SE467876B - Saett och apparat foer att kontinuerligt uppvaerma staerkelsepulver - Google Patents

Description

467 876 10 15 20 25 30 35 2 Med införande av nya högkoncentrerade modifierings- reagens har emellertid behovet av att torka stärkelse- pulvret i huvudsak bortfallit och istället föreligger det ett önskemål att förvärma stärkelsepulvret utan samtidig torkning. Samtidigt medför stigande energipriser och ökad miljömedvetenhet krav på möjligast fullständigt tillvara- tagande av energi och eliminering av utsläpp vid proces- ser, dvs att processerna göres slutna. Vidare är det ett önskemål att processen skall vara kontinuerlig, i motsats till tidigare utnyttjade, satsvisa processer.

Föreliggande uppfinning syftar till att uppfylla des- sa önskemål och åstadkomma ett sätt och en apparat för att kontinuerligt uppvärma stärkelsepulver, varvid stärkelse- pulvret uppvärmes utan torkning, dvs stärkelsepulvrets fukthalt bibehålles väsentligen konstant.

Enligt uppfinningen åstadkommes sålunda ett sätt att kontinuerligt uppvärma stärkelsepulver, kännetecknat där- av, att stärkelsepulvret inmatas genom en inmatningsöpp- ning i en ledning och i denna blandas med strömmande varm luft, som uppvärmer stärkelsepulvret och transporterar det i ledningen, och att stärkelsepulvret, när det uppnått er- forderlig temperatur, separeras från luften, varefter den separerade luften, efter avtappning av eventuell över- skottsluft, återuppvärmes och återföres till inmatnings- öppningen i ledningen för bildning av en väsentligen sluten krets.

Enligt uppfinningen åstadkommes även en apparat för kontinuerlig uppvärmning av stärkelsepulver, kännetecknad därav att den utgöres av en väsentligen sluten krets, som inbegriper en inmatningsöppning för stärkelsepulver i en ledning för transport av stärkelsepulver medelst ström- mande, varm luft, en avskiljningsanordning för separation av stärkelsepulvret från luften, en fläkt för matning av luften, eventuellt en avstängbar avtappningsledning för överskottsluft, och en uppvärmningsanordning för uppvärm- ning av luften. 10 15 20 25 30 35 467 876 3 Ytterligare kännetecken och fördelar hos uppfinningen framgår av den efterföljande beskrivningen och patent- kraven.

Enligt uppfinningen uppvärmes stärkelsepulvret i en sluten krets med cirkulerande varmluft, som upphettar stärkelsepulvret till önskad temperatur och samtidigt pne- umatiskt transporterar det från dess inmatningsställe i kretsen till dess utmatningsställe.

Enligt en utföringsform inmatas och utmatas stärkel- sepulvret i kretsen i huvudsak utan samtidigt inmatning respektive utmatning av luft, vilket medför att kretsen är helt sluten så när som på inmatningen och utmatningen av stärkelsepulvret. Energimässigt avger kretsen energi en- dast i form av det värme som upptagits av stärkelsepulv- ret. Detta värme bibehålles i det totala systemet för stärkelsemodifiering och tillgodogöres vid modifierings- reaktionen. Det värme som upptages av stärkelsepulvret och som sålunda avges från uppvärmningskretsen ersättes genom återupphettning av luften i kretsen med en uppvärmnings-' anordning, såsom en värmeväxlare.

Enligt en annan utföringsform inblåses stärkelsepulv- ret i kretsen med hjälp av luft och för att bibehålla luftmängden i kretsen konstant avtappas den överskottsluft som tillförts med stärkelsepulvret. Avtapplingen av över- skottsluften sker emellertid inte till den omgivande at- mosfären, utan till systemet för stärkelsemodifiering och närmare bestämt till en undertrycksledning, som medelst sugning transporterar stärkelsepulver blandat med modifie- ringsreagens till en reaktor för genomförande av modifie- ringsreaktionen. På detta vis tillvaratages energiinne- hållet hos överskottsluften samtidigt som utsläpp till omgivningen elimineras.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hänvis- ning till de bifogade ritningarna, där Fig 1 visar en för närvarande föredragen apparat för kontinuerlig förvärmning av stärkelsepulver, och 467 876 10 15 20 25 30 35 4 Fig 2 visar en modifierad utföringsform av apparaten enligt Fig 1.

Såsom visas i Fig 1, matas stärkelsepulver 1 från en silo (ej visad) och införes genom en inmatningsöppning 2 i en ledning 3. Matningen och införingen av stärkelsepulvret sker lämpligen pneumatiskt med luft och stärkelsepulvret inmatas i ledningen tillsammans med transportluften. Det från silon kommande stärkelsepulvret har en temperatur ungefär motsvarande omgivningstemperatur och beroende på årstid och väderlek kan den sålunda variera från någon grad över O°C till ca 30°C, t ex 5-30°C. Stärkelsepulvret har vidare en fukthalt av ca 19-21 vikt%, företrädesvis ca 19,5-20,5 vikt%.

I ledningen 3 möter stärkelsepulvret 1 varm luft med en temperatur av ca 55-85°C beroende på temperaturen hos det inmatade stärkelsepulvret och den önskade sluttempera- turen hos detsamma. Stärkelsepulvret l transporteras pneu- matiskt av den varma luften i ledningen 3 under samtidig uppvärmning, och när stärkelsepulvret uppnått önskad tem- peratur separeras det från den nu nedkylda luften. Denna separation sker lämpligen i en cyklon 4, varvid blandning- en av stärkelsepulver och luft införes tangentiellt vid oyklonens omkrets och den separerade luften avgår uppåt till en ledning 5 medan det uppvärmda stärkelsepulvret ut- matas från oyklonens nedre del. Utmatningen sker på lämp- ligt sätt, såsom med en cellmatare eller, såsom antyds i Fig 1, med en skruvmatare 6. Det uppvärmda, utmatade stär- kelsepulvret har en temperatur av ca 30-45°C, företrädes- vis ca 35-40°C och en i huvudsak oförändrad fukthalt.

Sedan det förvärmda stärkelsepulvret sålunda lämnat förvärmningskretsen matas det från skruvmataren 6 till en preparator 7, där det blandas med flytande och torrt modi- fieringsreagens. Från preparatorn 7 skall blandningen av stärkelsepulver och modifieringsreareagens sedan matas till en ej visad reaktor för genomförande av modifierings- reaktionen. Denna matning sker lämpligen med sugning i en undertrycksledning 8, varvid överföringen av blandningen Qi. 10 15 20 25 30 35 467 876 5 från preparatorn 7 till undertrycksledningen 8 lämpligen sker med hjälp av en cellmatare eller, såsom antyds i Fig l, med en skruvmatare 9.

.Den från stärkelsepulvret separerade luften återföres i förvärmningskretsen från cyklonen 4 via en ledning 5 och en fläkt 10 till en fördelningsbox ll, där överskottsluft avleds via en ledning 12 till undertrycksledningen 8. Den mängd överskottsluft som avleds till undertrycksledning- en 8 motsvarar den luftmängd som inmatas i förvärmnings- kretsen tillsammans med stärkelsepulvret vid inmatnings- öppningen 2. På detta vis upprätthålles en i huvudsak kon- stant luftmängd i förvärmningskretsen. Från fördelnings- boxen ll matas luften via en ledning 13 till ett organ för återuppvärmning av luften till en temperatur av ca 55- -85°C. Detta uppvärmningsorgan kan vara utformat på något lämpligt, i och för sig känt sätt och är i Fig 1 visat som en värmeväxlare 14. Värmeväxlarens varma sida kan t ex tillföras hetvatten från en ej visad värmepanna. Från värmeväxlaren 14 matas den återuppvärmda luften till in- matningsöppningen 2 för transport och uppvärmning av en ny mängd stärkelsepulver.

I Fig 1 visas även ledning 15, som är försedd med en avstängningsventil 16 och som mynnar i fördelningsbox- en ll. Denna ledning är valfri och är avsedd för eventuell tillsats av tillskottsluft till förvärmningskretsen. Nor- malt behöver någon tillskottsluft inte tillsättas, efter- som luftmängden i förvärmningskretsen regleras medelst av- ledning av överskottsluft via ledningen 12. Det inses att den valfria ledningen 15 inte behöver mynna i fördelnings- boxen ll, utan kan mynna på något annat ställe mellan cyklonen 5 och värmeväxlaren 11.

I Fig 2 visas en alternativ utföringsform av appara- ten i Fig l. Apparaten i Fig 2 skiljer sig huvudsakligen från den i Fig l genom att stärkelsepulvret l före inmat- ningen i ledningen 3 separeras från medföljande luft i en cyklon 17. Den frànskilda luften avgår från 18 medan stär- kelsepulvret inmatas genom inmatningsöppningen 2 med en pan | 4-67 876 10 15 20 25 30 35 6 skruvmatare 19. Genom att på detta vis någon luft ej in- matas i förvärmningskretsen tillsammans med stärkelsepulv- ret bortfaller behovet att avleda överskottsluft och följ- aktligen visar Fig 2 inte någon fördelningsbox med avtapp- ningsledning till undertrycksledningen 8. I praktiken kan dock kretsen vara försedd med denna utrustning, varvid ledningen 12 hålles stängd med hjälp av en ej visad ven- til. Liksom i Fig 1 kan apparaten enligt Fig 2 även vara försedd med en ledning 15 för tillskottsluft, men såsom angivits ovan, behövs detta normalt inte.

I övrigt överensstämmer apparaten i Fig 2 med den i Fig 1 och motsvarande detaljer har givits samma hänvis- ningsbeteckningar i de båda figurerna. Då även apparatens funktion i övrigt är densamma som hos den i Fig 1 ges inte någon närmare beskrivning här, utan hänvisning göres till den beskrivning som gjorts i samband med Fig 1.

Den ovan beskrivna förvärmningskretsen enligt upp- finningen dimensioneras på lämpligt sätt för anpassning till den totala stärkelsemodifieringsanläggningen, dvs till den mängd stärkelse som modifieras i reaktorn per tidsenhet. Vid en befintlig anläggning har man funnit det lämpligt att inmata ca 4-6 ton stärkelsepulver/h, varvid 3 luft/h (ut- föringsformen enligt Fig 1) eller utan luft (utföringsfor- inmatningen kan ske tillsammans med ca 600 m men enligt Fig 2). Fläkten 10 är därvid dimensionerad för att mata ca 5500 m3 luft/h i kretsen och lufthastigheten i kretsen är ca 8-15 m/s, normalt ca 10-14 m/s. Vidare dimensioneras lämpligen ledningen 3 så att den har ett något större tvärsnitt än returledningen 5, t ex kan led- ningen 3 ha en innerdiameter av ca 400 mm medan ledning- en 5 har en innerdiameter av ca 300 mm.

För att ytterligare belysa uppfinningen ges några exempel, som ej är avsedda att vara begränsade. m3- 10 15 20 25 30 35 467 876 EXEMPEL l I en silo lagrades potatisstärkelsepulver med en fukthalt av ca 20 vikt% och en temperatur av ca l0°C.

Stärkelsen utnyttjades för framställning av modifierad, katjonisk stärkelse. Innan stärkelsen bringades att rea- gera med katjoniseringsreagens förvärmdes den till en önskad, förutbestämd temperatur av ca 35°C i enlighet med föreliggande uppfinning. Denna förvärmning tillgick på följande sätt.

Från silon matades 6 ton stärkelsepulver per h pneu- matiskt med hjälp av en luftström och infördes i inmat- ningsöppningen till en förvärmningskrets av den typ som beskrivits ovan i samband med Fig 1. Kretsen innefattade en ledning med en diameter av ca 400 mm, vari luft som uppvärmts till en temperatur av ca 75°C och som hade en fukthalt av ca 20 vikt%, strömmade med en hastighet av ca 12 m/s. Det med luft genom inmatningsöppningen inmatade stärkelsepulvret transporterades av den uppvärmda luften i ledningen under samtidig uppvärmning. När stärkelsepulvret uppnått en temperatur av ca 35°C och hade en fukthalt av ca 20 vikt%, vilket skedde efter en sträcka av ca 20 m, separerades stärkelsepulvret från den nedkylda transport- luften i en cyklon. Stärkelsepulvret uttogs från cyklonens nedre del och matades därifrån med en skruvmatningsanord- ning till en preparator, i vilken stärkelsepulvret blan- dades med katjoniseringsreagens, som utgjordes av en 80% vattenlösning av l-klor-2-hydroxipropyltrimetylammonium- klorid. Efter blandning med katjoniseringsreagenset mata- des blandningen vidare med hjälp av sugning genom en undertrycksledning till ett reaktionstorn, vari katjoni- seringsreaktionen genomfördes.

Den i cyklonen från stärkelsepulvret separerade, ned- kylda luften matades vidare i förvärmningskretsen genom en returledning med en diameter av ca 300 mm till sugsidan på en fläkt, som cirkulerade ca 5500 m3/h i kretsen. Efter fläkten avtappades överskottsluft från kretsen (ca 600 m3/h) via en avtappningsledning till den undertrycks- ledning som matade blandningen av stärkelsepulver och kat- 467 876 10 15 20 25 30 35 8 joniseringsreagens från preparatorn till reaktionstornet.

Den avtappade luftmängden motsvarade den luftmängd som införts i kretsen vid den pneumatiska inmatningen av stärkelsepulvret i kretsen.

Efter avtappningen av överskottsluft matades luften vidare i förvärmningskretsen till en värmeväxlare, vari luften återuppvärmdes till ca 75°C. För uppvärmning av luften tillfördes värmeväxlaren varmt vatten med en tempe- ratur av ca 85°C från en varmvattenpanna. Sedan luften återuppvärmts i värmeväxlaren matades den till kretsens inloppsöppning för transport och förvärmning av ytterli- gare stärkelsepulver.

Såsom framgått ovan, var förvärmningskretsen i huvud- sak sluten och, bortsett från inmatning och utmatning av stärkelse, utgjordes den enda avtappningen från kretsen till omgivningen av avtappningen av överskottsluft till undertrycksledningen. Denna avtappning var emellertid dels relativt obetydlig, dels tillvaratogs på detta sätt värme- innehållet i den avtappade luften i totalsystemet. Genom att kretsen är i huvudsak sluten bibehålles vidare fukt- halten i systemet vid ett väsentligen konstant värde mot- svarande stärkelsepulvrets fukthalt, vilket medger att stärkelsepulvret kan uppvärmas till önskad temperatur utan någon torkningseffekt, dvs utan att dess fukthalt minskas.

EXEMPEL 2 Man förfor som i Exempel 1, men i stället för att pneumatiskt blåsa in stärkelsepulver från silon i inmat- ningsöppningen i kretsen, inmatades stärkelsepulvret i inmatningsöppningen medelst en skruvmatningsanordning efter det att stärkelsepulvret i en cyklon separerats från den luft som utnyttjades för att transportera pulvret från silon. På detta vis inmatades stärkelsepulvret i kretsen utan samtidig inmatning av luft, vilket i sin tur elimi- nerade behovet av avledning av överskottsluft till sug- transportledningen. Förvärmningen av stärkelsepulver fun- gerade således i detta exempel i enlighet med vad som be- skrivits i samband med Fig 2 ovan. Temperaturer och flöden motsvarade i övrigt de som angivits ovan i Exempel 1. m)

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 467 876 9 PATENTKRAV

1. Sätt att kontinuerligt uppvärma stärkelsepulver, k ä n n e t e c k n a t därav, att stärkelsepulvret inmatas genom en inmatningsöppning i en ledning och i denna blandas med strömmande varm luft, som uppvärmer stärkelsepulvret och transporterar det i ledningen, och att stärkelsepulvret, när det uppnått erforderlig tempe- ratur, separeras från luften, varefter den separerade luften, efter avtappning av eventuell överskottsluft, återuppvärmes och återföres till inmatningsöppningen i ledningen för bildning av en väsentligen sluten krets.

2. Sätt enligt kravet 1, därav att stärkelsepulvret inblåses med hjälp av luft i k ä n n e t e c k n a t inmatningsöppningen i ledningen.

3. Sätt enligt kravet 1, därav, att luft avskiljes från stärkelsepulvret, och att k ä n n e t e c k n a t stärkelsepulvret därefter inmatas med en matningsskruv i ledningen.

4. Sätt enligt kraven 1 och 2, k ä n n e t e c k - n a t därav, att överskottsluft avleds från ledningen och matas till en sugledning för transport av en blandning av stärkelsepulver och reagens till en reaktor.

5. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att den strömmande varma luften har en temperatur av ca 55-85°C vid inmatnings- öppningen.

6. Sätt enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att stärkelsepulvret upp- värmes till en temperatur av ca 30-45°C, företrädesvis ca 35-40°C.

7. Apparat för kontinuerlig uppvärmning av stärkelse- pulver, k ä n n e t e c k n a d därav, att den utgöres av en väsentligen sluten krets, som inbegriper en inmat- ningsöppning (2) för stärkelsepulver (1) i en ledning (3) för transport av stärkelsepulver medelst strömmande, varm luft, en avskiljningsanordning (4) för separation av stärkelsepulvret från luften, en fläkt (10) för matning av 467 876 10 15 20 25 30 35 10 luften, eventuellt en avstängbar avtappningsledning för överskottsluft, och en uppvärmningsancrdning (14) för uppvärmning av luften.

8. Apparat enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att inmatningsöppningen (2) är ansluten till en inmatningsskruv (19) för stärkelsepulver (1).

9. Apparat enligt kravet 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a d därav, att avskiljningsanordningen (4) för stärkelsepulvret från luften är en cyklon.

10. Apparat enligt kravet 7, k ä n n e t e c k - n a d därav, att kretsen inbegriper en avstängbar avtappningsledning (12) för överskottsluft.