NL8600102A - Werkwijze en inrichting voor het drogen van produkten. - Google Patents

Description

ί< V.0. 7524 -1-

Titel: Werkwijze en inrichting voor het drogen van produkten.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het drogen van produkten, waarbij de te drogen produkten in een drooginrichting worden opgesteld en verhitte gassen en/of dampen over en langs die produkten worden geleid.

5 De uitvinding betreft voorts een inrichting voor toepassing van de werkwijze.

Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0.089.408. Bij de bekende werkwijze en inrichting wordt in één ruimte hete lucht 10 over de produkten geleid. Daarbij is voorzien in middelen om de lucht op bepaalde plaatsen in de droogruimte in een andere richting over en langs de produkten te leiden dan op andere plaatsen geschiedt. Hoe de lucht, die over de produkten wordt geleid wordt verhit en hoe de verhitte 15 lucht het meest economisch kan worden benut wordt in genoemde publikatie niet aangegeven.

De uitvinding heeft tot doel een werkwijze en inrichting te verschaffen waarmee een zo groot mogelijk rendement kan worden bereikt, dat wil zeggen waarmee 20 zo economisch mogelijk wordt gewerkt met de toe te passen droogstromen en daarvoor benodigde brandstoffen.

Het gestelde doel wordt volgens de uitvinding bereikt met een werkwijze waarbij de produkten in een semi-continu te bedrijven procédé stapsgewijs achtereen-25 volgens worden geleid door tenminste een voorwarmgebied, tenminste een opwarmgebied en eventueel een koelgebied, waarbij ieder van die gebieden uit verschillende secties kan bestaan en die gebieden ten opzichte van elkaar in hoofdzaak afgesloten zijn, terwijl in het opwarmgebied 30 of een sectie daarvan oververhitte damp eventueel vermengd met verbrandingsgassen wordt gecirculeerd en het overschot daaruit wordt afgevoerd en rechtstreeks of na recirculatie in aangrenzende secties van het opwarmgebied wordt geleid naar een condenserende warmtewisselaar, waarin een vergeleken ;: .·):; o 2 ï i -2- met genoemd overschot relatief grote hoeveelheid inlaatlucht wordt opgewarmd, welke inlaatlucht hetzij rechtstreeks, hetzij via het eventueel aanwezige koelgebied, wordt geleid naar en door het voorwarmgebied.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt aldus toegepast in een semi-continu te bedrijven tunneldroger die in tenminste twee gedeelten, te weten het voorwarmge-deelte en het opwarmgedeelte is ingedeeld. De droogstromen in beide gedeelten worden gescheiden gehouden en de in het voorwarmgebied te gebruiken stroom, die in warmtewisse-ling met een overschot van de in het opwarmgebied toegepaste stroom wordt voorverwarmd, wordt relatief veel groter gekozen dan dat overschot (bijvoorbeeld een volume dat in de orde van tienmaal groter is). Bij voorkeur wordt voor het drogen oververhitte damp toegepast, zodat het droogprocédé in hoofdzaak getypeerd kan worden als "kokend” drogen. Doordat voor het voorverwarmen een relatief groot volume wordt benut kan inderdaad vrijwel alle warmte uit het overschot in de condenserende warmtewisselaar worden teruggewonnen.

Op geschikte wijze wordt voor het drogen van de produkten in het opwarmgebied een mengsel van oververhitte damp en verbrandingsgassen toegepast met een zo hoog mogelijk dauwpunt, zodat het condenseren in de condenserende warmtewisselaar bij een zo hoog mogelijke temperatuur plaatsvindt waardoor meer latente verdampingswarmte kan worden teruggewonnen. Bij voorkeur wordt een dergelijk mengsel bereid door verhitting van een uitgangsdamp met behulp van in of nabij het opwarmgebied opgestelde branders, die worden bedreven onder toepassing van een zodanige hoeveelheid lucht dat vrijwel stoechiometrische verbranding plaatsvindt. In dat geval immers zal het dauwpunt zo hoog mogelijk liggen. Bij vrijwel stoechiometische verbranding wordt hierbij gedacht aan verbranding met een luchtovermaat van maximaal 10%.

Bij een geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding bedraagt het aantal secties van het opwarmgebied tenminste twee, waarbij de temperatuur ,A ,¾ Λ -1 Λ o 4 ·) M -J I Sj ά ψ < -3- van elke volgende sectie telkens hoger wordt gehouden dan in een voorgaande sectie en het overschot aan oververhitte damp eventueel vermengd met verbrandingsgassen van elke sectie wordt toegevoerd aan de voorgaande sectie, 5 zodat het uiteindelijk aan de condenserende warmtewisselaar toegevoerde overschot afkomstig is uit de sectie met de laagste temperatuur.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan zoals opgemerkt een koelgebied na het opwarmgebied worden toege-10 past. Dit is evenwel facultatief en zal onder meer afhangen van de aard van de te drogen produkten. Bij toepassing van een koelgebied na het opwarmgebied zal men de in de condenserende warmtewisselaar voorgewarmde inlaatlucht eerst door het koelgebied leiden en vandaar naar het 15 voorwarmgebied. In het voorwarmgebied zal veelal behalve een voorverwarmen ook reeds een voor-droging plaatsvinden.

De lengte-breedte verhouding van het eventuele koelgebied en van het voorverwarmingsgebied wordt zodanig gekozen, dat de inlaatlucht éénmalig, derhalve zonder recirculatie, 20 door deze gebieden gevoerd kan worden, terwijl daarbij door een relatief hoge luchtsnelheid zowel de temperatuur-verdeling als de warmte-overdracht gunstig zijn en door de relatief lange weg die de lucht daarbij aflegt deze lucht zodanig afkoelt, dat een relatief grote hoeveelheid 25 warmte in het voorwarmgebied aan de te drogen produkten wordt overgedragen.

Bij voorkeur worden bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding de produkten door de verschillende gebieden gevoerd op wagentjes met telkens één of twee 30 vertikale wanden dwars op de voortbewegingsrichting, welke wand of wanden van een wagentje een afsluiting vormen van een gebied of sectie of een begrenzing van een compartiment in een gebied of sectie, terwijl de gassen of dampen dwars op de voortbewegingsrichting over 35 de produkten worden geleid. Daarbij worden voorts op geschikte wijze in opeenvolgende compartimenten van een -» ' * 'Λ 0 9 < -4- gebied of sectie de gassen in onderling tegengestelde richting over de produkten geleid. Aldus wordt mede een dwarsstroming of zelfs zig-zagstroming van de lucht over de produkten in het eventuele koelgebied en in het 5 voorwarmgebied gerealiseerd/ waardoor de bovengenoemde relatief lange weg voor de lucht verzekerd is.

Een inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding omvat een tunnelvormige droger met middelen om wagentjes of rekken voor de te drogen 10 produkten door de droger te voeren, terwijl de tunnelvormige droger in wezen is opgebouwd uit een aantal aan elkaar grenzende compartimenten, waarbij de rechtstreekse opening tussen twee compartimenten zodanig is gevormd dat bij opstelling van een wagentje ‘of rek in een compartiment 15 de wand van dat wagentje of rek die opening vrijwel geheel afsluit.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 een schematische weergave in doorsnede 20 door een horizontaal vlak is door een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een soortgelijke weergave is van een deel van de inrichting volgens fig. 1 ter toelichting van enkele details? en 25 fig. 3 een weergave in vertikale doorsnede is door het in fig. 2 'weergegeven gedeelte van de inrichting volgens fig. 1.

In fig. 1 is de tunneldroger 1 schematisch in doorsnede weergegeven. Hoe in het algemeen een tunneldroger 30 is geconstrueerd wordt bekend verondersteld en zal hier niet nader worden uiteengezet. Het voor tunneldrogers gebruikelijke constructiemateriaal voor wanden, vloer en dak kan ook hier zijn toegepast. De tunneldroger 1 is aan een uiteinde voorzien van een toegangsopening 35 2, die in bedrijf, nadat een aantal wagentjes of rekken met te drogen produkten in de oven zijn opgesteld op ? =i -VI 0 9 V' V -V V * *? —· ...... — —»·- — · — —-......... · · - —· - ......... - - · - — -fc -5- geschikte wijze wordt afgesloten, bijvoorbeeld met een deur of op de hierna nog voor de compartimenten van de tunneldroger 1 te beschrijven wijze door middel van een wand van een eerstvolgend in te brengen wagentje of rek.

5 Evenzo is de tunneldroger 1 aan het tegenovergestelde uiteinde voorzien van een uitgangsopening 3 in de achterwand 5, die op overeenkomstige wijze kan worden afgesloten.

Inwendig is de tunneldroger in een aantal gebieden verdeeld door toepassing van een aantal tussenwanden, 10 die evenwijdig aan voorwand 4 en achterwand 5 zijn opgesteld. Alle tussenwanden zijn voorzien van doorgangen, die in hoofdzaak op één lijn liggen met de toegangsopening 2 en de uitgangsopening 3, zodat de wagentjes of rekken met de te drogen produkten in een vrijwel rechte baan 15 door de droger kunnen worden gevoerd. De doorgangen in de tussenwanden zijn zodanig bemeten en geconstrueerd dat zij in bedrijf vrijwel worden afgesloten door de wand van een aangrenzend opgesteld wagentje of rek. Dit zal hierna nog aan de hand van fig. 2 worden toegelicht.

20 Een deel van de tussenwanden verloopt tussen de zijwanden 6 en 7 en een deel van de tussenwanden is enerzijds wel aangebouwd tegen een van de zijwanden 6 of 7, maar reikt aan de tegenoverliggende zijde niet geheel tot de desbetreffende zijwand 7 of 6, zodat aldaar, zelfs 25 bij een door een rek of wagentje afgesloten doorgang in die tussenwand, een passage van een compartiment naar een volgende bestaat.

Tussen de voorwand 4 en de doorlopende tussenwand 8 bevindt zich het voorwarmgebied 9. Door de niet geheel 30 doorlopende tussenwanden 10 en 11 wordt dit voorwarmgebied in drie compartimenten verdeeld, een eerste tussen voorwand 4 en tussenwand 11, een tweede tussen de tussenwanden 11 en 10 en een derde tussen de tussenwanden 10 en 8.

Doordat de tussenwanden zich onderling op ongeveer gelijke 35 afstand bevinden zijn de afmetingen van de compartimenten onderling vrijwel gelijk. Gewoonlijk biedt ieder comparti- ^ Λ Λ ,ί Λ .* 1 * ♦ ; „ * i s 1- ν' V V - - ? W· -6- ment ruimte aan één wagentje of rek met te drogen produkten.

Door de alternerende opstelling van de tussenwanden 10 en 11 in het voorwarmgebied 9 en doordat in bedrijf de doorgangen in de tussenwanden zijn afgesloten door 5 de desbetreffende wand van een wagentje of rek zal een droog- en voorwarmstroom, die via een leiding 12 in het voorwarmgebied wordt binnengeleid alleen via een zig-zag baan, aangegevén door de onderbroken van pijlen voorziene lijn 14, door de compartimenten van het voorwarmgebied 10 9 kunnen bewegen alvorens uiteindelijk via een afvoeropening of afvoerleiding 13 het dichtst bij de voorwand 4 gelegen compartiment te verlaten.

Aangrenzend aan het voorwarmgebied 9 bevindt zich het in drie secties 15, 16 en 17 verdeelde opwarmgebied.

15 Sectie 15 bevindt zich tussen de doorlopende tussenwanden 8 en 18, sectie 16 bevindt zich tussen de doorlopende tussenwanden 18 en 19 en sectie 17 bevindt zich tussen de doorlopende tussenwanden 19 en 20. In iedere sectie is een niet geheel doorlopende tussenwand (21 in sectie 20 15, 22 in sectie 16 en 23 in sectie 17) opgesteld, die de desbetreffende sectie in twee compartimenten, verbonden via de passage tussen tussenwand en zijwand 7, verdeelt.

Een in één van de compartimenten van een sectie door de zijwand 6 toegevoerde stroming van gas- en dampvormig 25 opwarm- en droogmedium beweegt zich door dat compartiment, via genoemde passage naar het andere compartiment van de sectie en kan door de zijwand 6 weer worden afgevoerd.

Een en ander is weergegeven door de onderbroken, van pijlen voorziene lijnen 24.

30 Tussen de tussenwand 20 en de achterwand 5 bevindt zich tenslotte het koelgebied 25, dat door de niet geheel doorlopende tussenwand 26 in twee compartimenten is verdeeld. Een via een leiding 27 door de zijwand 6 in het dichtst bij de uitgang 3 gelegen compartiment van het koelgebied 35 25 gevoerde stroom koelgas of -damp verloopt zoals aangegeven door de onderbroken van pijlen voorziene lijn 28 en verlaat 3-3 C 0 : 0 2 ........_ -7- het volgende compartiment door de zijwand 6 naar de leiding 12 die verderop is aangesloten op het voorwarmgebied.

In de leidingen zijn zo nodig ventilatoren opgenomen om voor een goed transport te zorgen.

5 Zoals uit de onderbroken lijnen 14, 24 en 28 blijkt is de stroom gas en/of damp overal gericht dwars op de voortbewegingsrichting (van toegang 2 naar uitgang 3) van de wagentjes of rekken met te drogen produkten in de inrichting. Daarbij alterneert die dwarsbeweging voorts 10 van compartiment tot compartiment, zodat een goede en homogene droging wordt bewerkt.

Opgemerkt wordt dat in de inrichting volgens de uitvinding een koelgebied niet absoluut noodzakelijk is. Of al dan niet een koelgebied dient te worden ingericht 15 zal mede afhangen van de aard van de produkten die in de inrichting moeten worden gedroogd. Indien geen koelgebied 25 wordt toegepast zal de opwarmsectie 17 het laatste gebied in de tunneldroger 1 zijn en direct grenzen aan de achterwand 5. In dat geval ook vervalt de leiding 20 27 en zal de leiding 12 in plaats van de leiding 27 zijn aangesloten op de hierna nog te noemen warmtewisselaar.

Het eigenlijke drogen vindt plaats in het uit de opwarmsecties 15, 16 en 17 bestaande opwarmgebied.

Iedere opwarmsectie is voorzien van een recirculatieventi-25 lator en van een brander. Opwarmsectie 15 is gekoppeld met brander 29 en recirculatieventilator 30, sectie 16 met brander 31 en recirculatieventilator 32 en opwarmsectie 17 met brander 33 en recirculatieventilator 34. De aan de branders 29,31 en 33 toegevoerde brandstof kan bijvoor-30 beeld gas of een fossiele brandstof zijn die wordt toegevoerd via leidingen 35, 36 resp. 37. De voor verbranding noodzakelijke lucht wordt aangevoerd via de leiding 38.

Deze lucht kan op geschikte wijze zijn voorverwarmd, waartoe die lucht bijvoorbeeld wordt afgenomen uit de 35 leiding 27, waarin in de warmtewisselaar 39 voorverwarmde lucht wordt geleid naar het koelgebied 25.

t Λ ^ 'V - 1 J ' :J £ - , -8-

Door de brander 33 verhitte gassen (verbrandingsgassen, lucht waaruit bij voorkeur alle zuurstof voor de verbranding is verbruikt, enzovoorts) worden met behulp van de recirculatieventilator 34 in de opwarmsectie 17 5 rondgepompt, zoals aangeduid door de desbetreffende onderbroken van pijlen voorziene lijn 24. De te drogen produkten zullen in de sectie 17 verder (zij bevonden zich al eerder in de secties 16 en 15) in hoofdzaak kokend drogen, zodat de recirculerende stroom veel oververhitte damp of stoom 10 zal bevatten. Een overschot aan damp en verbrandingsgassen wordt via de leiding 40 toegevoerd via de recirculatieventilator 32 aan de brander 31. Op soortgelijke wijze als voor de sectie 17 beschreven zal een stroom drogend gas (verbrandingsgassen, oververhitte damp, etc.) in de sectie 15 16 worden rondgepompt. Een overschot wordt daarbij via de leiding 41 naar recirculatieventilator 30 en brander ' 29 behorend bij opwarmsectie 15 gevoerd. In sectie 15 wordt op analoge wijze een stroom rondgepompt.

Een in sectie 15 gevormd overschot aan oververhitte 20 damp en verbrandingsgassen wordt uiteindelijk via de leiding 42 gevoerd naar de warmtewisselaar 39. In de condenserende warmtewisselaar 39 wordt een ten opzichte van de hoeveelheid door de leiding 42 aangevoerde "uitlaat-lucht" relatief grote hoeveelheid lucht (of eventueel 25 ander gas) opgewarmd die via de leiding 27 naar het koelge-bied 25 wordt gevoerd, zoals eerder beschreven.

Op geschikte wijze kan de bediening van branders, recirculatieventilatoren en dergelijke zodanig zijn dat de temperatuur in de opwarmsectie 15 lager is dan die 30 in sectie 16, welke op zijn beurt weer lager is dan de temperatuur in sectie 17. Absoluut nodig is dit evenwel niet. De temperaturen in de secties 15, 16 en 17 kunnen desgewenst ook vrijwel gelijk zijn.

In de fig. 2 en 3 zijn respectievelijk een nadere 35 weergave in doorsnede door een horizontaal vlak en een weergave in vertikale doorsnede door het voorwarmgebied 5» ^ Λ f) 1 0 9 W U V V * v -9-

** VW

9 van de tunneldroger volgens fig. I weergegeven, thans met in de verschillende compartimenten opgestelde wagentjes voor te drogen produkten. Zelfde onderdelen in de verschillende figuren zijn met dezelfde verwijzingsgetallen aange-5 duid.

Zoals in fig. 2 is weergegeven kan de toegangsopening 2 naar de tunneldroger bijvoorbeeld zijn afgesloten door een deur 43. In het eerste compartiment is een wagentje 44 opgesteld, terwijl in opvolgende compartimenten opvolgen-10 de wagentjes 45 en 46 staan. Elk wagentje is voorzien van een uit een plaat van geschikt materiaal bestaande voorwand 47 die aan alle zijden buiten de overige delen van het wagentje uitsteekt en de doorgang door de verschillende tussenwanden vrijwel geheel afsluit. In de posten, 15 bovendorpel en benedendorpel van de doorgangen zijn af-dichtingsstroken of flappen zodanig bevestigd dat deze bij voorkeur steeds een stand innemen vrijwel evenwijdig aan de desbetreffende wand. Dit kan geschieden door toepassing van starre stroken die door geschikte bevestigings-20 mechanismen,bijvoorbeeld onder invloed van veerkracht steeds in een uitgangsstand worden terugbewogen.

In bedrijf wordt een wagentje steeds zodanig opgesteld in een compartiment dat de voorwand 47 vrijwel aanligt tegen de afdichtingsstroken 48 in de posten van de doorgangen 25 en de stroken 49 in onder- en bovendorpel. Samen met die afdichtingsstroken 48 en 49 zorgen de wanden 47 voor afdichting van de desbetreffende doorgang. Bij een verder bewegen van een wagentje naar een volgend compartiment wordt de voorwand 47 tegen de werking van de veerkracht 30 die op de stroken 48 en 49 wordt uitgeoefend, bewogen.

Na doorgang van de voorwand 47 hernemen de stroken 48 en 49 hun oorspronkelijke stand vrijwel evenwijdig aan de desbetreffende tussenwand en kan het volgende wagentje er tegenaan worden opgesteld.

35 Het zal duidelijk zijn dat de wijze waarop de doorgangen door de tussenwanden worden afgedicht niet 2 ' A Λ. ·* ft ft

Jt ^ ------ .....

·+ -10- wezenlijk is voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding. De hierboven beschreven constructie werd dan ook slechts bij wijze van voorbeeld gegeven. Met name in gevallen waarin met vrij hoge temperaturen wordt gewerkt, kan een gewijzigde constructie van de wagentjes, waarbij de wieltjes en lagers meer afgeschermd zijn tegen die hoge temperaturen gewenst zijn. Een dergelijke gewijzigde constructie kan een naar voor en achter doorlopende bodem omvatten, zodat bodemplaten van aangrenzende wagentjes elkaar raken, alsmede zijflanken van de wagentjes die doorlopen tot de vloer van de oven, welke vloer ter plekke uit rul zand kan bestaan, zodat die zijflanken door dat zand slepen.

De uiteindelijke keuze van de toe te passen afdichtingsconst is afhankelijk van de bij het droogprocédé toegepaste temperaturen.

-s*x ,,¾ ^ .*> λ λ .H‘1 ‘1 =: 1 y y 'Sf

Claims (7)

1. Werkwijze voor het drogen van produkten, waarbij de te drogen produkten in een drooginrichting worden opgesteld en verhitte gassen en/of dampen over en langs die produkten worden geleid, met het kenmerk, dat de 5 produkten in een semi-continu te bedrijven procédé stapsgewijs achtereenvolgens worden geleid door tenminste een voorwarmgebied, tenminste een opwarmgebied en eventueel een koelgebied, waarbij ieder van die gebieden uit verschillende secties kan bestaan en die gebieden ten opzichte 10 van elkaar in hoofdzaak afgesloten zijn, terwijl in het opwarmgebied of een sectie daarvan oververhitte damp eventueel vermengd met verbrandingsgassen wordt gecirculeerd en het overschot daaruit wordt afgevoerd en rechtstreeks of na recirculatie in aangrenzende secties van het opwarm-15 gebied wordt geleid naar een condenserende warmtewisselaar, waarin een vergeleken met genoemd overschot relatief grote hoeveelheid iniaatlucht wordt opgewarmd, welke inlaatlucht hetzij rechtstreeks, hetzij via het eventueel aanwezige koelgebied, wordt geleid naar en door het voor-20 warmgebied.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerkr dat voor het drogen van de produkten in het opwarmgebied een mengsel van oververhitte damp en verbrandingsgassen wordt toegepast met een zo hoog mogelijk dauwpunt.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het mengsel wordt bereid door verhitting van een uitgangsdamp met behulp van in of nabij het opwarmgebied opgestelde branders, welke branders worden bedreven onder toepassing van een zodanige hoeveelheid lucht dat 30 vrijwel stoechiometrische verbranding plaatsvindt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat het aantal secties van het opwarmgebied tenminste twee bedraagt, waarbij de temperatuur van elke volgende sectie telkens hoger wordt gehouden dan in een voorgaande j* ·* * Λ ί Λ Λ λ ·; - * i / — · -12- sectie en het overschot aan oververhitte damp eventueel 'vermengd met verbrandingsgassen van elke sectie wordt toegevoerd aan de voorgaande sectie, zodat het uiteindelijk aan de condenserende warmtewisselaar toegevoerde overschot 5 afkomstig is uit de sectie met de laagste temperatuur.

5. Werkwijze volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de produkten door de gebieden worden gevoerd op wagentjes met telkens één of twee vertikale wanden dwars op de voortbewegingsrichting, welke wand of wanden van een 10 wagentje een afsluiting vormen van een gebied of sectie of een begrenzing van een compartiment in een gebied of sectie, terwijl de gassen of dampen dwars op de voortbewegingsrichting over de produkten worden geleid.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, 15 dat in opeenvolgende compartimenten van een gebied of sectie de gassen in onderling tegengestelde richting over de produkten worden geleid.

7. Inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 1-6, omvattende een tunnelvormige 20 droger met middelen om wagentjes of rekken voor de te drogen produkten stapsgewijs door de droger te voeren, met het kenmerk, dat de tunnelvormige droger in wezen is opgebouwd uit een aantal aan elkaar grenzende compartimenten, waarbij de rechtstreekse opening tussen twee 25 compartimenten zodanig is gevormd dat bij opstelling van een wagentje of rek in een compartiment de wand van dat wagentje of rek die opening vrijwel geheel afsluit. $ f> Λ i n o ** :.J -J „ ·./