WO2013124140A1 - Trocknung von lebensmitteln, insbesondere von teigwaren - Google Patents

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WO2013124140A1
WO2013124140A1 PCT/EP2013/052095 EP2013052095W WO2013124140A1 WO 2013124140 A1 WO2013124140 A1 WO 2013124140A1 EP 2013052095 W EP2013052095 W EP 2013052095W WO 2013124140 A1 WO2013124140 A1 WO 2013124140A1
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WO
WIPO (PCT)
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water
fan
dryer
food
air flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/052095
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English (en)
French (fr)
Inventor
Urs Keller
Christian MÜHLHERR
Philippe Brillat
Kurt Lieberherr
David MEILE
Original Assignee
Bühler 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
Application filed by Bühler AG filed Critical Bühler AG
Publication of WO2013124140A1 publication Critical patent/WO2013124140A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/122—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of material being carried by transversely moving rollers or rods which may rotate
    • F26B15/126—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of material being carried by transversely moving rollers or rods which may rotate the material being "pasta" products, e.g. spaghetti
    • 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
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • 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
    • F26B21/08—Humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/06—Long pasta, e.g. spaghetti

Definitions

  • the present invention relates to methods for drying food, dryers for food, modules for dryers for food, methods for upgrading and / or retooling a dryer for food and uses of a dryer.
  • the foods may be, in particular, pasta.
  • the drying climate in a treatment room depends not only on the heat input and the amount of water introduced, but mainly on the evaporated or evaporated moisture released from the pasta. This humidity increases the relative humidity. Gleichzei ⁇ tig of the drying air is removed due to evaporation energy, whereby the temperature is lowered. So an equilibrium state of, if the pasta is evenly through the dryer total bil ⁇ det.
  • a method for drying food and a dryer for foodstuffs are to be provided, with which a spatially and temporally homogeneous distribution of water content and temperature in the drying air is possible, in particular during a transient operating state, in order to create an optimal drying climate for food.
  • a method for drying food in which the food in a treatment space is subjected to an air stream, which is generated by means of at least one fan and contains water.
  • water is here and below not restricted to water in the liquid state of aggregation, in particular the water is present in the gaseous state of matter, ie as air humidity in the air stream.
  • the water is added in a region in which the air flow is strongest and in which the water absorption capacity of the air ⁇ stream is optimal. In this way, a relatively early early and homogeneous distribution of water in the air stream. From ⁇ Serdem that the water is directed to the life ⁇ medium, which would lead to losses in quality is prevented.
  • Water may be added to the airflow throughout the drying process in the area of the fan. It is preferred, however, that the air stream, water is added only during part of the Trock ⁇ drying process in the area of the fan. For example, water can only be added if the air humidity in a treatment room is temporarily too low and / or the temperature in the treatment room is temporarily too high, for example because there is at times a product gap with the consequences already described in greater detail below. The lack of such a product in a gap Lucasfeuch ⁇ ACTION can be at least partially or even fully ⁇ adjusted by the addition of water and / or adjustment of the temperature.
  • the added water or at least a portion of this water evaporates in the treatment room, it may here ⁇ subjected ent ⁇ by the air flow within the treatment space energy and thus the temperature prevailing there be lowered. In this way, the temperature and drying climate can be optimally adapted to the drying material following the product gap.
  • the exhaust air of the dryer What ⁇ ser is withdrawn and at least a portion of this water at Be ⁇ rich fan is added.
  • What the ⁇ ser is preferably purified before adding, sterilized and / or decalcified, for example with the help of at least one filter.
  • the extracted air from the dryer water already contains a reduced lime content.
  • At least part of the water in the area of the fan is added by means of at least one nozzle, through which the water is sprayed into the air.
  • the water with at least two nozzles is joined more preferably at least three nozzles per fan ⁇ added. If there are several nozzles, they may be evenly distributed circumferentially around the airflow.
  • Spraying with the help of a nozzle is a particularly simple and precise way to add water to the air.
  • the amount of injected water exactly one ⁇ can provide.
  • the relative humidity can be just kept so low that just no condensation of the water takes place on the inner walls of the dryer and / or the Lebensmit ⁇ stuffs.
  • the relative humidity can be kept so low that just no condensation takes place in the area in which the water is added.
  • the nozzle is preferably selected so that so that the water can be evenly distributed in egg ⁇ NEN widest possible range of angles. This can achieve a particularly homogeneous distribution of What ⁇ sers.
  • the nozzle may be formed, for example, as Hohlko ⁇ nus-, flat cone or Vollkonusdüse. It is also conceivable that the nozzle has a plurality of outlet openings for the spraying of the water.
  • the temperature and pressure of water are preferably so- ⁇ selects that this goes completely as possible in addition to the air stream in the gaseous state, that is formed into ⁇ particular no condensation.
  • the water can initially be present in the form of fine drops of liquid directly after leaving the nozzle, ie as a mist, in particular as a water mist.
  • the transition of the water to the gaseous state should preferably be completed late ⁇ t least when the drying air gets in contact with the food.
  • the water sprayed through the nozzle has a temperature of at least 10 ° C, preferably at least
  • the water sprayed through the nozzle has a temperature of at most 110 ° C.
  • the temperature of the water may be at most 30 ° C, more preferably at most 25 ° C, most preferably at most 22 ° C.
  • water can be used which neither has to be heated nor cooled before being sprayed.
  • the temperature of the water can also range from 30 ° C to 110 ° C, preferably from 40 ° C to 80 ° C. Tempera ⁇ tures of less than 80 ° C lead to a significant savings in cost and equipment cost - especially to the generation of steam, must be spent on a very large evaporation.
  • the stated preferred temperatures of the sprayed water are lower than those usually required in the treatment rooms. Due to the fact that the supplied water must evaporate in order to be absorbed by the drying air, this drying air is deprived of energy particularly effectively. Thus, an undesirable increase in temperature in the treatment room and also the associated drying climate change can be compensated, which is based on a temporary product gap in the treatment room.
  • the total amount of water added, in particular sprayed may range from 50 to 1000, preferably from 200 to 700, and if the food is pasta, more preferably from 100 to 250 liters of water per ton of material to be dried. This total amount can be divided into several means for adding water, in particular to several nozzles. One, several or all nozzles can each add an amount of water which is in the range of 2 to 15 1 / h.
  • the water can be sprayed under a pressure which is in the range from 2 bar to 8 bar, preferably from 3 bar to 5 bar.
  • the addition of water can be controlled depending on the Tempe ⁇ temperature and / or relative humidity and / or regulated, which is present in at least a part of the treatment ⁇ period. In this way the drying air can be kept at least approximately constant ⁇ .
  • the control may be to adjust the amount or temperature of the water sprayed through the nozzle. It is also conceivable that a plurality of nozzles are present and the control or regulation takes place in that optionally only some of the nozzles spray water into the air stream.
  • the addition of the water may be controlled depending on the amount and / or the type of food and / or the arrangement of the food and / or the speed of the food, which may vary in the treatment. is located. If, for example, a product gap occurs, then more water and / or water with lower temperature can automatically be sprayed in order to compensate for the lack of evaporation and the elevated temperature.
  • the addition of the water can preferably be independently controlled and / or regulated in each treatment room of the dryer.
  • a fan associated with means for the addition of the water may be assigned, which generates an air flow in this treatment room.
  • the drying climate can be controlled throughout the drying process, which guarantees a very high and homogeneous product quality.
  • the airflow may also contain at least one other substance added to the area of the fan.
  • this substance can ver ⁇ be mixed with the water before this air is added.
  • the here obtained by ⁇ mixture of water and at least one further substance may then be added to the air stream.
  • the mixture can be sprayed into the air with the help of one or more nozzles.
  • the further substance may be such ⁇ be selected such that it is liquid at a bar temperature of 20 ° C and a pressure of 1.01325.
  • the further substance may be, for example, an oil with which the surfaces of the foodstuffs can be treated during drying.
  • a dryer for food especially for pasta.
  • This dryer can be used in particular for carrying out a method as described above. It contains at least one treatmen ⁇ lung space, in which the foods are accommodated, and at least one fan for generating an air current.
  • pasta can be conveyed through the treatment room in a manner known per se;
  • long goods can be conveyed on rods suspended through the treatment room.
  • the fan is an axial fan.
  • Such an axial fan allows a particularly space-saving arrangement within the dryer.
  • the fan preferably includes a housing and a rotor rotierba ⁇ ren.
  • the housing may be cylindrical or substantially hybolboloidförmig, so have a constriction.
  • the housing defines a flow space through which the air flow can flow and in which the rotor is arranged.
  • the means for adding the water are arranged inside the housing and are directed into the flow space; the water is then added to the area of this flow space.
  • Such a construction is very compact.
  • there is the strongest air flow in this flow space so that the water can be distributed here particularly homogeneously.
  • the means for adding ⁇ addition of water are arranged at a distance from the center of the rotor in the range 0 cm to 150 cm, preferably from 0 cm to 75 cm, more preferably from 0 cm to 50 cm, most preferably from 0 cm to 20 cm. This distance is measured in a direction parallel to an axis of rotation of the rotor.
  • the means for adding water may be located on the suction side of the fan, ie, upstream of the fan. Preferably, however, these means are located on the pressure side of the fan, ie downstream thereof ⁇ steep place. This can be prevented inter alia that the water is sprayed directly onto the rotor of the fan, which could disturb its operation or even damage.
  • the means for adding What ⁇ ser least one nozzle for spraying water into the air Preferably, they contain at least two and more preferably at least three nozzles.
  • a particularly homogeneous distribution of the water can be achieved ⁇ who, when the nozzle is directed radially inwardly with respect to a rotational axis of the rotor of the fan.
  • the orientation of the nozzle deviates inwardly from this radial direction.
  • the nozzle is oriented in a direction which encloses an acute angle with the flow direction of the air or runs parallel thereto.
  • ⁇ by can be prevented even safer, that the water passes directly to the rotor of the fan.
  • the nozzle is arranged such that water sprayed through it into the air can not be sprayed directly into the treatment room.
  • the sprayed water does not come directly to the food, which Anson ⁇ th quality losses might arise.
  • the means for adding water particularly the Minim ⁇ least one nozzle that hereby water under at least one of the above conditions are preferably designed in such a way can be added. As a result, the advantages described above in each case can be achieved.
  • the means for adding water may be formed so to say for example that water is addable, which particularly preferably has a temperature in the range of at least 10 ° C, preferably min ⁇ least 15 ° C, at least 18 ° C. They may be designed such that water is added whose temperature is at most 110 ° C. In some execution ⁇ forms, the agents may be designed such that water is added ⁇ schreiber, the temperature still further, particularly preferably at most 30 ° C preferably at most 25 ° C than 22 ° C. In other embodiments, the means may be configured to add water having a temperature in the range of 30 ° C to 110 ° C, preferably 40 ° C to 80 ° C.
  • the means for adding water may be such that the total amount of water added in the dryer can be in the range of 50 to 1000, preferably 200 to 700, more preferably 100 to 250 liters per tonne of pasta.
  • the dryer can contain a plurality of segments through which the food is fed to one another. The total amount of added water can be divided among these segments.
  • the means for adding water may be formed so that water can be sprayed under a pressure which is in the range of 2 bar to 8 bar, preferably 3 bar to 5 bar.
  • the means for adding water for this purpose must be able to withstand said pressures.
  • the dryer includes at least one heat source, which is arranged such that downstream of the Ventila ⁇ tor and upstream of the treatment chamber by the air flow Vietnamese- is flowable.
  • the heat source may be, for example, a heat exchanger with the aid of which heat from a fluid such as water can be transferred to the air stream, as described in the international patent application WO
  • the heat source in particular the Wär ⁇ exchanger arranged above the treatment chamber.
  • the heat source form the upper boundary wall of the treatmen ⁇ development, space and completely cover them. In this way, a particularly homogeneous temperature distribution of an air flow can be achieved, which flows through the treatment space in the vertical direction downwards.
  • the heat source may include flow openings for the air flow, which are designed and arranged such that they simultaneously generate a homo ⁇ genes velocity profile of the air flow.
  • additional baffles or perforated plates can thus be dispensed ⁇ who, which reduces the pressure loss and thus the required Ventila ⁇ gate performance. Both result in that the food is subjected to homogeneous drying conditions over the entire cross section of the treatment room, which in turn results in a homogeneous end product.
  • Another aspect of the invention relates to a module for a dryer for food, especially for an above ⁇ be signed dryer.
  • the invention contains this module min ⁇ least a fan and means for adding water, in particular at least one nozzle for spraying water into the area of the fan.
  • the fan and the means for adding water may have one or more of the properties disclosed above.
  • the nozzle may be disposed within a housing of the fan.
  • an existing dryer can be upgraded to a dryer according to the invention and / or converted.
  • the invention also includes a method for upgrading and / or converting a dryer for food, in particular a dryer for pasta.
  • This method includes inventions are already ge ⁇ represents dung according to a step in the means for adding water in the range of a fan of the drier.
  • a module as described above is provided in the method. The READY ⁇ averaging is performed such that a process as described above is enabled and / or a dryer as described above is obtained. As a result, the already explained advantages can be achieved.
  • Yet another aspect of the invention is directed to the use of a dryer as described above and / or a module for drying foodstuffs as described above, in particular for drying pasta.
  • Figure 1 is a sketch in perspective view of a
  • Figure 2 is a sketch in side sectional view of a
  • FIG. 1 is a sketch of the pressure side of an axial fan with nozzles for adding water in a tail view;
  • Figures 4a-c are photographs of the printed pages of three embodiments of axial fans
  • Figure 5 is a sketch of the suction side of an axial fan
  • Figures 6a-d is a schematic representation for the compensation of the drying climate in a product gap.
  • FIG 1 shows a sketch of an inventive dryer 1 for pasta.
  • the dryer 1 contains a plurality of segments 11, 11 ', 11'',11''', each containing a treatment chamber 2, 2 ''.
  • the treatment room adjacent segments are mutually connected ⁇ ver.
  • the pasta not shown here, successively pass through the treatment rooms in the specified conveying direction F. If long goods are concerned, they are transported suspended on bars, for example in a manner known per se.
  • FIG. 2 shows a sketch of a side sectional view through one of the segments 11 perpendicular to the conveying direction F.
  • a lateral chamber 12 is arranged ⁇ , in each of which an axial fan 3 is located.
  • air streams L are generated, which move in the lateral chambers 12 upwards, then be passed laterally into an upper chamber 13.
  • the air streams L are introduced through a heat exchanger 9 in the treatment chamber 2, wherein the heat exchanger 9 is disposed above the treatment chamber 2 and covers its entire cross ⁇ section .
  • the heat exchanger 9 contains ⁇ here not he identifiable slats between which gebil- flow openings are.
  • the air flow L passes into a chamber 14, from where it again enters the lateral chambers 12 and there again is sucked in by the axial fans 3 ,
  • the heat exchanger 9 can be traversed by warm water, whereby the air flow L is heated.
  • the water can receive a portion of its heat energy directly or indirectly from a downstream in the conveying direction F segment of the dryer 1.
  • the axial fan 3 shows one of the axial fans 3 in an enlarged view with a view of the pressure side 21.
  • the axial fan 3 includes a cylindrical or hyperboloid Ge ⁇ housing 16 which is fixed to a support structure 4, and not recognizable in this drawing rotor with multiple wings (See Figures 4a to 4c).
  • the housing 16 defines a flow space 22 for the air flow L and encloses the rotor. From the housing 16, a nozzle 6 projects into the flow space 22. Alternatively, of course, several nozzles 6 may be present.
  • the arrangement of the nozzle 6 on the pressure side 21 allows its integration into the housing 16; So there are no further support structures for the nozzle 6 is required.
  • the nozzle 6 is directed radially inwardly on a rotation axis R of the rotor. In the axial direction (that is, parallel to the axis of rotation R), the nozzle 6 has a distance of about 300 mm to the center of the rotor.
  • the axial fan 3 forms, together with the nozzle 6, a module 10.
  • a module 10 an already existing dryer can be upgraded and / or converted, so that a dryer 1 according to the invention is obtained.
  • water can be sprayed into the air stream L.
  • the air flow L is moistened.
  • the temperature and the pressure of water are preferably so- ⁇ selects that this goes completely as possible during or immediately after the addition to the air stream in the gaseous state, ie, in particular, does not form condensation.
  • the water can be sprayed at a temperature in the range of 40 ° C to 80 ° C, under a pressure of about 4 bar.
  • the total amount of water may be between 100 and 250 liters per tonne of pasta, this amount being divided among the nozzles 6 of all the segments 11, 11 ', 11 ", 11"' of the dryer 1.
  • the individual nozzles 6 may each have a spray What ⁇ sermenge in the range of 2 to 15 1 / h.
  • This moistened air stream L is moved through the heat exchanger 9 into the treatment space 2, as shown in FIG.
  • One skilled in the art can determine the amounts of water and water temperatures required to produce a desired drying climate through routine experimentation.
  • the nozzle 6 may for example consist of stainless steel and be formed as a hollow cone, flat cone or Vollkonusdüse.
  • FIGS. 4a to 4c show photographs of modules 10 in perspective views from above of the printed sides 21 of three axial fans 3.
  • a rotor 5 of the axial fan 3 contains three vanes 15 which are uniformly distributed around the circumference.
  • a grid 17 is arranged, which prevents the ingress of impurities into the flow space 22.
  • the rotor 5 contains three wings 15. Overall, the rotor 5 has a diameter of 630 mm. Of course, another can be another Number and / or arrangement of wings 15 are selected, provided that hereby an air flow L can be generated, which is suitable for the drying of the food.
  • the wings 15 may consist of a material known per se for this purpose, for example of aluminum or steel or plastic. This choice may depend on the required speed and / or the angle of attack of the wings 15, for example.
  • 4b shows a further exemplary embodiment, project into the flow space 22 in the housing 16 from the Ge ⁇ three nozzles. 6
  • a connection 23 can be seen, in which, if necessary, a further nozzle can be used.
  • the 4c dargestell ⁇ te in FIG variant includes a first nozzle 6 and a second nozzle 6 'which is, however, closed with a plug which can be removed if necessary.
  • FIG. 5 shows a perspective view from below, that is, from the suction sides 20 of two axial fans 3. These two axial fans 3 are arranged in two adjacent segments 11, 11 'of the dryer. On the undersides of the housing 16, the grid 17 can be seen. Furthermore, a supply line 18 for the water supply to the axial fan 3 shown on the right is shown.
  • the supply line 18 may be a pipe, such as a steel pipe, or a
  • the supply line 18 is supplied in the horizontal direction to the housing 16 of the axial fan 3. From there, the water is passed through here unrecognizable ⁇ bare channels to the individual nozzles.
  • the nozzles 6 With the help of the nozzles 6, it is possible to add water to the air flow L in the region of the axial fans 3. If there are unintentional fluctuations in the drying climate, a compensation can be made by changing the amount and / or the temperature of the sprayed water. If, for example, a product gap arises, water can be sprayed through the nozzle 6 or the amount of this water can be increased. This leads to the He ⁇ heightening the relative humidity in the drying air and simultaneously provides for a removal of the ist ⁇ passed from the heat exchanger 9 heat.
  • FIGS. 6a to 6d show schematically the presence of a product gap and the compensation by means of the addition of water.
  • FIG. 6a shows a time at which no pasta 7 is present in a first segment 11 of the dryer 1; So there is a product gap here.
  • a product gap here.
  • the product less water is evaporated in the first segment 11, leading on one hand to a lower relative humidity and the other to ei ⁇ ner higher temperature in the first segment. 11
  • This effect can be compensated by the spraying of water 8 and the associated compensation of the energy content.
  • FIG. 6b shows a further point in time, which is shown in FIG. 6b.
  • the product gap has moved into a second segment 11 '.
  • water is then added to the air flow in the second segment 11 ', while the addition of water in the first segment 11 is stopped again.
  • FIGS. 6c and 6d show further times at which the product gap is present in the third segment 11 "or in the fourth segment 11"'. Entspre ⁇ accordingly finds at this time, then only an addition of water in the third segment 11 '' and in the fourth segment 11 '''instead.
  • FIGS. 6a to 6d The spraying of water 8 is shown only schematically in FIGS. 6a to 6d.
  • the drawings are in particular not to be understood that the water 8 is sprayed directly into the specialistss syndrome ⁇ me.

Landscapes

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Trocknen von Lebensmitteln sowie ein Trockner (1) für Lebensmittel offenbart, insbesondere zum Trocknen von Teigwaren. Die Lebensmittel werden mit einem Luftstrom (L) beaufschlagt, welcher mit Hilfe eines Ventilators (3) erzeugt wird. Der Luftstrom (L) enthält Wasser (8), das erfindungsgemäss zumindest teilweise im Bereich des Ventilators (3) hinzugefügt wird. Das Wasser (8) kann beispielsweise mit Düsen (6) eingesprüht werden. Zudem werden ein Modul (10) mit einem Ventilator (3) und Mitteln zur Hinzufügung von Wasser (8), ein Verfahren zum Aufrüsten und/oder Umrüsten eines Trockners für Lebensmittel sowie die Verwendung eines Trockners (1) zur Trocknung von Lebensmittel beschrieben.

Description

Trocknung von Lebensmitteln, insbesondere von Teigwaren
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Trocken von Lebensmitteln, Trockner für Lebensmittel, Module für Trockner für Lebensmittel, Verfahren zum Aufrüsten und/oder Umrüsten eines Trockners für Lebensmittel sowie Verwendungen eines Trockners. Bei den Lebensmitteln kann es sich insbesondere um Teigwaren handeln .
Bei der Trocknung von Lebensmitteln und insbesondere von Teigwaren ist es von entscheidender Bedeutung, dass das Trocknungsklima zu jedem Zeitpunkt möglichst genau den vorgegebenen Werten entspricht. So können beispielsweise zu hohe Temperaturen zu ei¬ ner thermischen Degradierung des Lebensmittels führen, da unerwünschte chemische Prozesse ablaufen. Zudem können zu geringe relative Luftfeuchtigkeiten und/oder zu hohe Temperaturen dazu führen, dass das Lebensmittel an seiner Oberfläche zu schnell austrocknet und hierdurch mechanische Spannungen entstehen, die mit unter sogar zu Rissen führen können. Umgekehrt haben zu hohe relative Luftfeuchtigkeiten zur Folge, dass das Lebensmittel gar nicht getrocknet wird oder zumindest die Trocknung unnötig ver¬ zögert wird oder Verklebungen auftreten.
Aus dem Dokument WO 2009/150192 ist ein Verfahren für die Trocknung von Teigwaren bekannt, bei dem die Temperatur und die
Feuchtigkeit der Oberflächen der Teigwaren oberhalb der Glas- übergangstemperaturkurve gehalten werden. Hierdurch können Rissbildungen besonders effektiv verhindert werden, da die Oberflä¬ chen ständig in einem viskoelastischen Zustand (englisch: „rub- bery State") gehalten werden. Zu diesem Zweck müssen Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit des Trocknungsklimas möglichst ge¬ nau kontrolliert werden, damit möglichst kein Ausschuss ent¬ steht . Des Weiteren lehrt die WO 92/17074, dass bei der Trocknung von Teigwaren der Trocknungsluft Wasser hinzugefügt werden kann, um die relative Luftfeuchtigkeit einzustellen, beispielsweise in Form von Wasserdampf oder Wassernebel. Dort wird das Wasser durch eine Ringleitung direkt in den Behandlungsraum eingeleitet. Die Bereitstellung des hinzuzufügenden Wasserdampfes ist jedoch sehr energieaufwändig, und dem Behandlungsraum wird durch das Einbringen des Wasserdampfes zusätzliche Energie zugeführt.
Das Einleiten von Wasser in die Trocknungsluft gestaltet sich jedoch in der Praxis äusserst anspruchsvoll. So kann beispiels¬ weise das eingeleitete Wasser an den Innenwänden des Trockners kondensieren. Zudem können sich überschüssige Wassermengen am Boden des Trockners ansammeln; aus Hygienegründen ist dann eine häufige Reinigung des Trockners erforderlich. Wenn ausserdem (wie in der WO 92/17074) das Wasser direkt auf die Teigwaren geleitet wird, kann es zu Qualitätsverlusten kommen, da die Teigwaren hierdurch verkleben können. Ausserdem sollte das Wasser sowohl räumlich als auch zeitlich möglichst homogen in der
Trocknungsluft verteilt werden, da ansonsten ein inhomogenes Le¬ bensmittel resultieren würde. Aus dem gleichen Grund sollte auch die Temperaturverteilung des Luftstroms möglichst homogen sein.
Das Trocknungsklima in einem Behandlungsraum hängt nicht nur von der eingebrachten Heizleistung und der eingeleiteten Wassermenge ab, sondern hauptsächlich von der verdampften oder verdunsteten Feuchtigkeit, die von den Teigwaren abgegeben wird. Diese Feuchtigkeit erhöht nämlich die relative Luftfeuchtigkeit. Gleichzei¬ tig wird der Trocknungsluft aufgrund der Verdampfung Energie entzogen, wodurch die Temperatur abgesenkt wird. Insgesamt bil¬ det sich so ein Gleichgewichtszustand aus, sofern die Teigwaren gleichmässig durch den Trockner geführt werden.
In der Praxis treten jedoch gelegentlich instationäre Betriebs- zustände auf, da nicht immer die gleiche Menge an Teigwaren durch den Trockner geführt wird. Dies tritt zum Beispiel dann auf, wenn eine Teigwarenlinie angefahren, angehalten oder ausgefahren wird, wenn eine Produktlücke entsteht (weil beispielswei¬ se die vorangehende Teigwarenpresse kurzzeitig ausser Betrieb ist) oder wenn während des Betriebs eine andere Art von Teigwa¬ ren durch den Trockner bewegt wird. Sind in einem Behandlungs¬ raum weniger oder gar keine Teigwaren vorhanden, so wird weniger Wasser verdunstet und die Temperatur steigt. Beides führt zu un¬ erwünschten Änderungen des Trocknungsklimas, was zu den oben be¬ schriebenen Qualitätseinbussen führen kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere sollen ein Verfahren zum Trocknen von Lebensmitteln und ein Trockner für Lebensmittel bereitgestellt werden, mit denen eine räumlich und zeitlich homogene Verteilung von Wassergehalt und Temperatur in der Trocknungsluft möglich ist, insbesondere während eines instationären Betriebszustandes, um ein optimales Trocknungsklima für Lebensmittel zu schaffen.
Diese Aufgaben werden zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Trocknen von Lebensmitteln, bei dem die Lebensmittel in einem Behandlungsraum mit einem Luftstrom beaufschlagt werden, welcher mit Hilfe mindestens eines Ventilators erzeugt wird und Wasser enthält. Der Begriff „Wasser" ist hier und im Folgenden nicht auf Wasser im flüssigen Aggregatzustand beschränkt. Insbesondere liegt das Wasser im gasförmigen Aggregatzustand vor, also als Luftfeuchtigkeit im Luftstrom. Bei den Lebensmitteln kann es sich beispielsweise um Teigwaren handeln.
Erfindungsgemäss wird dem Luftstrom zumindest ein Teil des Was¬ sers im Bereich des Ventilators hinzugefügt. Hierdurch wird das Wasser in einem Bereich hinzugefügt, in dem der Luftstrom am stärksten ist und in dem die Wasseraufnahmefähigkeit des Luft¬ stroms optimal ist. Auf diese Weise erfolgt eine relativ früh- zeitige und homogene Verteilung des Wassers im Luftstrom. Aus¬ serdem wird verhindert, dass das Wasser direkt auf das Lebens¬ mittel gerichtet wird, was zu Qualitätsverlusten führen würde.
Dem Luftstrom kann während des gesamten Trocknungsverfahrens im Bereich des Ventilators Wasser hinzugefügt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass dem Luftstrom nur während eines Teils des Trock¬ nungsverfahrens im Bereich des Ventilators Wasser hinzugefügt wird. Beispielsweise kann Wasser nur dann hinzugefügt werden, wenn die Luftfeuchtigkeit in einem Behandlungsraum zeitweise zu niedrig und/oder die Temperatur im Behandlungsraum zeitweise zu hoch ist, etwa weil zeitweise eine Produktlücke mit den bereits oben und weiter unten noch genauer beschriebenen Konsequenzen vorliegt. Die in einer solchen Produktlücke fehlende Luftfeuch¬ tigkeit kann durch die Hinzufügung von Wasser und/oder Anpassung der Temperatur zumindest teilweise oder sogar vollständig ausge¬ glichen werden. Wenn das hinzugefügte Wasser oder zumindest ein Teil dieses Wassers im Behandlungsraum verdampft, so kann hier¬ durch dem Luftstrom innerhalb des Behandlungsraums Energie ent¬ zogen werden und somit die dort herrschende Temperatur absenkt werden. Auf diese Weise können Temperatur und Trocknungsklima optimal auf das der Produktlücke folgende Trocknungsgut ange- passt werden.
Bevorzugt wird zumindest ein Teil des im Bereich des Ventilators hinzugefügten Wassers, insbesondere das gesamte im Bereich des Ventilators hinzugefügte Wasser, dem Verfahren von aussen zuge¬ führt; bei diesem Teil des Wassers handelt sich also nicht um Wasser, welches bereits im Trockner vorhanden ist oder war oder welches den Lebensmitteln entzogen wurde. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass der Abluft des Trockners Was¬ ser entzogen wird und zumindest ein Teil dieses Wassers im Be¬ reich des Ventilators hinzugefügt wird. Bevorzugt wird das Was¬ ser vor der Hinzufügung gereinigt, entkeimt und/oder entkalkt, beispielsweise mit Hilfe mindestens eines Filters. Insbesondere der Abluft des Trockners entzogenes Wasser enthält bereits einen reduzierten Kalkgehalt.
Bevorzugt wird zumindest ein Teil des Wassers im Bereich des Ventilators mit Hilfe mindestens einer Düse hinzugefügt, durch welche das Wasser in die Luft eingesprüht wird. In vorteilhaften Ausführungsformen wird das Wasser mit mindestens zwei Düsen, weiter bevorzugt mit mindestens drei Düsen pro Ventilator hinzu¬ gefügt. Falls mehrere Düsen vorhanden sind, so können diese gleichmässig in Umfangsrichtung um den Luftstrom herum verteilt sein .
Das Einsprühen mit Hilfe einer Düse ist eine besonders einfache und präzise Möglichkeit, der Luft Wasser hinzuzufügen. Insbesondere lässt sich die Menge des eingesprühten Wassers genau ein¬ stellen. Die relative Luftfeuchtigkeit kann insbesondere gerade so gering gehalten werden, dass gerade keine Kondensation des Wassers an den Innenwänden des Trockners und/oder den Lebensmit¬ teln erfolgt. Insbesondere kann die relative Luftfeuchtigkeit so gering gehalten werden, dass gerade keine Kondensation in dem Bereich erfolgt, in dem das Wasser hinzugefügt wird.
Die Düse wird bevorzugt so gewählt, dass damit das Wasser in ei¬ nen möglichst breiten Winkelbereich gleichmässig verteilt werden kann. Hierdurch kann eine besonders homogene Verteilung des Was¬ sers erreicht werden. Die Düse kann beispielsweise als Hohlko¬ nus-, Flachkonus- oder Vollkonusdüse ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass die Düse mehrere Austrittsöffnungen für das Einsprühen des Wassers aufweist.
Bevorzugt werden die Temperatur und der Druck des Wassers so ge¬ wählt, dass dieses bei der Hinzufügung zum Luftstrom möglichst vollständig in den gasförmigen Zustand übergeht, sich also ins¬ besondere keine Kondensation bildet. Beim Einsprühen des Wassers mittels einer Düse kann das Wasser direkt nach dem Austritt aus der Düse zunächst in Form feiner Flüssigkeitstropfen vorliegen, also als Nebel, insbesondere als Wassernebel. Der Übergang des Wassers in den gasförmigen Zustand sollte aber bevorzugt spätes¬ tens dann abgeschlossen sein, wenn die Trocknungsluft mit dem Lebensmittel in Kontakt gerät.
Ebenfalls bevorzugt hat das durch die Düse eingesprühte Wasser eine Temperatur von mindestens 10 °C, bevorzugt mindestens
15 °C, besonders bevorzugt mindestens 18 °C. Weiterhin bevorzugt hat das durch die Düse eingesprühte Wasser eine Temperatur von höchstens 110 °C. In einigen Ausführungsformen kann die Temperatur des Wassers höchstens 30 °C, noch weiter bevorzugt höchstens 25 °C, besonders bevorzugt höchstens 22 °C sein. Insbesondere kann also Wasser verwendet werden, welches vor dem Einsprühen weder geheizt noch gekühlt werden muss. In anderen Ausführungs¬ formen kann die Temperatur des Wassers aber auch im Bereich von 30 °C bis 110 °C, bevorzugt von 40 °C bis 80 °C liegen. Tempera¬ turen von weniger als 80 °C führen zu einer deutlichen Ersparnis an Kosten und apparativem Aufwand - vor allem gegenüber der Erzeugung von Wasserdampf, für die eine sehr grosse Verdampfungsenthalpie aufgewandt werden muss. Die genannten, bevorzugten Temperaturen des eingesprühten Wassers sind niedriger als die üblicherweise in den Behandlungsräumen erforderlichen. Aufgrund der Tatsache, dass das zugeführte Wasser verdampfen muss, um von der Trocknungsluft aufgenommen zu werden, wird dieser Trocknungsluft besonders effektiv Energie entzogen. Somit kann eine unerwünschte Temperaturerhöhung im Behandlungsraum und auch die damit verbundene Trocknungsklimaänderung kompensiert werden, die auf einer vorübergehenden Produktlücke im Behandlungsraum basiert .
Die Gesamtmenge des hinzugefügten, insbesondere eingesprühten Wassers kann im Bereich von 50 bis 1000, bevorzugt von 200 bis 700, und falls es sich bei den Lebensmitteln um Teigwaren handelt besonders bevorzugt von 100 bis 250 Liter Wasser pro Tonne Trocknungsgut liegen. Diese Gesamtmenge kann auf mehrere Mittel zur Hinzufügung von Wasser, insbesondere auf mehrere Düsen, aufgeteilt werden. Dabei können eine, mehrere oder sämtliche Düsen jeweils eine Wassermenge hinzufügen, die im Bereich von 2 bis 15 1/h liegt.
Das Wasser kann unter einem Druck eingesprüht werden, der im Bereich von 2 bar bis 8 bar, bevorzugt von 3 bar bis 5 bar liegt.
Besonders effektiv ist es, wenn der Wasser enthaltende Luftstrom stromabwärts vom Ventilator, aber noch stromaufwärts vom Behand¬ lungsraum eine Wärmequelle durchströmt, mit welcher der Luft¬ strom erwärmt wird. Auf diese Weise kann dem Luftstrom Energie entzogen werden und somit überschüssige Energie abgeführt wer¬ den, bevor der Luftstrom in den Behandlungsraum eintritt. Ein unerwünschtes Ansteigen der Temperatur im Behandlungsraum kann hierdurch effektiv verhindert werden.
Die Hinzufügung des Wassers kann in Abhängigkeit von der Tempe¬ ratur und/oder der relativen Luftfeuchtigkeit gesteuert und/oder geregelt werden, die in zumindest einem Teil des Behandlungs¬ raums vorliegt. Auf diese Weise kann das Trocknungsklima zumin¬ dest annähernd konstant gehalten werden. Die Steuerung oder Regelung kann beispielsweise darin bestehen, dass die Menge oder die Temperatur des durch die Düse eingesprühten Wassers eingestellt wird. Ebenso ist es denkbar, dass mehrere Düsen vorhanden sind und die Steuerung oder Regelung dadurch erfolgt, dass wahlweise nur einige der Düsen Wasser in den Luftstrom einsprühen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Hinzufügung des Wassers in Abhängigkeit von der Menge und/oder der Art des Lebensmittels und/oder der Anordnung des Lebensmittels und/oder der Geschwindigkeit des Lebensmittels gesteuert werden, das sich im Behand- lungsraum befindet. Tritt also beispielsweise eine Produktlücke auf, so kann automatisch mehr Wasser und/oder Wasser mit niedrigerer Temperatur eingesprüht werden, um die fehlende Verdunstung und die erhöhte Temperatur zu kompensieren.
Sofern der Trockner über mehrere Behandlungsräume verfügt, kann die Hinzufügung des Wassers bevorzugt in jedem Behandlungsraum des Trockners unabhängig gesteuert und/oder geregelt werden. Je¬ dem Behandlungsraum kann dann ein Ventilator mit zugehörigen Mitteln für die Hinzufügung des Wassers zugeordnet sein, welcher einen Luftstrom in diesem Behandlungsraum erzeugt. Auf diese Weise kann das Trocknungsklima über den gesamten Trocknungspro- zess hinweg kontrolliert werden, was eine sehr hohe und homogene Produktqualität garantiert.
Zusätzlich zum Wasser kann der Luftstrom auch mindestens eine weitere Substanz enthalten, die ihm Bereich des Ventilators hinzugefügt wird. Bevorzugt kann diese Substanz mit dem Wasser ver¬ mischt werden, bevor dieses der Luft hinzugefügt wird. Die hier¬ durch erhaltene Mischung aus Wasser und der mindestens einen weiteren Substanz kann dann dem Luftstrom zugefügt werden. Die Mischung kann etwa mit Hilfe einer oder mehrerer Düsen in die Luft eingesprüht werden. Die weitere Substanz kann derart ausge¬ wählt sein, dass sie bei einer Temperatur von 20 °C und einem Druck von 1,01325 bar flüssig ist. Bei der weiteren Substanz kann es sich beispielsweise um ein Öl handeln, mit dem die Oberflächen der Lebensmittel während der Trocknung behandelt werden können .
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Trockner für Lebensmittel, insbesondere für Teigwaren. Dieser Trockner kann insbesondere zur Durchführung eines wie oben beschriebenen Verfahrens verwendet werden. Er enthält mindestens einen Behand¬ lungsraum, in welchem die Lebensmittel aufnehmbar sind sowie mindestens einen Ventilator zur Erzeugung eines Luftstroms. Teigwaren können beispielsweise auf an sich bekannte Weise durch den Behandlungsraum gefördert werden; so können Langwaren etwa auf Stäben aufgehängt durch den Behandlungsraum gefördert werden .
Erfindungsgemäss sind im Bereich des Ventilators Mittel zur Hin¬ zufügung von Wasser angeordnet. Eine solche Anordnung erlaubt es, ein Verfahren mit den oben genannten Vorteilen durchzuführen .
Bevorzugt handelt es sich bei dem Ventilator um einen Axialventilator. Ein solcher Axialventilator erlaubt eine besonders Platz sparende Anordnung innerhalb des Trockners.
Der Ventilator enthält bevorzugt ein Gehäuse und einen rotierba¬ ren Rotor. Das Gehäuse kann zylindrisch oder im Wesentlichen hy- perboloidförmig sein, also eine Einschnürung aufweisen. Das Gehäuse definiert einen Strömungsraum, durch den der Luftstrom strömen kann und in dem der Rotor angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind die Mittel zur Hinzufügung des Wassers innerhalb des Gehäuses angeordnet und sind in den Strömungsraum hinein gerichtet; das Wasser wird dann in den Bereich dieses Strömungsraums hinzugefügt. Eine solche Bauweise ist sehr kompakt. Zudem herrscht in diesem Strömungsraum der stärkste Luftstrom, sodass das Wasser hier besonders homogen verteilt werden kann.
Alternativ ist es aber auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die Mittel zur Hinzufügung des Wassers vom Gehäuse des Ventilators beabstandet sind.
In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zur Hinzu¬ fügung von Wasser in einem Abstand vom Mittelpunkt des Rotors angeordnet sind, der im Bereich von 0 cm bis 150 cm, bevorzugt von 0 cm bis 75 cm, besonders bevorzugt von 0 cm bis 50 cm, ganz besonders bevorzugt von 0 cm bis 20 cm liegt. Dieser Abstand wird dabei in einer Richtung gemessen, die parallel zu einer Rotationsachse des Rotors verläuft.
In einigen Ausführungsformen können die Mittel zur Hinzufügung von Wasser auf der Saugseite des Ventilators angeordnet sein, d. h. stromaufwärts vom Ventilator. Bevorzugt befinden sich diese Mittel jedoch auf der Druckseite des Ventilators, d. h. stromab¬ wärts davon. Hierdurch kann unter anderem verhindert werden, dass das Wasser direkt auf den Rotor des Ventilators gesprüht wird, was dessen Betreib stören oder sogar schädigen könnte.
Vorteilhafterweise enthalten die Mittel zur Hinzufügung von Was¬ ser mindestens eine Düse zum Einsprühen von Wasser in die Luft. Bevorzugt enthalten sie mindestens zwei und weiter bevorzugt mindestens drei Düsen.
Eine besonders homogene Verteilung des Wassers kann erzielt wer¬ den, wenn die Düse in Bezug auf eine Rotationsachse des Rotors des Ventilators radial nach innen gerichtet ist. Es ist jedoch auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Ausrichtung der Düse von dieser radialen Richtung nach innen abweicht. So ist es etwa denkbar, dass die Düse in eine Richtung ausgerichtet ist, die mit der Strömungsrichtung der Luft einen spitzen Winkel einschliesst oder parallel dazu verläuft. Hier¬ durch kann noch sicherer verhindert werden, dass das Wasser direkt auf den Rotor des Ventilators gelangt.
Mit besonderem Vorteil ist die Düse derart angeordnet, dass durch sie in die Luft eingesprühtes Wasser nicht direkt in den Behandlungsraum eingesprüht werden kann. Das eingesprühte Wasser gelangt somit nicht direkt auf das Lebensmittel, wodurch ansons¬ ten Qualitätsverluste entstehen könnten.
Die Mittel zur Hinzufügung von Wasser, insbesondere die mindes¬ tens eine Düse, sind bevorzugt derart ausgebildet, dass hiermit Wasser unter mindestens einer der oben genannten Bedingungen hinzugefügt werden kann. Hierdurch können die oben jeweils beschriebenen Vorteile erreicht werden.
Die Mittel zur Hinzufügung von Wasser können also beispielsweise derart ausgebildet sein, dass Wasser hinzufügbar ist, welches eine Temperatur im Bereich von mindestens 10 °C, bevorzugt min¬ destens 15 °C, besonders bevorzugt mindestens 18 °C aufweist. Sie können derart ausgebildet sein, dass Wasser hinzufügbar ist, dessen Temperatur höchstens 110 °C ist. In einigen Ausführungs¬ formen können die Mittel so ausgebildet sein, dass Wasser hinzu¬ fügbar ist, dessen Temperatur höchstens 30 °C, noch weiter bevorzugt höchstens 25 °C, besonders bevorzugt höchstens 22 °C ist. In anderen Ausführungsformen können die Mittel so ausgebildet sein, dass Wasser hinzufügbar ist, dessen Temperatur im Bereich von 30 °C bis 110 °C, bevorzugt von 40 °C bis 80 °C liegt.
Alternativ oder zusätzlich können die Mittel zur Hinzufügung von Wasser derart ausgebildet sein, dass die Gesamtmenge des im Trockner hinzugefügten Wassers im Bereich von 50 bis 1000, bevorzugt von 200 bis 700, besonders bevorzugt von 100 bis 250 Li¬ ter pro Tonne Teigwaren liegen kann. Wie weiter unten noch erläutert wird, kann der Trockner je nach Leistungsanforderung mehrere Segmente enthalten, durch welche das Lebensmittel nach¬ einander geführt wird. Die Gesamtmenge des hinzugefügten Wassers kann auf diese Segmente aufgeteilt werden.
Ebenfalls alternativ oder zusätzlich können die Mittel zur Hinzufügung von Wasser derart ausgebildet sein, dass Wasser unter einem Druck eingesprüht werden kann, der im Bereich von 2 bar bis 8 bar, bevorzugt von 3 bar bis 5 bar liegt. Insbesondere müssen die Mittel zur Hinzufügung von Wasser für diesen Zweck den genannten Drücken standhalten können. In einer vorteilhaften Weiterbildung enthält der Trockner mindestens eine Wärmequelle, welche derart angeordnet ist, dass sie stromabwärts vom Ventila¬ tor und stromaufwärts vom Behandlungsraum vom Luftstrom durch- strömbar ist. Bei der Wärmequelle kann es sich beispielsweise um einen Wärmetauscher handeln, mit dessen Hilfe Wärme von einem Fluid wie beispielsweise Wasser auf den Luftstrom übertragbar ist, so wie es in der internationalen Patentanmeldung WO
2010/108806 beschrieben ist.
Eine solche Anordnung einer Wärmequelle stromabwärts vom Venti¬ lator und stromaufwärts vom Behandlungsraum ermöglicht es, dass dem Luftstrom Energie entzogen werden kann, falls gerade eine Produktlücke im Behandlungsraum vorhanden ist. Überschüssige Wärme, die dem Lebensmittel schaden könnte, kann somit einfach abgeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist die Wärmequelle, insbesondere der Wär¬ metauscher, oberhalb des Behandlungsraumes angeordnet. Insbeson¬ dere kann die Wärmequelle die obere Begrenzungswand des Behand¬ lungsraumes bilden und diesen vollständig überdecken. Auf diese Weise kann eine besonders homogene Temperaturverteilung eines Luftstroms erreicht werden, der den Behandlungsraum in vertikaler Richtung nach unten durchströmt. Zudem kann die Wärmequelle Durchströmungsöffnungen für den Luftstrom enthalten, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie gleichzeitig ein homo¬ genes Geschwindigkeitsprofil des Luftstroms erzeugen. Auf zu¬ sätzliche Leitbleche oder Lochbleche kann also verzichtet wer¬ den, was den Druckverlust und damit die erforderliche Ventila¬ torleistung herabsetzt. Beides führt dazu, dass das Lebensmittel über den gesamten Querschnitt des Behandlungsraums homogenen Trocknungsbedingungen unterzogen wird, was wiederum in einem homogenen Endprodukt resultiert.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Modul für einen Trockner für Lebensmittel, insbesondere für einen wie oben be¬ schriebenen Trockner. Erfindungsgemäss enthält dieses Modul min¬ destens einen Ventilator und Mittel zur Hinzufügung von Wasser, insbesondere mindestens eine Düse zum Einsprühen von Wasser in den Bereich des Ventilators. Der Ventilator und die Mittel zur Hinzufügung von Wasser können eine oder mehrere der oben offenbarten Eigenschaften haben. Beispielsweise kann die Düse innerhalb eines Gehäuses des Ventilators angeordnet sein.
Mit einem solchen Modul kann ein bereits bestehender Trockner zu einem erfindungsgemässen Trockner aufgerüstet und/oder umgerüstet werden.
Demgemäss umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Aufrüsten und/oder Umrüsten eines Trockners für Lebensmittel, insbesondere eines Trockners für Teigwaren. Dieses Verfahren enthält erfin- dungsgemäss einen Schritt, in dem Mittel zur Hinzufügung von Wasser im Bereich eines Ventilators des Trockners bereits ge¬ stellt werden. Alternativ oder zusätzlich wird in dem Verfahren ein wie oben beschriebenes Modul bereitgestellt. Die Bereitstel¬ lung erfolgt derart, dass ein wie oben beschriebenes Verfahren ermöglicht wird und/oder ein wie oben beschriebener Trockner erhalten wird. Hierdurch können die bereits erläuterten Vorteile erreicht werden.
Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung ist auf die Verwendung eines wie oben beschriebenes Trockners und/oder eines wie oben beschriebenen Moduls zur Trocknung von Lebensmitteln gerichtet, insbesondere zur Trocknung von Teigwaren.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei¬ spiels und mehrerer Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen
Figur 1 eine Skizze in perspektivischer Ansicht eines
Trockners mit mehreren Segmenten;
Figur 2 eine Skizze in seitlicher Schnittansicht eines
Segments des Trockners mit zwei Axialventilato¬ ren, welche einen Luftstrom erzeugen; Figur 3 eine Skizze der Druckseite eines Axialventilators mit Düsen zur Hinzufügung von Wasser in einer tailansicht ;
Figuren 4a-c Fotografien der Druckseiten von drei Ausführungsformen von Axialventilatoren;
Figur 5 eine Skizze der Saugseite eines Axialventilators;
Figuren 6a-d eine schematische Darstellung zur Kompensation des Trocknungsklimas in einer Produktlücke.
Figur 1 zeigt skizzenhaft einen erfindungsgemässen Trockner 1 für Teigwaren. Der Trockner 1 enthält mehrere Segmente 11, 11', 11'', 11''', die jeweils einen Behandlungsraum 2, 2'' enthalten. Die Behandlungsräume benachbarter Segmente sind miteinander ver¬ bunden. In der Darstellung der Figur 1 sind die beiden Segmente 11' und 11'' auseinander gerückt; für den Betrieb des Trockners 1 sind diese Segmente 11, 11' natürlich miteinander verbunden. Die hier nicht dargestellten Teigwaren durchlaufen nacheinander die Behandlungsräume in der angegebenen Förderrichtung F. Falls es sich um Langwaren handelt, werden diese beispielsweise in an sich bekannter Weise hängend auf Stäben transportiert.
Figur 2 zeigt skizzenhaft eine seitliche Schnittansicht durch eines der Segmente 11 senkrecht zur Förderrichtung F. An jeder Seite des Behandlungsraumes 2 ist eine seitliche Kammer 12 ange¬ ordnet, in welcher sich jeweils ein Axialventilator 3 befindet. Mit Hilfe der Axialventilatoren 3 werden Luftströme L erzeugt, welche sich in den seitlichen Kammern 12 aufwärts bewegen, dann seitlich in eine obere Kammer 13 geleitet werden. Anschliessend werden die Luftströme L durch einen Wärmetauscher 9 in den Behandlungsraum 2 eingeführt, wobei der Wärmetauscher 9 oberhalb des Behandlungsraums 2 angeordnet ist und dessen gesamten Quer¬ schnitt überdeckt. Der Wärmetauscher 9 enthält hier nicht er¬ kennbare Lamellen, zwischen denen Durchströmungsöffnungen gebil- det sind. Diese Durchströmungsöffnungen sorgen gleichzeitig für ein homogenes Strömungsprofil über den gesamten Querschnitt des Behandlungsraumes 2. Unterhalb des Behandlungsraums 2 gelangt der Luftstrom L in eine unter Kammer 14, von wo aus er wieder in die seitlichen Kammern 12 eintritt und dort wiederum durch die Axialventilatoren 3 angesaugt wird.
Der Wärmetauscher 9 kann von warmem Wasser durchströmt werden, wodurch der Luftstrom L erhitzt wird. Das Wasser kann einen Teil seiner Wärmeenergie direkt oder indirekt von einem in Förderrichtung F nachgeordneten Segment des Trockners 1 erhalten. Für eine detaillierte Beschreibung wird auf die internationale An¬ meldung WO 2010/108806 verwiesen.
Die Figur 3 zeigt einen der Axialventilatoren 3 in vergrösserter Darstellung mit Blick auf dessen Druckseite 21. Der Axialventilator 3 enthält ein zylindrisches oder hyperboloidförmiges Ge¬ häuse 16, welches an einer Tragestruktur 4 befestigt ist, und einen in dieser Zeichnung nicht erkennbaren Rotor mit mehreren Flügeln (siehe dazu Figuren 4a bis 4c) . Das Gehäuse 16 definiert einen Strömungsraum 22 für den Luftstrom L und umschliesst den Rotor. Vom Gehäuse 16 ragt eine Düse 6 in den Strömungsraum 22 hinein. Alternativ können natürlich auch mehrere Düsen 6 vorhanden sein. Die Anordnung der Düse 6 auf der Druckseite 21 erlaubt ihre Integration in das Gehäuse 16; es sind also keine weiteren Tragestrukturen für die Düsen 6 erforderlich. Die Düse 6 ist radial nach innen auf eine Rotationsachse R des Rotors gerichtet. In axialer Richtung (das heisst parallel zur Rotationsachse R) hat die Düse 6 einen Abstand von etwa 300 mm zum Mittelpunkt des Rotors .
Der Axialventilator 3 bildet zusammen mit der Düse 6 ein Modul 10. Mit einem solchen Modul 10 kann ein bereits bestehender Trockner aufgerüstet und/oder umgerüstet werden, so dass ein er- findungsgemässer Trockner 1 erhalten wird. Mit Hilfe der Düse 6 kann Wasser in den Luftstrom L eingesprüht werden. Hierdurch wird der Luftstrom L angefeuchtet. Dabei werden bevorzugt die Temperatur und der Druck des Wassers so ge¬ wählt, dass dieses bei oder unmittelbar nach der Hinzufügung zum Luftstrom möglichst vollständig in den gasförmigen Zustand übergeht, sich also insbesondere keine Kondensation bildet. Bei¬ spielsweise kann das Wasser mit einer Temperatur im Bereich von 40 °C bis 80 °C, unter einem Druck von etwa 4 bar eingesprüht werden. Die Gesamtmenge des Wassers kann zwischen 100 und 250 Liter pro Tonne Teigwaren betragen, wobei diese Menge auf die Düsen 6 sämtlicher Segmente 11, 11', 11'', 11''' des Trockners 1 aufgeteilt wird. Die einzelnen Düsen 6 können jeweils eine Was¬ sermenge im Bereich von 2 bis 15 1/h einsprühen. Dieser angefeuchtete Luftstrom L wird durch den Wärmetauscher 9 in den Behandlungsraum 2 bewegt, wie in Figur 2 dargestellt ist. Der Fachmann kann die Wassermengen und Wassertemperaturen, die für die Erzeugung eines gewünschten Trocknungsklimas erforderlich sind, durch Routineversuche ermitteln.
Die Düse 6 kann beispielsweise aus rostfreiem Edelstahl bestehen und als Hohlkonus-, Flachkonus- oder Vollkonusdüse ausgebildet sein .
Die Figuren 4a bis 4c zeigen Fotografien von Modulen 10 in perspektivischen Ansichten von oben auf die Druckseiten 21 von drei Axialventilatoren 3. Gemäss Figur 4a enthält ein Rotor 5 des Axialventilators 3 drei Flügel 15, welche gleichmässig um den Umfang verteilt sind. Unterhalb des Rotors 5, das heisst auf der Saugseite des Axialventilators 3, ist ein Gitter 17 angeordnet, welches das Eindringen von Verunreinigungen in den Strömungsraum 22 verhindert.
In den Ausführungsbeispielen gemäss Figuren 4a bis 4c enthält der Rotor 5 drei Flügel 15. Insgesamt hat der Rotor 5 einen Durchmesser von 630 mm. Selbstverständlich kann auch eine andere Anzahl und/oder Anordnung von Flügeln 15 gewählt werden, sofern hiermit ein Luftstrom L erzeugt werden kann, der für die Trocknung des Lebensmittels geeignet ist. Die Flügel 15 können aus einem für diesen Zweck an sich bekannten Material bestehen, beispielsweise aus Aluminium oder Stahl oder Kunststoff. Diese Wahl kann beispielsweise von der erforderlichen Drehzahl und/oder dem Anstellwinkel der Flügel 15 abhängen.
Figur 4b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem vom Ge¬ häuse 16 drei Düsen 6 in den Strömungsraum 22 hineinragen. Ausserdem ist ein Anschluss 23 erkennbar, in den bei Bedarf eine weitere Düse eingesetzt werden kann. Die in Figur 4c dargestell¬ te Variante enthält eine erste Düse 6 sowie eine zweite Düse 6' , welche jedoch mit einem Stopfen verschlossen ist, der bei Bedarf entfernt werden kann.
In Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht von unten, das heisst von den Saugseiten 20 zweier Axialventilatoren 3 gezeigt. Diese beiden Axialventilatoren 3 sind in zwei benachbarten Segmenten 11, 11' des Trockners angeordnet. An den Unterseiten der Gehäuse 16 sind die Gitter 17 erkennbar. Des Weiteren ist eine Zuleitung 18 für die Wasserzufuhr zu dem rechts dargestellten Axialventilator 3 dargestellt. Bei der Zuleitung 18 kann es sich um ein Rohr, beispielsweise ein Stahlrohr, oder um einen
Schlauch handeln. In ihrem Endbereich 19 ist die Zuleitung 18 in horizontaler Richtung auf das Gehäuse 16 des Axialventilators 3 zugeführt. Von dort aus wird das Wasser durch hier nicht erkenn¬ bare Kanäle zu den einzelnen Düsen geleitet.
Mit Hilfe der Düsen 6 ist es möglich, dem Luftstrom L im Bereich der Axialventilatoren 3 Wasser hinzuzufügen. Falls es zu unbeabsichtigten Schwankungen im Trocknungsklima kommt, kann durch Veränderung der Menge und/oder der Temperatur des eingesprühten Wassers eine Kompensation erfolgen. Entsteht beispielsweise eine Produktlücke, so kann Wasser durch die Düse 6 eingesprüht werden oder die Menge dieses Wassers erhöht werden. Dies führt zur Er¬ höhung der relativen Feuchtigkeit im Trocknungsklima und sorgt gleichzeitig für einen Abtransport der vom Wärmetauscher 9 abge¬ gebenen Wärme .
In den Figuren 6a bis 6d ist schematisch das Vorliegen einer Produktlücke und die Kompensation mit Hilfe der Hinzufügung von Wasser dargestellt.
Figur 6a zeigt einen Zeitpunkt, zu dem in einem ersten Segment 11 des Trockners 1 keine Teigwaren 7 vorhanden sind; es liegt hier also eine Produktlücke vor. Eine derartige Situation kann beispielsweise entstehen, wenn eine vorangehende Teigwarenpresse kurzzeitig ausser Betrieb war. Durch diese Produktlücke wird im ersten Segment 11 weniger Wasser verdunstet, was einerseits zu einer geringeren relativen Feuchtigkeit und andererseits zu ei¬ ner höheren Temperatur im ersten Segment 11 führt. Dieser Effekt kann durch das Einsprühen von Wasser 8 und den damit einhergehenden Ausgleich des Energieinhalts kompensiert werden.
Zu einem weiteren Zeitpunkt, der in Figur 6b dargestellt ist, hat sich die Produktlücke in ein zweites Segment 11' bewegt. Zur Kompensation wird dann dem Luftstrom im zweiten Segment 11' Wasser hinzugefügt, während die Hinzufügung von Wasser im ersten Segment 11 wieder beendet wird. Die Figuren 6c und 6d zeigen weitere Zeitpunkte, zu denen die Produktlücke im dritten Segment 11'' beziehungsweise im vierten Segment 11''' vorliegt. Entspre¬ chend findet zu diesem Zeitpunkt dann nur eine Hinzufügung von Wasser im dritten Segment 11'' bzw. im vierten Segment 11''' statt .
Das Einsprühen von Wasser 8 ist in den Figuren 6a bis 6d nur schematisch dargstellt. Die Zeichnungen sind insbesondere nicht so zu verstehen, dass das Wasser 8 direkt in die Behandlungsräu¬ me eingesprüht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Trocknen von Lebensmitteln, insbesondere von Teigwaren (7), bei dem die Lebensmittel in einem Behand¬ lungsraum (2; 2''; ...) mit einem Luftstrom (L) beaufschlagt werden, welcher mit Hilfe mindestens eines Ventilators (3) , insbesondere eines Axialventilators, erzeugt wird und Was¬ ser (8) enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Luftstrom (L) zumindest ein Teil des Wassers (8) im Be¬ reich des Ventilators (3) hinzugefügt wird.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Teil des Wassers (8) im Bereich des Ventila¬ tors (3) mit Hilfe mindestens einer Düse (6; 6'; ...) , bevor¬ zugt mindestens zweier Düsen (6; 6'; ...) , besonders bevor¬ zugt mindestens dreier Düsen (6; 6'; ...) hinzugefügt wird, durch welche das Wasser (8) in die Luft eingesprüht wird.
3. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hinzufügung des Wassers in Abhängigkeit von der Tempe¬ ratur und/oder der relativen Luftfeuchtigkeit gesteuert und/oder geregelt wird, die in zumindest einem Teil des Be¬ handlungsraums (2; 2''; ...) vorliegt.
4. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hinzufügung des Wassers in Abhängigkeit von der Menge und/oder der Art des Lebensmittels und/oder der Anordnung des Lebensmittels und/oder der Geschwindigkeit des Lebens¬ mittels gesteuert wird, das sich im Behandlungsraum (2; 2 ' ' ; ...) befindet .
Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Luftstrom ausser dem Wasser (8) mindestens eine weitere Substanz enthält, die im Bereich des Ventilators (3) hinzu¬ gefügt wird, insbesondere ein Öl.
Trockner (1) für Lebensmittel, insbesondere für Teigwaren
(7), insbesondere zur Durchführung eines Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, enthaltend
- mindestens einen Behandlungsraum (2; 2''; ...) , in welchem die Lebensmittel aufnehmbar sind;
- mindestens einen Ventilator (3) , insbesondere einen
Axialventilator, zur Erzeugung eines Luftstroms (L) ; dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich des Ventilators (3) Mittel zur Hinzufügung von Wasser (8) angeordnet sind.
Trockner (1) gemäss Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zur Hinzufügung des Wassers (8) innerhalb eines Gehäuses (16) des Ventilators (3) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (16) einen Strömungsraum (22) definiert, durch welchen der Luftstrom (L) strömen kann.
Trockner (1) gemäss einem der Ansprüche 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zur Hinzufügung von Wasser
(8) in einer Richtung parallel zu einer Rotationsachse (R) eines Rotors (5) des Ventilators (3) in einem Abstand vom Mittelpunkt (M) des Rotors (5) angeordnet sind, der im Bereich von 0 cm bis 150cm, bevorzugt von 0 cm bis 75 cm, besonders bevorzugt von 0 cm bis 50 cm und ganz besonders bevorzugt von 0 cm bis 20 cm liegt, bevorzugt auf der Druckseite des Ventila¬ tors (3) .
9. Trockner (1) gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zur Hinzufügung von Wasser (8) mindestens eine Düse (6; 6'; ...) , bevorzugt mindestens zwei Düsen (6; 6' ; ...) , weiterhin bevorzugt mindestens drei Düsen (6; 6'; ...) , zum Einsprühen von Wasser (8) in die Luft enthalten.
10. Trockner (1) gemäss Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Düse (6; 6'; ...) derart angeordnet ist, dass durch sie in die Luft eingesprühtes Wasser nicht direkt in den Be¬ handlungsraum (2; 2''; ...) eingesprüht werden kann.
11. Trockner (1) gemäss einem der Ansprüche 6 bis 10,
gekennzeichnet durch
mindestens eine Wärmequelle, insbesondere einen Wärmetau¬ scher (9), welche derart angeordnet ist, dass sie stromab¬ wärts vom Ventilator (3) und stromaufwärts vom Behandlungs¬ raum (2; 2''; ...) vom Luftstrom (L) durchströmbar ist.
12. Trockner für Lebensmittel, insbesondere gemäss einem der Ansprüche 6 bis 11, enthaltend mindestens einen Behand¬ lungsraum (2; 2''; ...) , in welchem die Lebensmittel aufnehmbar sind, mindestens einen Ventilator (3) zur Erzeugung eines Luftstroms (L) , sowie mindestens eine Wärmequelle, ins¬ besondere einen Wärmetauscher (9), welche derart oberhalb des Behandlungsraums (2; 2''; ...) angeordnet ist, dass sie stromabwärts vom Ventilator (3) und stromaufwärts vom Be¬ handlungsraum (2; 2''; ...) vom Luftstrom (L) durchströmbar ist .
13. Modul (10) für einen Trockner (1) für Lebensmittel, insbe¬ sondere für einen Trockner (1) gemäss einem der Ansprüche 6 bis 12, enthaltend mindestens einen Ventilator (3) und Mit¬ tel zur Hinzufügung von Wasser (8), insbesondere mindestens eine Düse (6; 6'; ...) zum Einsprühen von Wasser (8), in den Bereich des Ventilators (3) .
14. Verfahren zum Aufrüsten und/oder Umrüsten eines Trockners für Lebensmittel, insbesondere eines Trockners für Teigwa¬ ren (7), enthaltend einen Schritt, in dem Mittel zur Hinzu¬ fügung von Wasser (8) im Bereich eines Ventilators (3) des Trockner derart bereitgestellt werden und/oder ein Modul
(9) gemäss Anspruch 13 derart bereitgestellt wird, dass ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 ermöglicht wird und/oder ein Trockner (1) gemäss einem der Ansprüche 6 bis 12 erhalten wird.
15. Verwendung eines Trockners (1) gemäss einem der Ansprüche 6 bis 12 und/oder eines Moduls (9) gemäss Anspruch 13 zur Trocknung von Lebensmitteln, insbesondere von Teigwaren
(7) .
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