WO2005036080A1 - Method and device for carrying out the accelerated drying of porous substance systems - Google Patents

Method and device for carrying out the accelerated drying of porous substance systems Download PDF

Info

Publication number
WO2005036080A1
WO2005036080A1 PCT/EP2004/009144 EP2004009144W WO2005036080A1 WO 2005036080 A1 WO2005036080 A1 WO 2005036080A1 EP 2004009144 W EP2004009144 W EP 2004009144W WO 2005036080 A1 WO2005036080 A1 WO 2005036080A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drying
pressure
gas
drying gas
mechanical
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/009144
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erich Windhab
Christoph Lustenberger
Original Assignee
Eth-Zürich
Heinkel Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102004008336A external-priority patent/DE102004008336A1/en
Application filed by Eth-Zürich, Heinkel Ag filed Critical Eth-Zürich
Publication of WO2005036080A1 publication Critical patent/WO2005036080A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B7/00—Drying solid materials or objects by processes using a combination of processes not covered by a single one of groups F26B3/00 and F26B5/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10—Temperature; Pressure

Abstract

The invention relates to a method and device for carrying out the accelerated mechanical and thermal drying of porous solids systems. To this end, the substance to be dried is flowed over and/or through by drying gas, whereby the drying gas is subjected in a defined manner to pulsating changes in pressure for effecting an accelerated drying.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen beschleunigter Trocknung poröser Stoffsysteme Method and device for carrying out accelerated drying of porous material systems
Beschreibungdescription
Gattunggenus
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen beschleunigter thermischer Trocknung poröser Feststoffsysteme unter Aufprägung von permanenten Druckwechseln auf ein Trocknungsgas, wobei in Poren des Trocknungsgutes eine pulsierende Abströmung der in diesen befindlichen Fluidphase erfolgt und eine periodische Kompression des dann in den Poren befindlichen Gasanteils zur beschleunigten Trocknung mittels Mikrokonvektionsströmungen eingesetzt wird.The invention relates to a method for carrying out accelerated thermal drying of porous solid systems by applying permanent pressure changes to a drying gas, a pulsating outflow of the fluid phase in the drying material taking place in pores of the drying material and a periodic compression of the gas portion then located in the pores for the purpose of accelerated drying Micro convection currents is used.
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens. Stand der TechnikFurthermore, the invention relates to a device for performing the method according to the invention. State of the art
Unter thermischer Trocknung versteht man das Abtrennen von Flüssigkeit, welche durch Wärmezufuhr verdampft und abgeführt wird. Die Wärmezufuhr kann durch Konduktion, Konvektion oder Strahlung erfolgen. Der Trocknungsverlauf ist von äußeren Bedingungen wie Temperatur, Gas-, Luftgeschwindigkeit und Dampfdruck des Trocknungsgases und nicht zuletzt auch vom Trocknungsgut selbst abhängig. Wird der thermischen Trocknung eine mechanische Entfeuchtung in Form einer Fest-Flüssig-Trennung vorgeschaltet, kann der Energieaufwand beträchtlich verringert werden. Mögliche Verfahren der mechanischen Entfeuchtung sind Vakuum-, Druck- und Pressfiltration, als auch die Zentrifugation. Der Vorteil der mechanischen Fest-Flüssig-Trennung liegt im tieferen Anfangsfeuchtegehalt des Trocknungsmaterials für die anschließende Trocknung. Die meist in Batchverfahren durchgeführte mechanische Entwässerung erfordert jedoch einen höheren apparativen Aufwand sowie längere Standzeiten und vermindert so die Energieeinsparung.Thermal drying is the removal of liquid which is evaporated and removed by the application of heat. The heat can be supplied by conduction, convection or radiation. The drying process depends on external conditions such as temperature, gas, air speed and vapor pressure of the drying gas and not least also on the material to be dried. If the mechanical drying is preceded by mechanical dehumidification in the form of a solid-liquid separation, the energy consumption can be considerably reduced. Possible methods of mechanical dehumidification are vacuum, pressure and press filtration, as well as centrifugation. The advantage of mechanical solid-liquid separation lies in the lower initial moisture content of the drying material for the subsequent drying. However, mechanical dewatering, which is usually carried out in batch processes, requires more equipment and longer service lives, thus reducing energy savings.
Erst die Zusammenführung der mechanischen Fest-Flüssig-Trennung mit der thermischen Trocknung in einem einzelnen Prozessschritt ermöglicht eine weitere Optimierung der Trocknung. Thermische Trocknungsverfahren lassen sich nach Art der Wärmezufuhr in Kontakttrocknung, Konvektionstrocknung, Strahlungstrocknung und den Spe- zialfall der Gefriertrocknung unterteilen. Ferner wird in der Trocknungstechnik zwischen Verdunstungs- und Verdampfungstrocknung unterschieden.Only the combination of the mechanical solid-liquid separation with the thermal drying in a single process step enables further optimization of the drying. Thermal drying processes can be divided into contact drying, convection drying, radiation drying and the special case of freeze drying according to the type of heat supply. In drying technology, a distinction is also made between evaporation and evaporation drying.
Bei der Verdampfungstrocknung entspricht der Partialdruck des entstehenden Dampfes dem Gesamtdruck. Die Flüssigkeit wird also bei Siedetemperatur aus dem Trocknungsgut entfernt. Bei der Verdunstungstrocknung wird die Feuchte bei niedrigerer Temperatur aus dem Trocknungsgut entfernt, wobei der Partialdruck des entstehenden Dampfes kleiner als der Gesamtdruck ist. Die Flüssigkeit entweicht aus dem Trocknungsgut um so schneller, je geringer die Dampfkonzentration in der Umgebung ist. Voraussetzung für die Trocknung ist ein Dampfdruckgefälle. Mit der Erwärmung des Trocknungsgutes steigt der Dampfdruck der Flüssigkeit und beschleunigt so den Trocknungsprozess. Das Anlegen von Vakuum oder die Aufprägung eines trockenen Luftstroms senkt den Dampfdruck außerhalb des Trocknungsgutes. Dies bewirkt ebenfalls eine beschleunigte Trocknung.In evaporative drying, the partial pressure of the resulting steam corresponds to the total pressure. The liquid is therefore removed from the material to be dried at boiling temperature. In the case of evaporative drying, the moisture is removed from the material to be dried at a lower temperature, the partial pressure of the resulting steam being less than the total pressure. The lower the vapor concentration in the environment, the faster the liquid escapes from the material to be dried. A vapor pressure gradient is a prerequisite for drying. With the heating of the material to be dried, the vapor pressure of the liquid increases and thus accelerates the drying process. Applying a vacuum or applying a dry air flow lowers the vapor pressure outside the material to be dried. This also causes accelerated drying.
Bei der Konvektionstrocknung wird das Trocknungsgut über- oder durchströmt. Durchströmung bewirkt die effizientere Trocknung, da Trocknungsluft in den Poren des Trocknungsgutes einen verbesserten Wärme- und Stoffaustausch erreichen lässt. Dies führt zu einer erhöhten Trocknungsgeschwindigkeit und einer schonenderen Behandlung des Trocknungsgutes.In the case of convection drying, the material to be dried is flowed over or through. Through-flow results in more efficient drying, since drying air in the pores of the material to be dried improves heat and material exchange can be achieved. This leads to an increased drying speed and gentler treatment of the material to be dried.
Die Trocknung wird außerdem von der Oberfläche des porösen Trocknungsgutes, und sofern dieses aus porösen Partikeln besteht, auch von dessen gegebenenfalls erfolgender Durchmischung während des Trocknungsvorganges beeinflusst. Partikelgröße und Schichtdicke des zu trocknenden Materials spielen dabei eine zusätzliche Rolle. Die für die Trocknung erforderliche Wärme bewirkt zunächst ein Aufheizen des Gutes. Der Großteil der zugeführten Wärmeenergie wird zur FluidverdampfungΛ/erdunstung verbraucht. Ferner entstehen Wärmeverluste an die Umgebung.The drying is also influenced by the surface of the porous material to be dried and, if this consists of porous particles, also by its possible mixing during the drying process. Particle size and layer thickness of the material to be dried play an additional role. The heat required for drying first causes the goods to heat up. The majority of the heat energy supplied is used for fluid evaporation / evaporation. There is also heat loss to the environment.
Fluidbindung im TrocknungsgutFluid binding in the material to be dried
Die Flüssigkeit im Trocknungsgut kann: 1. an der Oberfläche (Haftflüssigkeit), 2. in Kapillaren (Kapillarflüssigkeit) oder 3. als Kristallwasser (chemisch gebundene Flüssigkeit) gebunden vorliegen. Der Energieaufwand für die Entfeuchtung nimmt von 1. nach 3. zu. HaftflüssigkeitThe liquid in the material to be dried can: 1. be present on the surface (adhesive liquid), 2. in capillaries (capillary liquid) or 3. as crystal water (chemically bound liquid). The energy expenditure for dehumidification increases from 1st to 3rd. adhering liquid
Haftflüssigkeit liegt als dünner Fluidfilm an der Oberfläche sowie in großen Poren des Trocknungsgutes vor. Der Dampfdruck des Haftfluids über dem Film entspricht bei jeder Temperatur dem Sättigungsdampfdruck.Adhesive liquid is present as a thin fluid film on the surface and in large pores of the material to be dried. The vapor pressure of the adhesive fluid over the film corresponds to the saturation vapor pressure at any temperature.
Kapillarflüssigkeitcapillary liquid
Diese benetzt die Poren des porösen Festkörpers und muss bei konventionellen Trocknungsverfahren während des Trocknungsprozesses durch Kapillarkräfte an die Oberfläche des Trocknungsgutes transportiert werden. Bei StoffenThis wets the pores of the porous solid and, in conventional drying processes, has to be transported to the surface of the material to be dried by capillary forces during the drying process. For fabrics
mit Makrokapillaren (Porendurchmesser > ca. 7 - 10 μm) entspricht der Dampf¬with macro capillaries (pore diameter> approx. 7 - 10 μm) corresponds to the vapor
druck noch angenähert dem Sättigungsdruck. Bei mikroporösen Stoffen mit Kapillardurchmessern < 7 - 10 μm liegt der Dampfdruck unter dem Sättigungs¬pressure approximates the saturation pressure. In the case of microporous substances with capillary diameters <7-10 μm, the vapor pressure is below the saturation level
druck. Er sinkt während des Trocknungsvorganges weiter, sofern das Fluid in den Mikrokapillaren durch Kapillarkräfte mit abnehmender Fluidmenge verstärkt fixiert wird. Derartige Stoffe werden als hygroskopisch bezeichnet. Bei nicht hygroskopischen Stoffsystemen resultiert keine solche Verstärkung der Fluid- bindung mit fortschreitender Trocknung. Kristallwasserprint. It drops further during the drying process, provided that the fluid in the microcapillaries is increasingly fixed by capillary forces with a decreasing amount of fluid. Such substances are called hygroscopic. In the case of non-hygroscopic material systems, there is no such strengthening of the fluid bond with progressive drying. crystal water
Das Kristallwasser ist kovalent an Moleküle des Trocknungsgutes gebunden oder in Komplexen fixiert. Die Entfernung des Kristallwassers kann erst nach Überschreiten einer kristallspezifischen Zersetzungstemperatur erfolgen, dieThe water of crystallization is covalently bound to molecules of the material to be dried or fixed in complexes. The crystal water can only be removed after a crystal-specific decomposition temperature has been exceeded
bei der thermischen Trocknung im allgemeinen nicht erreicht wird [Satδδ].thermal drying is generally not achieved [Satδδ].
Trocknungskurvendrying curves
Der Trocknungsverlauf ist vom Trocknungsverfahren, den Trocknungsbedingungen, der Art der Feuchtigkeitsbindung und den Eigenschaften des Trocknungsgutes abhängig. Die in den Fig. 1 a) bis 1 c) dargestellten funktionalen Zusammenhänge werden als Trocknungskurven bezeichnet. Die Abhängigkeit der Gutsfeuchte X bzw. deren zeitliche Ableitung dX/dt, welche der Trocknungsgeschwindigkeit entspricht, von der Trocknungszeit t wird in den drei Trocknungskurven unterschiedlich dargestellt. Aus dem Verlauf der Trocknungskurven lassen sich verschiedene Trocknungsabschnitte identifizieren.The drying process depends on the drying process, the drying conditions, the type of moisture binding and the properties of the material to be dried. The functional relationships shown in FIGS. 1 a) to 1 c) are referred to as drying curves. The dependence of the material moisture X or its time derivative dX / dt, which corresponds to the drying speed, on the drying time t is shown differently in the three drying curves. Various drying sections can be identified from the course of the drying curves.
Im folgenden werden mittels der in Fig. 1 aufgezeigten Trocknungskurvendarstellungen typische Trocknungsverläufe erläutert. Während eines Anlaufprozesses der Trocknung, welcher noch nicht als eigentlicher Trocknungsabschnitt zählt, wird die zugeführte Energie zur Erwärmung des Trocknungsgutes umgesetzt und nur wenig Feuchtigkeit verlässt dasTypical drying processes are explained below using the drying curve representations shown in FIG. 1. During a start-up process of drying, which does not yet count as the actual drying section, the energy supplied is used to heat the material to be dried and only a little moisture leaves it
Trocknungsgut (1→2).Material to be dried (1 → 2).
Der erste Trocknungsabschnitt (2 -> 3) ist gekennzeichnet durch einen mehr oder weniger stark linear abnehmende Gutsfeuchte (Fig. 1 a). Der lineare Verlauf X(t) entspricht konstanter Trocknungsgeschwindigkeit (Fig. 1 b und 1 c) Während dieser Phase verdunstet/verdampft die Haftflüssigkeit an der Oberfläche des Trocknungsgutes. Die abgeführte Flüssigkeit wird durch Kapillarkraft getriebene Flüssigkeitsleitung aus dem Gutsinnern an die Oberfläche nachgefördert. Die zugeführte Wärme wird im 1. Trocknungsabschnitt für die Verdampfung der Flüssigkeit und die Konstanthaltung der Guttemperatur aufgewendet. Die Gutseigenschaften spielen im Hinblick auf die Trocknungsgeschwindigkeit keine bzw. eine deutlich untergeordnete Rolle.The first drying section (2 -> 3) is characterized by a more or less linearly decreasing moisture content (FIG. 1 a). The linear course X (t) corresponds to constant drying speed (Fig. 1 b and 1 c). During this phase, the adhesive liquid evaporates / evaporates on the surface of the material to be dried. The liquid that is removed is conveyed from the inside of the gut to the surface by a liquid line driven by capillary force. The heat supplied is used in the 1st drying section to evaporate the liquid and keep the temperature of the product constant. With regard to the drying speed, the good properties play no or only a minor role.
In Punkt 3 (Fig. 1 a-c) geht der erste in den zweiten Trocknungsabschnitt (3 -> 4 -> 5 oder 3 -> 4 -> 6) über. Der Fluidgehalt X(t) ändert sich in diesem Bereich über die Zeit nicht mehr linear, sondern nimmt näherungsweise hyperbolisch ab, d.h. dass die Trocknungsgeschwindigkeit dX/dt abnimmt. Im zweiten Trocknungsabschnitt erfolgt die Verdampfung/Verdunstung der Flüssigkeit in den Kapillarräumen, da der Trocknungsspiegel (= Fluidfront bzw. Phasenumwandlungsfront) soweit in das Trocknungsgut abgesunken ist, dass keine Haftflüssigkeit mehr vorliegt. Die Energie, die zur Verdunstung benötigt wird, muss durch die bereits ausgetrocknete Schicht zum Trocknungsspiegel transportiert werden. Maßgebend für den Energietransport ist nicht mehr alleinIn point 3 (Fig. 1 ac) the first goes into the second drying section (3 -> 4 -> 5 or 3 -> 4 -> 6). The fluid content X (t) no longer changes linearly in this area over time, but decreases approximately hyperbolically, ie the drying speed dX / dt decreases. In the second Drying section, the evaporation / evaporation of the liquid takes place in the capillary spaces, since the drying level (= fluid front or phase transition front) has sunk into the material to be dried so that there is no longer any adhesive liquid. The energy required for evaporation has to be transported through the already dried layer to the drying mirror. Decisive for the transport of energy is no longer alone
der äußere Wärmeübergangskoeffizient α, sondern zusätzlich die Wärmeleitfähigkeit der ausgetrockneten Gutsschicht über dem Trockenspiegel. Der wachsende Diffusionswiderstand der trockenen Schicht verursacht ein Ansteigen des Dampfpartialdrucks und damit der Temperatur im Trocknungsgut.the external heat transfer coefficient α, but also the thermal conductivity of the dried good layer above the drying level. The increasing diffusion resistance of the dry layer causes an increase in the vapor partial pressure and thus the temperature in the material to be dried.
Die Trocknungskurve hygroskopischer Materialien (3->4->5) nähert sich im zweiten Trocknungsabschnitt asymptotisch einem Gleichgewichts-Feuchteend- wert (Fig. 1 a-c, Pos. 5), der stoffspezifisch ist und ferner von der Feuchte der Trocknungsluft abhängt. Dieser Gleichgewichtsfeuchtewert wird erst nach langer Trocknungszeit erreicht (4 ->5).The drying curve of hygroscopic materials (3-> 4-> 5) approaches in the second drying section asymptotically to a final equilibrium moisture value (Fig. 1 a-c, item 5), which is substance-specific and also depends on the humidity of the drying air. This equilibrium moisture value is only reached after a long drying time (4 -> 5).
Bei nicht hygroskopischen Gütern (3->4->6) kann hingegen zu minimalsten Feuchtegehalten bzw. vollständig getrocknet werden, ohne dass die Trocknungsluft absolut trocken, sondern nur entsprechend beladungsfähig mit Fluid sein muss (4 -> 6).In the case of non-hygroscopic goods (3->4-> 6), however, the moisture content can be kept to a minimum or completely dried without the Drying air absolutely dry, but only has to be able to be loaded with fluid (4 -> 6).
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, poröse, mit Fluid beladene Fest- stoffsysteme gegenüber herkömmlichen, thermischen Trocknungsverfahren beschleunigt und/oder mit reduzierter Trocknungsgasmenge und/oder unter stoffsystemspezifisch verbessert schonenden Temperaturbedingungen im Falle nicht hygroskopischer Stoffsysteme vollständig, bei hygroskopischen Systemen bis zur Erreichung einer Gleichgewichtsendfeuchte, zu trocknen.The object of the invention is to accelerate porous, fluid-laden solid systems compared to conventional, thermal drying processes and / or with a reduced amount of drying gas and / or temperature conditions that are improved under specific material system conditions in the case of non-hygroscopic material systems, in hygroscopic systems until an equilibrium final moisture content is reached to dry.
Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitzustellen.The invention is also based on the object of providing a device for carrying out the method according to the invention.
Lösung der AufgabenSolution of the tasks
Die Aufgaben werden durch die in den Patentansprüchen 1 und 8 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Weitere AusführungsformenThe objects are achieved by the features set out in claims 1 and 8. Other embodiments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahrensweise sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 und 9 bis 15 beschriebenFurther inventive embodiments of the procedure according to the invention are described in claims 2 to 7 and 9 to 15
Einige VorteileSome advantages
In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die thermische Trocknung poröser Feststoffsysteme (z. B. Filterkuchen, Feststoffgranulate, Gewebe...) unter Aufprägung von periodischen Druckwechseln, was gegenüber herkömmlichen Überströmungs-/Durchströmungs-Trocknungsverfahren, welche unter näherungsweise konstanten Druckverhältnissen bzw. resultierenden stationären Strömungsverhältnissen betrieben werden, zu einer deutlichen Beschleunigung des Trocknungsvorganges führt.In the process according to the invention, the thermal drying of porous solid systems (e.g. filter cakes, solid granules, tissue ...) takes place with the impression of periodic pressure changes, which is compared to conventional overflow / throughflow drying processes, which operate under approximately constant pressure conditions or resulting stationary flow conditions operated, leads to a significant acceleration of the drying process.
Bei der drucküberlagerten Trocknung werden durch die periodische Kompression und Expansion des Trocknungsgases in den teilweise mit Gas/Luft erfüllten Poren des zu trocknenden Gutes Mikrokonvektionsströmungen erzeugt. Dadurch werden sowohl der Trocknungsenergieeintrag (Wärmeübergang von der strömenden Trocknungsluft an das Gut) als auch die Fluidabfuhr (Stoffübergang von Fluidreservoir in den Poren des Gutes an die Trocknungsluft) deutlich verbessert. Damit resultieren folgende Vorteile gegenüber konventionellen Konvektions- und Vakuumtrocknungsverfahren:In the case of pressure-superimposed drying, the periodic compression and expansion of the drying gas in the pores of the material to be dried, which are partly filled with gas / air, produce micro-convection flows. As a result, both the drying energy input (heat transfer from the flowing drying air to the goods) and the fluid removal (mass transfer from the fluid reservoir in the pores of the goods to the drying air) clearly improved. This results in the following advantages over conventional convection and vacuum drying processes:
1. Eine hinsichtlich thermischen Energieeintrag effizientere sowie schnellere Trocknung gegenüber der konventionellen Konvektionstrocknung, bei welcher der Energieeintrag über die Trocknungsluft und das Gut nur durch Konduktion (Wärmeleitung) der Fluidtransport vom Gutsinneren an die Gutsoberfläche nur durch Diffusion der Fluidmoleküle erfolgt.1. A drying that is more efficient and faster with regard to thermal energy input compared to conventional convection drying, in which the energy input via the drying air and the goods only takes place through conduction (heat conduction) and the fluid is transported from the inside of the goods to the surface of the goods only by diffusion of the fluid molecules.
2. Die Vergleichmäßigung der thermischen Beanspruchung im zu trocknenden Gut. Damit kann weitgehend vermieden werden, dass wie bei der herkömmlichen Konvektionstrocknung eine äußere Gutsschicht deutlich länger thermisch beansprucht wird als der Gutskern.2. The equalization of the thermal stress in the material to be dried. In this way, it can largely be avoided that, as in conventional convection drying, an outer material layer is thermally stressed significantly longer than the material core.
3. Die Nutzbarkeit deutlich erniedrigter Trocknungstemperaturen bei vergleichbarer schneller Trocknung im Falle herkömmlicher Konvektions- trocknungsverfahren, was bei temperaturempfindlichen Gütern hinsichtlich des Qualitätserhaltes von besonderem Interesse ist. 4. Bei Anwendung der Druckwechsel zwischen Über- und Atmosphärendruck und Unterdruck wird periodisch bei Druckabsenkung ein zusätzlicher Vakuumtrocknungseffekt ausgelöst, welcher einen weitgehend verstärkten Stoffübergang von Fluid in den Gasraum bewirkt. Beim nachfolgenden Druckwechsel erfolgt der Abtransport des mit Fluid angereicherten Gases in der druckwechsel-induzierten Gasströmung. Gegenüber einer herkömmlichen Vakuumtrocknung wird damit ein zusätzlicher Austausch von Trocknungsgas im Porensystem des Gutes realisiert, was die Aufnahmefähigkeit von Fluid in den Porengasraum und ebenso den Trocknungsenergieeintrag verbessert.3. The usability of significantly lower drying temperatures with comparable rapid drying in the case of conventional convection drying processes, which is of particular interest in terms of quality maintenance in the case of temperature-sensitive goods. 4. When using the pressure changes between overpressure and atmospheric pressure and underpressure, an additional vacuum drying effect is triggered periodically when the pressure is lowered, which causes a largely increased mass transfer of fluid into the gas space. During the subsequent pressure change, the gas enriched with fluid is transported away in the pressure change-induced gas flow. Compared to conventional vacuum drying, an additional exchange of drying gas in the pore system of the goods is realized, which improves the absorption capacity of fluid in the pore gas space and also the drying energy input.
5. Durch die Anwendung großer Druckamplituden und hoher Druckwechselfrequenzen wird die Mikrokonvektionsströmung intensiviert und die einhergehenden unter 1. bis 4. beschriebenen vorteilhaften Auswirkungen verstärkt. Bei hinreichend großen Druckamplituden (> 0.5 bar) ist die Frequenz frnax durch die für den Stoffübergang Fluid→Gas minimal notwendige Zeit (tmin ~1 /frnax), nach oben begrenzt.5. By using large pressure amplitudes and high pressure change frequencies, the micro convection flow is intensified and the associated advantageous effects described under 1. to 4. are strengthened. With sufficiently large pressure amplitudes (> 0.5 bar), the frequency frnax is limited by the minimum time required for the fluid → gas mass transfer (tmin ~ 1 / frnax).
6. Bei möglichst abrupter zeitlicher Druckänderung („Rechteckprofil" für P(t)) wird ein mechanischer Entfeuchtungseffekt zusätzlich bzw. verstärkt aktiviert. Dabei erzeugt die Druckwelle des Trocknungsgases Wellenbildung in der Fluidschichtung, welche die Gutsporen erfüllen bzw. auskleiden. Es resultieren die Entfeuchtung beschleunigende Spritzeffekte bzw. wellenförmig abströmende Fluidfilme.6. If the pressure change over time is as abrupt as possible (“rectangular profile” for P (t)), a mechanical dehumidification effect is additionally or intensified. The pressure wave of the drying gas generates waves in the fluid stratification, which the good pores fill or line. This results in spray effects accelerating the dehumidification or fluid films flowing out in waves.
Die vorab beschriebenen Vorteile 1., 4., 5. und 6. führen zur Beschleunigung des Trocknungsvorganges und reduzieren die Trocknungskosten.Advantages 1, 4, 5 and 6 described above lead to acceleration of the drying process and reduce drying costs.
Die in den Punkten 2. und 3. dargestellten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessern durch schonendere Trocknung die Produktqualität.The advantages of the method according to the invention shown in points 2 and 3 improve the product quality by gentle drying.
Insbesondere können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der entsprechenden erfindungsgemäßen Vorrichtung stark temperaturempfindliche Stoffsysteme, z. B. native Proteine beinhaltende Lebensmittel- /Futtermittel Systeme auch bei niedrigen Temperaturen, wie z. B. < 60° C effizienter als mit bisher bekannten Trocknungsverfahren, getrocknet werden.In particular, highly temperature-sensitive material systems, e.g. B. Food / feed systems containing native proteins even at low temperatures, such as. B. <60 ° C more efficiently than with previously known drying processes.
Erfindungsgemäß zu trocknende Stoffsysteme sind poröse Filterkuchen und Haufwerke, aus Einzelpartikeln bestehende poröse Agglomerate/Granulate ebenso wie poröse Einzelpartikel. Sofern sich derartige poröse Feststoffsysteme vorab im Kontakt zu Flüssigkeiten befanden, sind deren Poren weitgehend flüssig keitserf üllt. Wenn der Feststoff durch die Flüssigkeit benetzt wird, wirken Kapillarkräfte, welche die Flüssigkeit in den Poren zurückhalten. Diese Haltekräfte (Kapillarkräfte) sind umgekehrt proportional zum Porendurchmesser. Somit wird die Flüssigkeit verstärkt in engen Poren zurückgehalten.Material systems to be dried according to the invention are porous filter cakes and piles, porous agglomerates / granules consisting of individual particles as well as individual porous particles. If such porous solid systems were previously in contact with liquids, their pores are largely liquid-filled. If the solid is wetted by the liquid, capillary forces act to hold back the liquid in the pores. These holding forces (capillary forces) are inversely proportional to the pore diameter. This means that the liquid is increasingly retained in narrow pores.
Bei der Entfeuchtung von porösen Feststoffsystemen wird aus Wirtschaftlichkeitsgründen in der Regel zunächst eine mechanische Fluidabtrennung vorgenommen und eine thermische Trocknung in einem getrennten Verfahrensschritt angeschlossen.When dehumidifying porous solid systems, for economic reasons, mechanical fluid separation is generally carried out first and thermal drying is carried out in a separate process step.
Die Erfindung bezieht sich auf den thermischen Trocknungsvorgang. Dabei wird dem porösen Trocknungsgut Energie in Form von Wärme, im allgemeinen über das Trocknungsgas bzw. alternativ über den Kontakt zu beheizten Flächen oder z. B. mittels Mikrowellenbestrahlung zugeführt. Das mit dem Trocknungsgut in Kontakt gebrachte Trocknungsgas muss aufnahmefähig für Lösungsmittelmoleküle sein, d.h. eine relative Feuchte unter 100% (bevorzugterweise unter 20-30%) besitzen. Damit ist gewährleistet, dass ein Massetransport von Fluid- oder Lösungsmittelmolekülen aus der Kapillarflüssigkeit in die Trocknungsluft erfolgt. Letztere übernimmt dann den konvektiven (bei Strömungsbewegung der Luft) oder diffusiven (ohne Strömungsbewegung der Luft) Abtransport der Lösungsmittelmoleküle. Konvektion der Trocknungsluft lässt den Stoffübergang und Massetransport der Lösungsmittelmoleküle verbessern je höher die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Reynoldszahl (dimensionslose Kenngröße für die Strömungsform: z.B. laminar, turbulent) sind.The invention relates to the thermal drying process. The porous material to be dried is energy in the form of heat, generally via the drying gas or alternatively via contact with heated surfaces or z. B. supplied by means of microwave radiation. The drying gas brought into contact with the material to be dried must be able to absorb solvent molecules, ie have a relative humidity below 100% (preferably below 20-30%). This ensures that mass transport of fluid or solvent molecules from the capillary liquid into the drying air takes place. The latter then takes over the convective (in the case of air flow) or diffusive (without the air in motion) removal of the solvent molecules. Convection of the drying air can improve the mass transfer and mass transfer of the solvent molecules the flow velocity or Reynolds number (dimensionless parameter for the flow form: eg laminar, turbulent) are higher.
Poröse Feststoffsysteme besitzen in aller Regel durchgängige Porenkanäle sowie nicht durchgängige "Sackporen". In Sackporen wird in herkömmlichen Trocknungsverfahren nach deren Teilentfeuchtung ein weiterer Stofftransport von Fluidmolekülen nur mittels Diffusion möglich, da die Trocknungsgasströmung das Fluid in diesen Sackporen nicht erreicht. Wenn erfindungsgemäß dynamische Druckwechsel aufgeprägt werden, erfolgt eine synchrone Kompression/Expansion des in den Sackporen befindlichen Gases. In der Folge wird eine periodische Ein-/Ausströmung von Trocknungsgas forciert. Die damit erfindungsgemäß erzeugte "Mikrokonvektionsströmung" verbessert den Übergang von Fluidmolekülen in das Trocknungsgas und erhöht damit die Trocknungseffizienz (Fig. 2).As a rule, porous solid systems have continuous pore channels and non-continuous "pore pores". In conventional drying processes after partial dehumidification in sack pores, a further mass transfer of fluid molecules is only possible by means of diffusion, since the drying gas flow does not reach the fluid in these sack pores. If dynamic pressure changes are impressed according to the invention, the gas located in the pocket pores is compressed / expanded synchronously. As a result, a periodic inflow / outflow of drying gas is forced. The “microconvection flow” thus generated according to the invention improves the transition of fluid molecules into the drying gas and thus increases the drying efficiency (FIG. 2).
Erfindungsgemäß werden Druckwechselfrequenzen von 0.5-10 Hertz bei Druckwechselamplituden von 0.5 bis 10 bar realisiert. In diesen erfindungsgemäß fixierten Bereichen zeigte sich eine ausgeprägt positive Wirkung auf die Erhöhung der Beladung der Trocknungsluft mit Fluidmolekülen bzw. eine Erhöhung der Trocknungsgeschwindigkeit. Die Figuren 3 und 4 zeigen für ein poröses Modellsystem, bestehend aus ge¬According to the invention, pressure change frequencies of 0.5-10 Hertz with pressure change amplitudes of 0.5 to 10 bar are realized. In these areas fixed according to the invention, there was a pronounced positive effect on increasing the loading of the drying air with fluid molecules or increasing the drying speed. Figures 3 and 4 show for a porous model system consisting of ge
sinterten Polyethylenkugeln, mit einer mittleren Porengröße von 10 μm bei des¬sintered polyethylene balls, with an average pore size of 10 μm at des¬
sen Überströmung die zeitliche Abnahme der Sättigung S(t) für verschiedene Druckoszillationsfrequenzen (Fig. 4: 0 - 2.5 Hz) und Druckwechselamplituden (Fig. 5: 0.5 - 2 bar). Die signifikante Verbesserung bei Aufprägung von Druckwechseln wird bei Vergleich der in Fig. 4 dargestellten, für 0 Hz ermittelten Funktion (reine Überströmung ohne Druckoszillation) mit den für 0.5, 1.0 und 2.5 Hz Druckwechselfrequenz bestimmten Funktionen deutlich. Fig. 5 unterstreicht die zusätzliche Verbesserung mit Erhöhung der Druckwechselamplitude.sen overflow the decrease in time of the saturation S (t) for different pressure oscillation frequencies (Fig. 4: 0 - 2.5 Hz) and pressure change amplitudes (Fig. 5: 0.5 - 2 bar). The significant improvement in the impression of pressure changes becomes clear when the function shown in FIG. 4, determined for 0 Hz (pure overflow without pressure oscillation) is compared with the functions determined for 0.5, 1.0 and 2.5 Hz pressure change frequency. 5 underlines the additional improvement with increasing the pressure change amplitude.
Auch bei einer anderen Art der Trocknungsführung unter Durchströmung des porösen Stoffsystems mit Trocknungsluft werden die Vorteile der Druckwechselbeaufschlagung deutlich. In den Fig. 5 und 6 sind in Analogie zu den Fig. 3 und 4 für die Durchströmung mit Trocknungsluft die Einflüsse der Druckwechselfrequenz (Fig. 5) und der Druckwechselamplitude (Fig. 6) dargestellt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, bedarf es bei einer Druckamplitude von 2 bar einer Druckwechselfrequenz von mindestens 2.5 Hz um eine schnellere Entfeuchtung als bei reiner nicht druckwechselbeaufschlagter Versuchsführung zu erzielen. Der Unterschied in der Entfeuchtungseffizienz bei Überströmung des zu entfeuchtenden porösen Stoffsystems im Vergleich zu dessen Durchströmung kann anhand von Fig. 7 wie folgt erklärt werden. Bei der Durchströmung wird ein Grossteil der Poren (alle Durchgangsporen) des zu trocknenden porösen Stoffsystems vom Trocknungsgas auch ohne Druckpulsation bereits aktiv durchströmt. In diesen Poren erfolgt eine mechanische Entfeuchtung durch "Ausschieben" der Flüssigkeitssäule und "Fluidfilmabströmung" gefolgt von einer thermischen Konvektionstrocknung durch erzwungene Konvektion (Durchströmung mit Trocknungsgas). Der Anteil an Poren, welche keinen Gasdurchtritt ermöglichen (Sackporen) trocknet deutlich verzögert, da nur durch Diffusion ein Transport von Fluidmolekülen aus den Sackporen in durchströmte Poren erfolgt. Bei überlagerten Druckwechseln wird in den gaserfüllten Teilen der Sackporen durch periodische Kompression/Expansion eine Mikrokonvektionsströmung erzeugt, welche auch dort einen verbesserten konvektions- basierten Stoffübergang erzielen lässt. Grundsätzlich ist der bei Druckwechselbeaufschlagung erzeugte Volumenstrom des Trocknungsgases gegenüber dem reinen Durchströmungsfall um ca. 50% reduziert, sofern die Druckwechsel zwischen Nenndruck (identisch zum konstanten Nenndruck bei Durchströmung) und Atmosphärendruck erfolgen. Zur Erzielung einer schnelleren Abnahme der Fluidsättigung im porösen Trocknungsgut bei Durchströmung mit Druckwechsel gegenüber Durchströmung ohne Druckwechsel muss der Nachteil aufgrund reduziertem Trocknungsgas Volumenstrom durch eine verbessert effiziente druckwechsel induzierte Mikrokonvektion kompensiert werden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird dies bei einer Druckwechselfrequenz von 2.5 Hertz vollständig erreicht. In allen Phasen des Trocknungsprozesses liegt dann die Entfeuchtungskurve für Druckwechselbeaufschlagung, bei vergleichbarer Druckdifferenz von 2 bar (= Druckamplitude), unterhalb der Entfeuchtungskurve für die reine Durchströmung.The advantages of pressurization are also evident in another type of drying control with drying air flowing through the porous material system. 5 and 6, in analogy to FIGS. 3 and 4, the influences of the pressure change frequency (FIG. 5) and the pressure change amplitude (FIG. 6) for the flow of drying air. As can be seen from FIG. 5, a pressure change frequency of at least 2.5 Hz is required at a pressure amplitude of 2 bar in order to achieve a faster dehumidification than with a pure test procedure not subjected to pressure change. The difference in the dehumidification efficiency when the porous material system to be dehumidified overflows compared to the flow through it can be explained with reference to FIG. 7 as follows. When flowing through, a large part of the pores (all through pores) of the porous material system to be dried is already actively flowed through by the drying gas even without pressure pulsation. Mechanical dehumidification takes place in these pores by "pushing out" the liquid column and "fluid film outflow", followed by thermal convection drying by forced convection (through-flow with drying gas). The proportion of pores that do not allow gas to pass through (sack pores) dries with a considerable delay because fluid molecules can only be transported from the sack pores into the pores through which they flow by diffusion. In the case of superimposed pressure changes, a micro-convection flow is generated in the gas-filled parts of the sack pores by periodic compression / expansion, which also allows an improved convection-based mass transfer to be achieved there. In principle, the volume flow of the drying gas generated when the pressure is applied is reduced by approx. 50% compared to the pure flow case, provided that the pressure changes between the nominal pressure (identical to the constant nominal pressure when flowing through) and atmospheric pressure. In order to achieve a faster decrease in fluid saturation in the porous material to be dried when flowing through with a pressure change compared to flowing through without a pressure change, the disadvantage must be due to reduced drying gas volume flow can be compensated by an improved efficient pressure change induced micro convection. As can be seen from FIG. 5, this is completely achieved at a pressure change frequency of 2.5 Hertz. In all phases of the drying process, the dehumidification curve for pressurization, with a comparable pressure difference of 2 bar (= pressure amplitude), is below the dehumidification curve for pure flow.
Im Gegensatz zum durchströmten System wird beim überströmten System (poröses Trocknungsgut) nur ein kleiner Porenvolumenanteil von der Trocknungsgas-Überströmung erreicht. Hierbei handelt es sich um die oberflächennahen äußeren Porenräume, welche im Rahmen eines ersten thermischen Trocknungsabschnittes mit vernachlässigbar kurzen Wegen zum überströmenden Hauptstrom des Trocknungsgases ausgetrocknet werden. Bereits nach geringer Absenkung des Trocknungsspiegels (= Fluidfront im Trocknungsgut) in das Gut, entstehen dort gaserfüllte Porenräume, in welchen dann eine druckwech- selinduzierte Mikrokonvektion den Stoffübergang verbessern lässt. Dies gilt um so mehr mit zunehmender "Absenkung" des Trocknungsspiegels und damit einhergehender Vergrößerung sowie "nach Innen" Verlagerung der gaserfüllten Porenräume. Sobald die Grobkapillaren ausgetrocknet sind, wird der sogenannte zweite thermische Trocknungsabschnitt erreicht. Hier gewinnt die druckwechselinduzierte Mikrokonvektion verstärkte Bedeutung, da lange Transportwege bis zur Oberfläche des Trocknungsgutes vorliegen. In der Folge zeigt sich in diesem zweiten Trocknungsabschnitt, welcher für das dargestellte Modellsystem (poröse Polyethylenmatrix mit 10 Mikrometer mittlerem Porendurchmesser) in einem Sättigungsbereich von ca. kleiner 25 - 30 % vorliegt, eine wie in Fig. 7 aufzeigt (insbesondere vergrößerter Bildausschnitt in Fig. 7) erhöhte Trocknungsgeschwindigkeit bei reduzierter Sättigung im Falle der erfindungsgemäßen, druckwechselinduzierten Trocknung gegenüber Trocknung bei konstanter Überströmung.In contrast to the system through which the system flows, only a small proportion of the pore volume is achieved by the overflow of drying gas in the system with overflow (porous material to be dried). These are the outer pore spaces near the surface, which are dried out in the context of a first thermal drying section with negligibly short paths to the overflowing main stream of the drying gas. Even after the drying level (= fluid front in the material to be dried) has been lowered slightly into the material, gas-filled pore spaces are created in which pressure-induced micro-convection then improves the mass transfer. This applies all the more with increasing "lowering" of the drying level and the associated enlargement and "inward" shifting of the gas-filled pore spaces. As soon as the coarse capillaries have dried out, the so-called second thermal drying section is reached. Here wins Pressure-induced micro-convection has become more important, since there are long transport routes to the surface of the material to be dried. As a result, this second drying section, which for the model system shown (porous polyethylene matrix with a 10 micron average pore diameter) is in a saturation range of approximately less than 25-30%, shows one as shown in FIG. 7 (in particular enlarged image section in FIG 7) increased drying speed with reduced saturation in the case of the pressure swing-induced drying according to the invention compared to drying with constant overflow.
Somit unterscheiden sich die Fälle der Überströmung (1) und der Durchströmung (2) poröser Feststoffe im Hinblick auf das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren im wesentlichen durch den Anteil nicht durchströmter Poren. Dieser Sachverhalt wird in Fig. 7 schematisch verdeutlicht.Thus, the cases of overflow (1) and throughflow (2) of porous solids differ with regard to the drying process according to the invention essentially by the proportion of non-flowed through pores. This state of affairs is illustrated schematically in FIG. 7.
Zur Darstellung der Trocknungseffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch der Vergleich der Beladung der Trocknungsluft mit aus dem Trocknungsgut abgeführtem Lösungsmitteldampf (hier beispielhaft Wasserdampf) herangezogen werden. Der Vorteil dieser Darstellung liegt in der Zuordnung der Beladungswerte des Trocknungsgases mit Lösungsmitteldampf zu Stoffübergangs- bzw. Massetransportmechanismen. Für das bereits eingeführte Modellstoffsystem (poröse Polyethylenmatrix mit 10 Mikrometer mittlerem Porendurchmesser/Wasser) sind in Fig. 8 die Beladungsverhältniswerte BV (= Beladung bei Druckoszillation/Beladung bei reiner Überströmung der Trocknungsluft) für die druckwechselbeaufschlagte Trocknung bei 1 bar Druckamplitude und 1 Hz Druckoszillationsfrequenz für unterschiedliche Trocknungstemperaturen (25 - 80°C) dargestellt. Drei Bereiche auf der Sättigungsskala können deutlich unterschieden werden:To illustrate the drying efficiency of the method according to the invention, the comparison of the loading of the drying air with solvent vapor removed from the material to be dried (water vapor here as an example) can also be used. The advantage of this representation lies in the assignment of the loading values of the drying gas with solvent vapor to mass transfer or mass transport mechanisms. For what has already been introduced Model material system (porous polyethylene matrix with an average pore diameter of 10 microns / water) in Fig. 8 are the loading ratio values BV (= loading with pressure oscillation / loading with pure overflow of the drying air) for the pressure-loaded drying at 1 bar pressure amplitude and 1 Hz pressure oscillation frequency for different drying temperatures (25 - 80 ° C). Three areas on the saturation scale can be clearly distinguished:
BEREICH I (0.65 < S < 1)AREA I (0.65 <S <1)
Im Bereich hoher Fluidsättigungswerte (ca. 0.65 < S < 1) können sehr große BVIn the area of high fluid saturation values (approx. 0.65 <S <1) very large BV
- Werte gemessen werden, bedingt durch einen mechanischen Entfeuchtungseffekt. Dieser wird der beschleunigenden Wirkung der Gasdruckwellen bei der druckwechselinduzierten Trocknung auf die Flüssigkeitssäulen bzw. Flüssigkeitsfilme in den Poren des überströmten Trocknungsgutes zugeschrieben. Wie Fig. 8 zu entnehmen ist, liegen die BV-Werte bei ca. 2.5 - 17.8. Dies unterstreicht einerseits die starke Unterstützung der Druckwechselbeaufschlagung für mechanische Entfeuchtungseffekte, andererseits deutet die große Bandbreite der BV-Werte auf die Abhängigkeit der mechanischen Entfeuchtungseffekte von der Homogenität der Entfeuchtung über dem Querschnitt des Trocknungsgutes hin. Sofern zu Entfeuchtungsbeginn sehr schnell an einigen Stellen im Trocknungsgut Durchgangsporen gebildet werden, wird der mechanische Effekt des Ausschiebens von Fluid weniger stark ausgeprägt, und es erfolgt ein "früherer" Eintritt (d.h. bereits bei hohen Sättigungswerten des Trocknungsgutes) in die thermische Trocknungsphase (1. thermischer Trocknungsabschnitt).- Values are measured due to a mechanical dehumidification effect. This is attributed to the accelerating effect of the gas pressure waves during drying, which is induced by pressure changes, on the liquid columns or liquid films in the pores of the material to be dried. As can be seen in Fig. 8, the BV values are around 2.5 - 17.8. On the one hand, this underlines the strong support of the pressure swing for mechanical dehumidification effects, on the other hand, the wide range of BV values indicates the dependence of the mechanical dehumidification effects on the homogeneity of the dehumidification across the cross-section of the material to be dried. Provided that some quickly at the start of dehumidification If through-pores are formed in the material to be dried, the mechanical effect of pushing out fluid is less pronounced and there is an "earlier" entry (ie already at high saturation values of the material to be dried) into the thermal drying phase (1st thermal drying section).
BEREICH II (0.3 < S < 0.65)AREA II (0.3 <S <0.65)
In diesem Bereich liegt der erste thermische Trocknungsabschnitt, charakterisiert durch eine weitgehend konstante Trocknungsgeschwindigkeit. Im gesamten Bereich II liegen die BV-Werte weitgehend konstant für konstante Temperatur zwischen 2-2.5 (25 - 60°C) und 4 (80°C), d.h. es wird zwischen 2- 4fach mehr Fluid pro Volumen Trocknungsgas aus dem Trocknungsgut transportiert. Eine verstärkte Temperaturabhängigkeit zeigt sich im Experiment erst bei Temperaturen größer 60°C.The first thermal drying section lies in this area, characterized by a largely constant drying speed. In the entire area II, the BV values are largely constant for constant temperature between 2-2.5 (25 - 60 ° C) and 4 (80 ° C), i.e. Between 2-4 times more fluid per volume of drying gas is transported out of the material to be dried. An increased temperature dependency is only shown in the experiment at temperatures above 60 ° C.
BEREICH III (0 < S < 0.3)AREA III (0 <S <0.3)
In diesem Bereich erfolgt die Trocknung im sogenannten "Zweiten Thermischen Trocknungsabschnitt". Die BV-Werte erhöhen sich mit Abnahme der Sättigung auch bei niedrigen Trocknungstemperaturen (25-60°C) auf Werte zwischen 3 - 4, bei 80°C Trocknungstemperatur auf 5-5.5. Diese Effizienzsteigerung im Bereich niedriger Sättigung wird begründet mit der relativen Verbesserung der Wirksamkeit der Druckwechselbeaufschlagung durch Erzeugung von Mikrokon- vektionsströmungseffekten, sofern Fluid aus feineren Poren, insbesondere Sackporen heraustransportiert werden muss (siehe Fig. 7).In this area, drying takes place in the so-called "second thermal drying section". The BV values increase as the saturation decreases, even at low drying temperatures (25-60 ° C) to values between 3 - 4, at 80 ° C drying temperature to 5-5.5. This increase in efficiency in the area of low saturation is justified by the relative improvement in Effectiveness of pressurization by generating micro-convection flow effects if fluid has to be transported out of finer pores, in particular sack pores (see Fig. 7).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der Fig. 9 nachfolgend detailliert schematisch beschrieben:The device according to the invention is described schematically in detail below with reference to FIG. 9:
Ein Trocknungsgas wird über die Zuleitungen 26, 27 den Druckgasbehältern 7, 8 zugeleitet. Das Trocknungsgas wird in den Druckgasbehältern 7, 8 auf einem definierten, in der Regel identischen Druck P1 , komprimiert gehalten. Über ein 2/3 Wegeventil 28 werden die als Trocknungsgasbehälter ausgebildeten Druckgasbehälter 7, 8 bei geöffnetem Ventil 11 periodisch abwechselnd auf Durchgang zur Trocknungsstrecke 12 bei geschlossenem Ventil 13 bzw. 14 geschaltet. Vor dem Umschalten von Druckgasbehälter 7 auf Druckgasbehälter 8 wird das Ventil 11 geschlossen und das Ventil 13 bzw. 14 nach definierter Haltezeit geöffnet und damit eine Entspannung des komprimierten Trocknungsgases in der Trocknungsstrecke 12 auf Umgebungsdruck (Atmosphärendruck) oder auf einen anderen modifizierten Druck, falls ein Druck- Λ/akuumbehälter 15 nachgeschaltet ist, bei geschlossenem Ventil 16 realisiert. Mit dieser vorab beschriebenen Schaltfolge der Ventile/Trocknungsgasbehälter werden in der Trocknungsstrecke 12 definierte Druckwechsel mit variabler Druckamplitude, Frequenz bzw. Haltedauer in definierter Weise aufgeprägt.A drying gas is supplied to the compressed gas containers 7, 8 via the feed lines 26, 27. The drying gas is kept compressed in the compressed gas containers 7, 8 at a defined, generally identical pressure P1. Via a 2/3 directional control valve 28, the compressed gas containers 7, 8, which are designed as drying gas containers, are periodically alternately switched to passage to the drying section 12 when the valve 13 or 14 is closed when the valve 11 is open. Before switching from compressed gas container 7 to compressed gas container 8, the valve 11 is closed and the valve 13 or 14 is opened after a defined holding time and thus the compressed drying gas in the drying section 12 is expanded to ambient pressure (atmospheric pressure) or to another modified pressure, if one Pressure Λ / akuumbehalter 15 is connected, realized with the valve 16 closed. With this switching sequence of the valves / drying gas containers described above, defined pressure changes with variable pressure amplitude, frequency or holding time are impressed in the drying section 12 in a defined manner.
Die wechselweise Zuschaltung der Druckgasbehälter 7 und 8 erlaubt gegenüber der Verwendung nur eines Druckgasbehälters die verbesserte Konstanthaltung der Druckausgangsbedingungen (Trocknungsgas) bis zu hohen Druckwechselfrequenzen und hohen, den Behältern entnommenen Trocknungsgasvolumina von z. B. 1 - 10 Norm m3, vorzugsweise von etwa 1 - 5 Norm m3.The alternate connection of the pressurized gas containers 7 and 8 allows, compared to the use of only one pressurized gas container, the improved constant maintenance of the pressure starting conditions (drying gas) up to high pressure change frequencies and high drying gas volumes of z. B. 1-10 standard m 3 , preferably from about 1-5 standard m 3 .
Die derart periodischen Druckwechseln unterworfene Trocknungsluft wird in der Trocknungsstrecke 12 entweder in Richtung 17 über das poröse Trocknungsgut 18 oder in Richtung 19 durch dieses und gegebenenfalls durch ein Filtermedium oder eine entsprechende poröse Unterlage 20 nach außen in die Umgebung oder in den nachgeschalteten Behälter 15 geführt und entspannt bzw. teilentspannt. Mittels einer Steuer/Regelungsvorrichtung 21 werden:The drying air, which is subjected to periodic pressure changes in this way, is guided in the drying section 12 either in the direction 17 via the porous material to be dried 18 or in the direction 19 through this and optionally through a filter medium or a corresponding porous base 20 to the outside or into the downstream container 15 and relaxed or partially relaxed. A control device 21 is used to:
a) die mittels Druckmessvorrichtungen 22, 23 gemessenen Drücke in den Druckgasbehältern 7 und 8 über die Druckregelventile 24, 25 kontrolliert eingestellt, b) die nachströmenden Trocknungsgasmengenströme 26 und 27 über die Ventile 24 und 25 in Abstimmung mit den über das 2/3 Wegeventil 28 den Druckgasbehältern 7, 8 entnommenen Gasmengenströme unter Konstanthaltung der maximalen Drücke in den Druckgasbehältern 7 und 8 geregelt, sowiea) the pressures in the pressure gas containers 7 and 8 measured by means of pressure measuring devices 22, 23 are set in a controlled manner via the pressure control valves 24, 25, b) the inflowing drying gas volume flows 26 and 27 via the valves 24 and 25 in coordination with the gas volume flows withdrawn via the 2/3 directional valve 28 from the pressure gas containers 7, 8 are regulated while keeping the maximum pressures in the pressure gas containers 7 and 8 constant, and
c) bei der Druckwechseltrocknung die Ventile 11 , 28 und 13 bzw. 14 sowie gegebenenfalls 16 derart geschaltet, dass zunächst Ventil 28 bei geschlossenem Ventil 13 bzw. 14 und offenem Ventil 11 auf Durchgang zu Druckgasbehälter 7 oder 8 gestellt wird, was in der Trocknungsstrecke 12 und somit im porösen Trocknungsgut 18 zum Druckaufbau auf den in Druckgasbehälter 7, 8 voreingestellten Druck führt und danach nach Schließen von Ventil 1 Ventil 13 bzw. 14 nach definierter mittels der Steuer-/Regelvorrichtung 21 einstellbaren "Haltezeit" für den in der Trocknungsstrecke 12 aufgebauten Druck geöffnet wird, was zu einer Entspannung des mit Feuchte beladenen Trocknungsgasaustrittstromes 30 bzw. 31 in die atmosphärische Umgebung über Leitungen 30 bzw. 31 und damit zur Absenkung des Druckes in der Trocknungsstrecke 12 auf Umgebungsdruck, oder im Falle der Entspannung auf ein im nachgeschalteten Behälter 15 voreingestelltes Druckniveau (bzw. Unterdruckniveau) und zum Abtransport des vom Trocknungsgas aufgenommenen Fluides in die Atmosphäre oder in den Behälter 15 (Ablass von Kondensat über das Kondensatventil 32) führt.c) during pressure swing drying, the valves 11, 28 and 13 or 14 and, if appropriate, 16 switched in such a way that first valve 28 is set to pass to compressed gas container 7 or 8 when valve 13 or 14 is closed and valve 11 is open, which is in the drying section 12 and thus in the porous material to be dried 18 leads to pressure build-up to the pressure preset in the compressed gas container 7, 8 and then after closing valve 1, valve 13 or 14 after a defined “holding time” for the drying section 12, which can be set by means of the control / regulating device 21 built-up pressure is opened, which leads to a relaxation of the moisture-laden drying gas outlet stream 30 or 31 into the atmospheric environment via lines 30 or 31 and thus to lower the pressure in the drying section 12 to ambient pressure, or in the case of relaxation to a downstream Container 15 preset pressure level (or vacuum level) and for removal of the vo in the drying gas Atmosphere or into the container 15 (drainage of condensate via the condensate valve 32).
Alle Ventile 11 , 13, 14, 16, 24, 25 und 28 sowie die Druckmessvorrichtungen 22 und 23 sind über Datenleitungen 33 - 38 mit der Regelvorrichtung 21 verbunden.All valves 11, 13, 14, 16, 24, 25 and 28 as well as the pressure measuring devices 22 and 23 are connected to the control device 21 via data lines 33 - 38.
Für die Druckwechseltrocknung kann das unter c) beschriebene Vorgehen periodisch wiederholt werden, wobei die Steuer-/Regeleinrichtung 31 die Periodendauer bzw. deren Frequenz einstellen lässt, wobei z. B. eine maximale Frequenz von 10 Hertz vorgesehen ist.For pressure swing drying, the procedure described under c) can be repeated periodically, with the control / regulating device 31 having the period duration or its frequency set. B. a maximum frequency of 10 Hertz is provided.
Bei Führung des Trocknungsgases gemäss in Richtung 17 wird das zu trocknende poröse Stoffsystem vom Trocknungsgas überströmt und über das Ventil 13 in die Umgebung entspannt. Bei Führung des Trocknungsgases in Richtung 19 wird das zu trocknende poröse Stoffsystem vom Trocknungsgas durchströmt und über das Ventil 14 in die Umgebung entspannt.When the drying gas is guided in the direction 17, the drying gas flows over the porous material system to be dried and the valve 13 relaxes into the environment. When the drying gas is guided in the direction 19, the drying gas flows through the porous material system to be dried and is released into the environment via the valve 14.
Die Fig. 10 und 11 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung in besonderen Ausführungsformen der Trocknungsstrecke/Trocknungskammer. In Fig. 10 entspricht dies einer Druckfiltrationsvorrichtung, in Fig. 11 einer in einem Druckgehäuse gekapselt eingebauten Zentrifugal-Filtrationsvorrichtung (Filterzentrifuge).10 and 11 show the device according to the invention in special embodiments of the drying section / drying chamber. In FIG. 10 this corresponds to a pressure filtration device, in FIG. 11 a centrifugal filtration device (filter centrifuge) installed in a pressure housing.
Die in Fig. 1 1 zusätzlich aufgenommenen Bezeichnungen stehen für: Zuleitung der Trocknungsluft über mitrotierendes mit dynamischer Dichtung abgedichtetes Zuleitungsrohr 39, Antriebsmotor 40, Antriebswelle 41. Mit 42 ist eine Verbindungsleitung bezeichnet.The designations additionally included in FIG. 11 stand for: supply of the drying air via a rotating supply pipe 39 sealed with a dynamic seal, drive motor 40, drive shaft 41. A connecting line is designated by 42.
Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The features described in the abstract, in the patent claims and in the description, as well as evident from the drawing, can be essential for realizing the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Markierung auf TrocknungskurveMarking on drying curve
Druckgasbehälter, Trocknungsbehälter, GasbehälterPressurized gas containers, drying containers, gas containers
Zuleitungsupply
VentilValve
Trocknungsstrecke, TrocknungskammerDrying line, drying chamber
VentilValve
Druck-Λ/akuumbehälter, BehälterPressure Λ / acuum container, container
VentilValve
Richtungdirection
Trocknungsgut, porösesDried goods, porous
Richtung Unterlage, poröse Steuer-/Regelvorrichtung Druckmessvorrichtungdirection Base, porous control device Pressure measuring device
DruckregelventilPressure control valve
TrocknungsmengenstromDrying stream
2/3 Wegeventil Leitung Trocknungsgasaustrittsstrom2/3 way valve line drying gas outlet stream
Kondensatventil DatenleitungCondensate valve data line
Zuleitungsrohr Antriebsmotor Antriebswelle Verbindungsleitung BV BelastungsverhältnisInlet pipe drive motor drive shaft connecting line BV load ratio
Pi DruckPi pressure
A TrocknungsgasstromA drying gas flow
BB
X Gutsfeuchte X moisture content

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur beschleunigten mechanischen und thermischen Trocknung von porösen Feststoffsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsgut mit Trocknungsgas über- und/oder durchströmt wird, wobei das Trocknungsgas definiert mit pulsierenden Druckwechseln beaufschlagt und eine periodische Kompression des dann in den Poren befindlichen Gasanteils zur beschleunigten Trocknung mittels Mikrokonvektionsströmun- gen eingesetzt wird.1. A method for the accelerated mechanical and thermal drying of porous solid systems, characterized in that the drying material is flowed through and / or through which drying gas flows, the drying gas being acted upon in a defined manner with pulsating pressure changes and a periodic compression of the gas portion then located in the pores for the accelerated Drying by means of micro convection currents is used.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwechselbeaufschlagung der Trocknungsluft zwischen Überdruck und Atmosphärendruck, bevorzugt bis zu Überdrucken von 10 bar, erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure alternation of the drying air between overpressure and atmospheric pressure, preferably up to overpressures of 10 bar takes place.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwechselbeaufschlagung der Trocknungsluft zwischen Überdruck und Unterdruck, bevorzugt in einem Druckbereich von 0Ä1<p< 10 bar, erfolgt. 3. The method according to claim 1, characterized in that the pressure alternation of the drying air between overpressure and underpressure, preferably in a pressure range of 0 Ä 1 <p <10 bar, takes place.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwechselbeaufschlagung der Trocknungsluft zwischen Atmosphärendruck und Unterdruck, bevorzugt bis zu Unterdrucken von 0 bar, erfolgt.4. The method according to claim 1, characterized in that the pressure alternation of the drying air between atmospheric pressure and negative pressure, preferably up to negative pressure of 0 bar, takes place.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwechselbeaufschlagung der Trocknungsluft periodisch, bevorzugt mit konstanter Frequenz in einem Frequenzbereich von 0,1 bis 10 Hz, erfolgt.5. The method according to claim 1, characterized in that the pressure alternation of the drying air is carried out periodically, preferably at a constant frequency in a frequency range from 0.1 to 10 Hz.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwechselbeaufschlagung der Trocknungsluft nicht konstant periodisch, sondern materialspezifisch angepasst mit Druckbeaufschlagungs- und Druckentspannungszyklen unterschiedlicher zeitlicher Dauer und/oder unterschiedlicher Druck-/Unterdruckhöhe erfolgt.6. The method according to claim 1, characterized in that the pressure alternation of the drying air is not constant periodically, but is adapted to the material with pressurization and pressure relief cycles of different duration and / or different pressure / vacuum levels.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung und Druckentspannung gemäss bestimmten vorgegebenen zeitlichen Funktionen erfolgen.7. The method according to claim 1, characterized in that the pressurization and pressure release take place according to certain predetermined temporal functions.
8. Vorrichtung zur beschleunigten thermischen/mechanischen Trocknung von porösen Feststoffsystemen nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, mit einer Trocknungsstrecke (Trocknungskammer - 12), einem oder mehreren parallel der Trocknungsstrecke (12) vorgeschalteten Trocknungsgasbehältern (7, 8), gegebenenfalls einem der Trocknungsstrecke (12) nachgeschalteten Druck-/Vakuumbehälter (15), Verbindungsleitungen (36) zwischen Trocknungsgasbehältern (7, 8), Trocknungsstrecke (12), nachgeschaltetem Druck-Λ/akuumbehälter (15), Regelventilen in den Zu- (24, 25), Verbindungs- (11 , 28) und Ableitungen (13, 14, 16) sowie einer Steuer-/Regelvorrichtung (29), wobei eine definierte periodische Schaltmöglichkeit der Zufuhr von Trocknungsgas aus den Trocknungsgasbehältern (7, 8) in die Trocknungskammer realisierbar ist.8. Apparatus for accelerated thermal / mechanical drying of porous solid systems according to claim 1 or one of the subsequent claims, with a drying section (drying chamber - 12), one or more drying gas containers (7, 8) upstream of the drying section (12), optionally a pressure / vacuum container (15) downstream of the drying section (12), connecting lines (36) between drying gas containers (7, 8), drying section ( 12), downstream pressure Λ / accumulator (15), control valves in the supply (24, 25), connection (11, 28) and discharge lines (13, 14, 16) and a control device (29), wherein a defined periodic switching option for supplying drying gas from the drying gas containers (7, 8) to the drying chamber can be realized.
9. Vorrichtung zur beschleunigten thermischen/mechanischen Trocknung von porösen Feststoffsystemen nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, mit einer Trocknungsstrecke (Trocknungskammer - 12), einem oder mehreren parallel der Trocknungsstrecke (12) vorgeschalteten Trocknungsgasbehältern (7, 8), gegebenenfalls einem der Trocknungsstrecke (12) nachgeschalteten Druck-/Vakuumbehälter (15), Verbindungsleitungen (36) zwischen Trocknungsgasbehältern (7, 8), Trocknungsstrecke (12), nachgeschaltetem Druck-/Vakuumbehälter, Regelventilen in den Zu- (24, 25), Verbindungs- (11 , 28) und Ableitungen (13, 14, 16) sowie einer Steuer-/Regeleinrichtung (29), wobei eine periodische Schaltmöglichkeit der Zufuhr von Trocknungsgas aus den Trocknungsgasbehältern (7, 8) in die Trocknungskammer und eine Schaltung der zeitlich definiert versetzten periodischen Abfuhr von Trocknungsgas aus der Trocknungskammer in die atmosphärische Umgebung oder einen der Trocknungsstrecke nachgeschalteten Druck- Λ/akuumbehälter (bzw. Druck-Λ akuumraum) unter Durch- und/oder Überströmung des Trocknungsgutes realisierbar ist.9. Apparatus for accelerated thermal / mechanical drying of porous solid systems according to claim 1 or one of the subsequent claims, with a drying section (drying chamber - 12), one or more drying gas containers (7, 8) upstream of the drying section (12), optionally one of the Drying section (12) downstream pressure / vacuum container (15), connecting lines (36) between drying gas containers (7, 8), drying section (12), downstream pressure / vacuum container, control valves in the inlets (24, 25), connecting ( 11, 28) and derivatives (13, 14, 16) and a control device (29), one Periodic switching possibility of supplying drying gas from the drying gas containers (7, 8) into the drying chamber and switching the periodically staggered periodic removal of drying gas from the drying chamber into the atmospheric environment or a pressure Λ / battery container (or pressure container) downstream of the drying section Λ vacuum space) can be realized with flow through and / or overflow of the drying material.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsstrecke (12) einer Druckfiltriervorrichtung entspricht, in welche die periodische Zufuhr von Trocknungsgas aus den Trocknungsgasbehältern (7, 8) und aus welcher eine zeitlich versetzte Abfuhr von Trocknungsgas in die atmosphärische Umgebung unter Durch- und/oder Überströmung des Trocknungsgutes ermöglicht wird.10. The device according to claims 8 and / or 9, characterized in that the drying section (12) corresponds to a pressure filtering device, in which the periodic supply of drying gas from the drying gas containers (7, 8) and from which a timed removal of drying gas in the atmospheric environment is made possible through and / or overflow of the drying material.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese einer von einem Druckbehältergehäuse umgebene Zentrifugal- Filtriervorrichtung entspricht, in welche die periodische Zufuhr von Trocknungsgas aus den Trocknungsgasbehältern (7, 8) und aus welcher eine zeitlich versetzte Abfuhr von Trocknungsgas in die atmosphärische Umgebung unter Durch- und/oder Überströmung des Trocknungsgutes realisierbar ist.11. The device according to claims 8 or 9, characterized in that this corresponds to a centrifugal filter device surrounded by a pressure vessel housing, in which the periodic supply of drying gas from the drying gas containers (7, 8) and from which a temporally offset removal of drying gas in the atmospheric Environment under through and / or overflow of the drying material is realizable.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese einer Zentrifugal-Filtriervorrichtung entspricht, welche eine an die rein mechanische Entfeuchtung angeschlossene mechanisch- /thermische Trocknung auf Basis der Durchströmung und/oder Überströmung des Filterkuchens mit / ohne gleichzeitiger Rotation des Filterkuchens erlaubt, wobei die Filterkuchenstruktur intakt bleibt oder durch gezielte mechanische Maßnahmen vor oder während des thermischen Trocknungsschrittes zu porösen Agglomeraten aufzubrechen ist.12. Device according to claims 8 or 9, characterized in that this corresponds to a centrifugal filtering device which is connected to the purely mechanical dehumidification mechanical / thermal drying based on the flow and / or overflow of the filter cake with / without simultaneous rotation of the Filter cake allowed, the filter cake structure remains intact or has to be broken up into porous agglomerates by targeted mechanical measures before or during the thermal drying step.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, mit einer Zentrifugal- Filtriervorrichtung, welche eine an die rein mechanische Entfeuchtung angeschlossene mechanisch/thermische Trocknung auf Basis der Durchströmung und/oder Überströmung des Filterkuchens mit/ohne gleichzeitiger Rotation des Filterkuchens erlaubt, wobei der Filterkuchen durch gezielte mechanische Maßnahmen vor oder während des thermischen Trocknungsschrittes zu porösen Agglomeraten aufgebrochen und mit pulsierenden Druckwechseln beaufschlagbar ist bei moderaten Drehzahlen in definiert bewegter Schüttschicht thermisch trockenbar ist. 13. Device according to claims 8 or 9, with a centrifugal filtering device which allows a mechanical / thermal drying connected to the purely mechanical dehumidification based on the flow and / or overflow of the filter cake with / without simultaneous rotation of the filter cake, the filter cake can be broken up into porous agglomerates by targeted mechanical measures before or during the thermal drying step and subjected to pulsating pressure changes at moderate speeds in a defined moving bed layer.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese einer Zentrifugal-Filtriervorrichtung entspricht, welche eine an die rein mechanische Entfeuchtung angeschlossene mechanisch/thermische Trocknung auf Basis der Durchströmung und/oder Überströmung des Filterkuchens mit/ohne gleichzeitiger Rotation des Filterkuchens erlaubt, wobei der Filterkuchen durch gezielte mechanische Maßnahmen vor oder während des thermischen Trocknungsschrittes zu porösen Agglomeraten aufbrechbar ist und mit hinreichend starken hochfrequent pulsierenden Druckwechseln eine pulsierende Wirbelschicht erzeugbar ist und in dieser thermisch trockenbar ist.14. Device according to claims 8 or 9, characterized in that it corresponds to a centrifugal filtering device which is connected to the purely mechanical dehumidification mechanical / thermal drying based on the flow and / or overflow of the filter cake with / without simultaneous rotation of the filter cake permitted, the filter cake can be broken up into porous agglomerates by targeted mechanical measures before or during the thermal drying step and a pulsating fluidized bed can be generated with sufficiently strong high-frequency pulsating pressure changes and can be thermally dried in this.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Steuer-/Regeleinrichtung die mittels Druckmessvorrichtungen gemessenen Drücke in den Trocknungsgasbehältern (7, 8) über Druckregelventile kontrolliert einstellt, die in die Trocknungsgasbehälter (7, 8) nachströmenden Trocknungsgasmengenströme über die Regelventile in Abstimmung mit den den Gasbehältern in einem Trocknungsintervall entnommenen Gasmengenströmen unter Konstanthaltung der Drücke in den Trocknungsgasbehältern regelt sowie bei der Druckwechseltrocknung die Ventile (A) in der Zulaufleitung zur Trocknungs- strecke/Trocknungskammer, die Ventile (B) in der Gasaustrittsleitung aus der Trocknungsstrecke (12) sowie gegebenenfalls ein Austrittsventil (C) an einem der Trocknungsstrecke nachgeschalteten Druck- Λ/akuumbehälter derart schaltet, dass zunächst die Ventile (A) bei geschlossenen Ventilen (B) und (C) öffnen, was in der Trocknungsstrecke (Trocknungskammer - 12) und somit im porösen Trocknungsgut zum Druckaufbau auf den in Trocknungsgasbehältern (7, 8) voreingestellten Druck führt, danach die Ventile (A) schließt und nach definiert einstellbarer "Haltezeit" für den in der Trocknungsstrecke (12) aufgebauten Druck die Ventile (B) öffnet, was zu einer Entspannung des mit Feuchte belade- nen Trocknungsgases in die atmosphärische Umgebung und damit zur Absenkung des Druckes in der Trocknungsstrecke auf Umgebungsdruck, oder im Falle der Druckentspannung auf ein in einem nachgeschalteten Druck-Λ akuumbehälter voreingestelltes Druckniveau (bzw. Unterdruckniveau) zur Entspannung bzw. Teilentspannung in diesem Behälter führt, und dass diese Art der Ventilschaltfolge periodisch nach einstellbarer Totzeit ("Pausezeit") wiederholbar ist. 15. Device according to claims 8 or 9, characterized in that the integrated control device regulates the pressures measured by means of pressure measuring devices in the drying gas containers (7, 8) in a controlled manner by means of pressure regulating valves, which flows into the drying gas containers (7, 8) by flowing drying gas volume flows regulates the control valves in coordination with the gas volume flows withdrawn from the gas containers in a drying interval while keeping the pressures in the drying gas containers constant, and the valves (A) in the feed line to the drying section / drying chamber, the valves (B) in the gas outlet line from the drying section (12) and, if applicable, an outlet valve (C) on a pressure Λ / akuum container connected downstream of the drying section in such a way that the valves (A) with closed valves (B ) and (C) open, which leads in the drying section (drying chamber - 12) and thus in the porous material to be built up to the pressure set in the drying gas containers (7, 8), then closes the valves (A) and after a defined adjustable "holding time" for the pressure built up in the drying section (12) opens the valves (B), which leads to a relaxation of the drying gas laden with moisture into the atmospheric environment and thus to a reduction in the pressure in the drying section to ambient pressure, or in the event of pressure release a pressure level (or vacuum level) preset in a downstream pressure Λ battery container for relaxation or Partial relaxation results in this container, and that this type of valve switching sequence can be repeated periodically after an adjustable dead time ("pause time").
PCT/EP2004/009144 2003-09-09 2004-08-14 Method and device for carrying out the accelerated drying of porous substance systems WO2005036080A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10341435.5 2003-09-09
DE10341435 2003-09-09
DE102004008336.3 2004-02-20
DE102004008336A DE102004008336A1 (en) 2003-09-09 2004-02-20 Method and device for carrying out accelerated drying of porous material systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005036080A1 true WO2005036080A1 (en) 2005-04-21

Family

ID=34436302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/009144 WO2005036080A1 (en) 2003-09-09 2004-08-14 Method and device for carrying out the accelerated drying of porous substance systems

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2005036080A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014180547A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 Andritz Technology And Asset Management Gmbh Method for producing salts with a reduced water of crystallisation content
FR3135996A1 (en) * 2022-05-27 2023-12-01 Denis Joandel Process for preparing aggregates intended to form a permeable floor covering and device for its implementation

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1866346A (en) * 1929-03-05 1932-07-05 Gen Electric Drying treatment
US3233334A (en) * 1962-09-28 1966-02-08 Pennsalt Chemicals Corp Flash drying apparatus and method utilizing intermittent pulses of drying gas
DE2022478A1 (en) * 1970-05-08 1971-11-18 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Method and device for improving the heat transfer in vacuums
DE2243892A1 (en) * 1971-09-10 1973-04-26 Johan Holger Graffman METHOD AND DEVICE FOR DRYING DAMP MATERIAL, ESPECIALLY SLUDGE
US4691448A (en) * 1984-08-16 1987-09-08 Krauss-Maffei A.G. Apparatus and process for drying finely grained solid particles
DE4211485A1 (en) * 1992-04-06 1993-10-07 Stahl Werner Prof Dr Ing Procedure for drying solid materials - includes treating materials with drying medium, e.g. air, whose pressure is varied periodically while at same time material and/or medium is heated
EP0625659A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-23 Kabushiki Kaisha Matsui Seisakusho A method for generating a pulsating air and an apparatus to execute the method
EP0880995A2 (en) * 1997-05-28 1998-12-02 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Production method and system for granulating powdered material
US6354019B1 (en) * 1997-05-23 2002-03-12 Becker Preservotec Gmbh Method for drying paper
US6440316B1 (en) * 2000-03-21 2002-08-27 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Methods of improving centrifugal filtration

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1866346A (en) * 1929-03-05 1932-07-05 Gen Electric Drying treatment
US3233334A (en) * 1962-09-28 1966-02-08 Pennsalt Chemicals Corp Flash drying apparatus and method utilizing intermittent pulses of drying gas
DE2022478A1 (en) * 1970-05-08 1971-11-18 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Method and device for improving the heat transfer in vacuums
DE2243892A1 (en) * 1971-09-10 1973-04-26 Johan Holger Graffman METHOD AND DEVICE FOR DRYING DAMP MATERIAL, ESPECIALLY SLUDGE
US4691448A (en) * 1984-08-16 1987-09-08 Krauss-Maffei A.G. Apparatus and process for drying finely grained solid particles
DE4211485A1 (en) * 1992-04-06 1993-10-07 Stahl Werner Prof Dr Ing Procedure for drying solid materials - includes treating materials with drying medium, e.g. air, whose pressure is varied periodically while at same time material and/or medium is heated
EP0625659A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-23 Kabushiki Kaisha Matsui Seisakusho A method for generating a pulsating air and an apparatus to execute the method
US6354019B1 (en) * 1997-05-23 2002-03-12 Becker Preservotec Gmbh Method for drying paper
EP0880995A2 (en) * 1997-05-28 1998-12-02 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Production method and system for granulating powdered material
US6440316B1 (en) * 2000-03-21 2002-08-27 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Methods of improving centrifugal filtration

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014180547A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 Andritz Technology And Asset Management Gmbh Method for producing salts with a reduced water of crystallisation content
US10215492B2 (en) 2013-05-07 2019-02-26 Andritz Technology And Asset Management Gmbh Method for producing salts with a reduced water of crystallisation content
US10914519B2 (en) 2013-05-07 2021-02-09 Andritz Technology And Asset Management Gmbh Method for producing salts with a reduced water of crystallisation content
FR3135996A1 (en) * 2022-05-27 2023-12-01 Denis Joandel Process for preparing aggregates intended to form a permeable floor covering and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0414125B1 (en) Apparatus for drying a liquid coating applied onto a moving substrate
CH637843A5 (en) METHOD FOR PACKING A CHROMATOGRAPHIC COLUMN.
EP3174622A1 (en) Method for the regeneration of a membrane wall in a distillation device
DE102004007526A1 (en) Method and device for the freeze-drying of products
DE2412524C3 (en) Process for the separation of a multicomponent mixture by thin layer chromatography
EP2507569A1 (en) Drying method and system for carrying out the method
WO2005036080A1 (en) Method and device for carrying out the accelerated drying of porous substance systems
DE102004008336A1 (en) Method and device for carrying out accelerated drying of porous material systems
DE112013001311T5 (en) Bleed valve with valve stem and seat with low volume and pressure support and associated procedures
EP3588080A1 (en) Method and device for automatic chromatography of thin-film plates
DE19812436A1 (en) Functional component e.g. membrane, filter valve, dosing unit or pump
DE2900344C2 (en) Chromatography column
DE4211485C2 (en) Process for drying a moist solid
WO1992015389A1 (en) Process and device for separting gases by surface diffusion
DE19627641C1 (en) Method and device for controlling the pressure in a vacuum chamber of a distillation or sublimation device
DE112013001327T5 (en) Controller for improved heat and pressure control for chromatography
DE10141524C2 (en) Material and heat exchanger surface
EP1072880A1 (en) Process and device for measuring the water vapour permeability of a film or membrane
DE3145921A1 (en) Process and equipment for drying
DE2141570A1 (en) Gas extraction - from fluid for analysis, through a membrane forming part of flow channel
DE1812681C (en) Process for freezing material to be freeze-dried in particles, in which a solution containing the material solid is introduced into a liquid detergent which is immiscible with it, and a device for carrying out this process
EP3627149B1 (en) Conditioning of an adsorbent
EP0135419A2 (en) Method of membrane evaporation and apparatus
DE60219154T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR REMOVING A DIRT FROM AN ONE FLUID CONTAINING THEREOF
DE1519627C (en) Method and device for continuous stripping of liquids

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase