeld op ongeveer 95° Celsius liggen. De condensor 9 is boven en naast de uittree 10 van de stolp 3 opgesteld. Hierdoor kan worden tegengegaan dat condensaat vanuit de condensor 9 terug kan vloeien naar de walsdroger 1.

De mantel 7 van de stolp 3 is nabij de intree 8 voorzien van een 15 tweetal als dichtheidsmeters uitgevoerde sensoren 21, waarmee de positie van de grenslaag 24 tussen in de stolp 3 verzamelde damp 22 en daaronder gelegen lucht 23 ten opzichte van de intree 8 kan worden bepaald. Deze sensoren 21 zijn hier aangesloten op een besturing 25, waarmee de toevoerklep 13 van de koelleiding 16 van de condensor 9 kan worden 20 bestuurd. Met behulp van de besturing 25 kan aldus de condensatiecapaciteit zodanig worden ingesteld dat de grenslaag 24 damp en lucht 23 zich op in hoofdzaak gelijke hoogte in de stolp 3 bevindt.

De neerwaarts gerichte delen 26 van de mantel 7 van de stolp 3 kunnen eventueel aansluiten op een geconditioneerde ruimte die de 25 walsdroger 1 omgeeft, bijvoorbeeld een stel om de walsdroger 1 heen geplaatste wanden 27 met doorgangen waarmee de luchttoevoer aan de door de wanden omgeven geconditioneerde ruimte kan worden gecontroleerd.

De walsdroger 1 omvat behalve een roteerbaar opgestelde wals 5 met een verwarmde buitenmantel 4 ook een niet-weergegeven 30 toevoerinrichting voor het toevoeren van vloeibaar te drogen product. De 8 walsdroger 1 is voorts voorzien van één of meer aan het manteloppervlak 4 van de walsrol 5 gelegen opbrengrollen 28 voor het in dunne lagen op het manteloppervlak 4 van de walsrol 5 opbrengen van door de toevoerinrichting aangevoerd vloeibaar product. Tussen de opbrengrollen 28 5 kan een bad zijn gelegen met een voorraad op te brengen vloeibaar product. De toevoerinrichting voert het vloeibare product aan de opbrengrollen 28 en/of het bad toe. De walsdroger 1 is voorts voorzien van een met de mantel 4 van de wals 5 samenwerkend mes voor het van de mantel 4 van de wals 5 afschrapen van een laag gedroogd product, en van een afvoerinrichting voor 10 het afvoeren van afgeschraapt product.

De inrichting werkt als volgt. Aan het inwendige van de wals van de walsdroger 1 wordt onder druk stoom toegevoerd, die op de binnenwand van de wals condenseert. Het condensaat wordt als warm water uit de wals afgevoerd. De wals roteert ondertussen met een omwentelingssnelheid van 15 bijvoorbeeld 1 of 2 omwentelingen per minuut rechtsom. Vanuit een toevoerinrichting wordt een vloeibaar te drogen product toegevoerd aan de opbrengrollen 28. De op een walsdroger 1 te drogen producten kunnen zowel eetbare producten als niet-eetbare producten zijn, en omvatten bijvoorbeeld ontbijtpap, zetmeelslurry’s, visceuze pasta’s, en vochtige zouten. In dit 20 uitvoeringsvoorbeeld kan het te drogen product bijvoorbeeld een zetmeelslurry zijn met een vochtgehalte van circa 60 gewichtsprocent. Per opbrengrol 28 wordt vervolgens een dunne laag te drogen product op de mantel 4 van de wals aangebracht, bijvoorbeeld met vier lagen met een totale dikte van 0,2 mm. De opgebrachte laag te drogen product wordt 25 vervolgens aan het manteloppervlak 4 van de wals 5 opgewarmd, bijvoorbeeld tot een temperatuur boven het kookpunt van het te drogen product. Door deze opwarming treedt vocht als damp uit de laag product, waardoor een laag gedroogd product ontstaat. Het vochtgehalte van het gedroogde product kan bijvoorbeeld circa 5 gewichtsprocent zijn. Voordat 30 het product aan de mantel 4 van de walsrol 5 opnieuw de opbrengrollen 28 9 heeft bereikt, wordt het nu gedroogde product met behulp van een mes van de mantel 4 van de walsrol 5 afgeschraapt. Het product kan dan bijvoorbeeld als een droog vel of als vlokken van de mantel 4 van de walsrol 5 af komen, en met behulp van een niet-weergegeven afvoerinrichting 5 worden af gevoerd.

Tijdens het bedrijf van de walsdroger 1 stijgt damp van de walsdroger 1 op, die in het bijzonder vanaf de mantel 4 van de walsrol 5 naar het product wordt gedroogd. De opstijgende damp verzamelt zich in de over het dampafgiftegebied 2 van de walsdroger 1 geplaatste stolp 3. Omdat 10 de omgevingslucht een grotere dichtheid heeft dan de damp, verzamelt de damp zich in de bovenzijde van de stolp 3. In de stolp 3 vormt zich derhalve een grenslaag 24 tussen damp en daaronder gelegen omgevingslucht. De damp wordt via de uittree 10 van de stolp 3 en de dampleiding 11 naar de condensor 9 gevoerd. In de condensor 9 condenseert de damp op het 15 condensatielichaam 12 van de condensor 9. Ten gevolge van het condenseren neemt het volume van de damp sterk af. Hierdoor ontstaat een natuurlijke trek van damp vanuit de stolp 3 naar de condensor 9. Deze natuurlijke trek wordt nog ondersteund doordat de damp vanwege de geringere dichtheid wil opstijgen. Niet-condenseerbare componenten van de 20 damp, bijvoorbeeld geuren en andere gassen dan waterdamp kunnen via een op een uittree 20 van de condensor 9 aangesloten schoorsteen 17 worden afgevoerd naar de buitenomgeving. In dit uitvoeringsvoorbeeld wordt de damp verzameld bij atmosferische druk, en is de temperatuur van de damp ca. 100° Celsius. De niet-condenseerbare componenten van de damp hebben 25 bij uittree uit de condensor 9 een temperatuur van circa 30° Celsius. In de condensor 9 wordt het koelwater opgewarmd van een temperatuur van ongeveer 20° Celsius tot een temperatuur van ongeveer 90° Celsius. Het debiet aan gecondenseerde damp wordt in hoofdzaak gelijk gehouden aan het debiet van zich in de stolp 3 verzamelende damp. In dit 30 uitvoeringsvoorbeeld wordt dit gedaan door aan de hand van de met de 10 sensoren 21 bepaalde positie van de grenslaag 24, het debiet aan koelwater van de condensor 9 met behulp van de toevoerklep 13 in te stellen. Tijdens het bedrijf wordt de damp in hoofdzaak continue uit de stolp 3 afgevoerd.

Opgemerkt wordt dat de uitvinding niet beperkt is tot het hier 5 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld. Zo kan de walsdroger voorzien zijn van een groter en kleiner aantal opbrengrollen, en kan bijvoorbeeld ook een dubbele walsdroger worden toegepast. Verder kunnen meerdere stolpen over een dampafgiftegebied van één waldroger worden geplaatst of juist meerdere walsdrogers onder één stolp. Ook kan de condensor zonder 10 warmteterugwinning worden bedreven.

Dergelijke varianten zullen de vakman duidelijk zijn en worden geacht te liggen binnen het bereik van de uitvinding zoals verwoord in de hiernavolgende conclusies.

Claims (18)

1. Werkwijze voor het afvoeren van damp van een walsdroger, omvattende: - het in een over een walsdroger geplaatste stolp verzamelen van vanaf de walsdroger opstijgende damp, 5. het vanuit de stolp naar een condensor voeren van damp en - het in de condensor condenseren van aangevoerde damp.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het verzamelen en naar de condensor voeren van damp tijdens bedrijf plaatsvindt op basis van natuurlijke trek.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het debiet aan gecondenseerde stoom in hoofdzaak gelijk wordt gehouden aan het debiet van zich in de stolp verzamelende stoom.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij het debiet aan gecondenseerde stoom wordt geregeld aan de hand van een scheidingslaag 15 tussen zich in de stolp verzamelde damp en daaronder gelegen lucht.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarbij het debiet aan gecondenseerde stoom wordt geregeld door besturing van de condensatiecapaciteit van de condensor.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de stolp 20 wordt verhit tot boven het dauwpunt van de verzamelde damp.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij tijdens bedrijf damp in hoofdzaak continue uit de stolp wordt afgevoerd.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de condensor deel uitmaakt van een warmteterugwininstallatie.

9. Inrichting voor het afvoeren van damp van een walsdroger, omvattende een over een dampafgiftegebied van een walsdroger te plaatsen stolp met een door een mantel van de stolp omgeven verzamelruimte voor het verzamelen van vanaf de walsdroger opstijgende damp, en een met de stolp in stromingsverbinding staande condensor voor het daarin condenseren van uit de verzamelruimte betrokken damp.

10. Inrichting volgens conclusie 9, waarbij de stolp is voorzien van een verwarmingsinrichting voor het tot ten minste 100° Celsius verhitten van de stolp.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, waarbij de condensor een vacuümcondensor is.

12. Inrichting volgens één der conclusies 9-11, waarbij de condensor deel uitmaakt van een warmteterugwincircuit.

13. Inrichting volgens één der conclusies 9-12, waarbij de stolp is voorzien van sensoren voor het detecteren van de positie van de grenslaag tussen zich in de stolp verzamelde damp en daaronder gelegen lucht.

14. Inrichting volgens één der conclusies 9-13, waarbij de condensatiecapaciteit van de condensor regelbaar is.

15. Inrichting volgens conclusie 13 of 14, waarbij is voorzien in een besturing voor het in afhankelijkheid van de gedetecteerde positie van de grenslaag beregelen van het condensatiedebiet van de condensor.

16. Inrichting volgens één der conclusies 9-15, waarbij de condensor is voorzien van een hulpventilator.

17. Inrichting volgens één der conclusies 9-16, voorts omvattende een onder de stolp opgestelde walsdroger.

18. Inrichting volgens conclusie 17, waarbij de stolp is aangesloten op 25 een verder omhulling die de walsdroger onder vorming van een geconditioneerde ruimte omgeeft.