WO2014177574A1 - Vorrichtung und verfahren zum trocknen von trocknungsgütern, insbesondere lebensmitteln - Google Patents

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WO2014177574A1
WO2014177574A1 PCT/EP2014/058743 EP2014058743W WO2014177574A1 WO 2014177574 A1 WO2014177574 A1 WO 2014177574A1 EP 2014058743 W EP2014058743 W EP 2014058743W WO 2014177574 A1 WO2014177574 A1 WO 2014177574A1
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drying
zone
conveying direction
drying zone
product conveying
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PCT/EP2014/058743
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English (en)
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Kurt Lieberherr
Christian MÜHLHERR
Original Assignee
Bühler AG
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Publication date
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    • 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
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    • F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
    • F26B23/002—Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention relates to a device for drying drying goods, in particular foods such as
  • Pasta a plant for producing goods, in particular a pasta line for the production of pasta, and a method for drying of drying goods, in particular
  • Treatment zones wherein the heat energy from the first and / or the second treatment zone is removed and partially re-introduced into the first treatment zone.
  • an inventive device for drying of drying goods which contains the following components: a single drying zone, through which the
  • At least a portion of the thermal energy of the drying zone emerging drying medium is transferable to a heating fluid; at least one arranged in the drying zone inner heat exchanger, by means of which at least a part of
  • the drying goods can be foodstuffs.
  • the foods may be or include cereals such as rice, wheat, corn, barley or any combination thereof.
  • the grain can be roughly in the form of
  • Cereal flakes present. Cereal containing foods include pasta, extrudates, breakfast cereals or malt. Alternatively or additionally, the dried goods but also feed, other biomass or more
  • wood such as in the form of wood chips
  • grass such as in the form of wood chips
  • hydrous granules or any combination thereof.
  • Drying zone can be removed.
  • Drying material at the beginning of the drying process it is in the sense of this first variant is not a drying zone. If the goods to be dried are pasta, in the first variant, at least 3% by weight of the water should be removed in a drying zone (based on the total weight of the water)
  • a stabilization zone known per se for pasta in which, for example, only about 0.5 to 1% by weight of the water are removed (based on the total weight of the pasta at the beginning of the drying process), is not regarded as a drying zone in the sense of this first variant ,
  • a second variant at least 10% by weight of the water contained in the drying material at the beginning of the drying process is to be removed in a drying zone by the abovementioned removal of water; in a zone less than 10% by weight of the In the sense of this second variant, this is not a drying zone in the sense of this second variant.
  • drying medium out of the drying zone which are designed and arranged so that with their help, the drying medium and the water contained therein can be removed in the amounts specified above from the drying zone.
  • the means for guiding the drying medium within a drying zone and / or the means for discharging the drying medium out of the drying zone can be designed, for example, as fans.
  • the device can also within the
  • drying medium according to the invention is guided substantially along the product conveying direction when the current density of the averaged over the drying zone
  • Drying medium with the product conveying direction an angle of less than 90 °, preferably less than 60 °, even further
  • the drying medium can be introduced together with the material to be dried through a common inlet opening in the drying zone and / or by a common Outlet be discharged.
  • the drying medium is preferably air.
  • At least part of the heat energy of the drying medium emerging from the drying zone is applied to the heating fluid
  • the heating fluid may be, for example, water, oil or air, with water and oil being preferred because of their higher specific heat capacities.
  • the device according to the invention contains only a single one
  • Drying zone as defined above.
  • a device with only a single drying zone is structurally very simple and allows easy process control. As has been shown, a single drying zone is sufficient to at least one
  • the drying zone may contain one or more internal heat exchangers.
  • a plurality of heat exchangers can be connected in series, so that the heating fluid can flow through these heat exchangers in succession.
  • the device is designed such that the
  • Heating fluid substantially opposite to
  • the heating fluid is introduced into a first region of the inner heat exchanger which is further downstream and is discharged out of the inner heat exchanger from a second region, which continues to be pumped, so that it is not absolutely necessary the heating fluid exactly at an angle 180 ° to
  • Heat exchanger is designed and arranged such that the heating fluid, for example meandering through it can be guided.
  • the guide of the heating fluid substantially opposite to the product conveying direction has the consequence that the temperature of the heating fluid decreases in the opposite direction to the product conveying direction, ie increases along the product conveying direction. In this way it can be achieved that the temperature of the drying medium also increases along the product conveying direction. This in turn has the consequence that the drying goods experience an increasing ambient temperature during their conveyance through the drying zone. Especially when the ambient temperature along the
  • the drying zone contains at least one
  • Outlet opening for the drying medium which at the downstream end of the conveying direction with respect to the product conveying direction
  • Drying zone is arranged, and the outer heat exchanger is designed and arranged such that at least part of the heat energy of the exiting from this outlet opening
  • Drying medium is transferable to the heating fluid.
  • a region through which the material to be dried is transported during normal operation of the device downstream of the device
  • Drying medium at the end of the drying zone has a high temperature and a high absolute humidity (in particular a high absolute humidity), also a large heat transfer can be achieved when the drying medium is removed from there.
  • Moisture contained in the drying medium in particular the water contained therein, at least partially condensed before flowing through and / or during the passage of the outer heat exchanger. In this way, namely, the heat of condensation arising here can be transferred to the heating fluid.
  • the drying zone includes
  • Definition refers to a "end that is in contact with the conveying direction of the product" here and below an end, through which the material to be dried passes during normal operation of the product
  • Drying medium present Such a construction is
  • the drying zone contains some
  • Embodiments at least one inlet opening for the heating fluid, which with respect to the product conveying direction is arranged downstream end of the drying zone, and the outer heat exchanger is designed and arranged such that the heated by means of the outer heat exchanger heating fluid is introduced into this inlet opening. This ensures that the heating fluid at the delivery end of the
  • Drying zone has the highest possible temperature, in particular the highest temperature within the drying zone.
  • the means may be designed as a means for adding heated water.
  • the means may also be designed as electrical heating means; then the heating fluid can be conducted in a closed circuit.
  • the drying zone includes
  • the product conveying direction extends at an angle to the horizontal, preferably less than 30 °, more preferably less than 10 °, and more preferably at least during part of the drying process, preferably throughout the drying process is less than 5 °.
  • spaghetti on the professional itself
  • Drying process at an angle to the vertical which is preferably less than 30 °, more preferably less than 10 ° and more preferably less than 5 °.
  • a device as described above may be part of a plant for manufacturing goods, which also forms an aspect of the present invention.
  • the plant may be, for example, a pasta line for making
  • Contain treatment zones in which the dehydration is lower than described above Contain treatment zones in which the dehydration is lower than described above.
  • the goods, in particular pasta can be optimally prepared for the subsequent storage process.
  • Another aspect of the invention relates to a process for drying drying products, in particular foods such as pasta.
  • the dried goods are transported along a
  • Conveyed product conveying direction through a single drying zone a drying medium is passed through the drying zone substantially along the same product conveying direction, is at least a part of the heat energy of the
  • Heat transfer fluid and is in the drying zone at least part of the
  • Drying goods in particular the food such as
  • Pasta are stabilized, for example, in a known stabilization zone. Subsequently, the
  • Drying goods especially foods such as pasta
  • the dried goods, in particular foods such as pasta can be cooled, for example in a cooling zone known per se.
  • Drying medium can help with at least one internal
  • Heat exchanger can be achieved, which is arranged in the drying zone.
  • the heat transfer from the drying medium, which emerges from the drying zone, to the heating fluid can be carried out with the aid of at least one outer heat exchanger.
  • the drying medium is relative to the
  • the drying medium enters the drying zone at the end of the drying zone that is in the conveying direction with respect to the product conveying direction.
  • the heating fluid with respect to the
  • Product conveying direction conveying away end of the drying zone introduced into the drying zone. This ensures that the heating fluid at the end of the drying zone has the highest possible temperature.
  • the heating fluid can be further heated, for example by adding heated water.
  • the heating fluid may be discharged from this drying zone at the end of the drying zone that is in the conveying direction with respect to the product conveying direction.
  • the heating fluid is preferably conducted through the drying zone substantially opposite to the product conveying direction. As already explained above, this can be achieved by the temperature of the drying medium along the
  • Such a device can
  • At least one drying zone in particular a plurality of drying zones, through which the dried goods are conveyed along a product conveying direction and through which a drying medium can be guided substantially along the product conveying direction;
  • At least one outer heat exchanger by means of which at least a part of the heat energy of the last with respect to the product conveying direction
  • Drying zone emerging drying medium is transferable to a heating fluid
  • Drying zone is understood to be that drying zone through which the material to be dried is conveyed through last. It will be readily apparent to those skilled in the art from the structure of the apparatus which is the product conveying direction and which is the final drying zone. A drying zone is understood according to the above definition.
  • Product conveying direction conveyor downstream of the drying zone, in which the recovered energy is introduced containing the device with more than two drying zones so no further drying zone in the above sense.
  • Stabilization zone in which only 0.5 to 1 wt .-% of the water are withdrawn (based on the total weight of the
  • the last drying zone contains an internal one
  • Heat exchanger with the help of which recovered heat energy can be reintroduced into this last drying zone.
  • the last drying zone may contain at least one outlet opening for the drying medium as described above, which in relation to the
  • Drying zone is arranged.
  • the outer heat exchanger can be designed and arranged such that at least part of the heat energy of the drying medium emerging from this outlet opening can be transmitted to the heating fluid. If there are several drying zones, the last one can be
  • Drying zone at least one inlet opening for the
  • Drying zone is arranged. If several drying zones are present, the last drying zone can have at least one inlet opening for the Have heating fluid, which with respect to the
  • Drying zone is arranged, and the outer heat exchanger may be formed and arranged such that the heated by means of the outer heat exchanger heating fluid in this
  • the last drying zone may have at least one outlet opening for the
  • the plant for producing goods in particular the pasta line for producing pasta, contains a device as described above with at least two drying zones, which has a plurality of drying zones.
  • the system should not have any further downstream from the last drying zone of the device
  • a stabilization zone, a moistening zone or a cooling zone is arranged downstream of the last drying zone of the device.
  • Drying goods especially foods such as pasta, especially with one as described above
  • the items to be dried along a product conveying direction are conveyed successively through at least one, in particular also through a plurality of drying zones, Drying medium substantially along the
  • Drying zone especially by several
  • Drying zones is performed, at least part of the heat energy of the last with respect to the product conveying direction
  • Heating fluid is transferred and in the last drying zone at least part of
  • Drying zone or other treatment zone is transferred.
  • the other treatment zone may, for example, be a hanging device for pasta.
  • the dried goods can be stabilized after the exit from the last drying zone and / or moistened and / or cooled.
  • the heat energy from a heating fluid by means of at least one internal Heat exchanger are transferred to the drying medium, which is located in the last drying zone.
  • Heat exchanger can be achieved in the respect of the
  • Product conveying direction is arranged last drying zone.
  • the heat transfer from the drying medium, which emerges from the last drying zone with respect to the product conveying direction, onto the heating fluid can take place with the help of at least one outer
  • the drying medium is relative to the
  • the drying medium can am with respect to the
  • Drying zone enter this last drying zone.
  • the heating fluid can be introduced into this last drying zone at the end of the last drying zone which is downstream of the product conveying direction and / or it can be discharged from this last drying zone at the end of the last drying zone upstream of the product conveying direction.
  • Figure 1 a schematic side view of a first
  • Figure 2 a schematic side view of a second
  • inventive device with two Drying zones, in each of the two
  • Figure 3 a schematic side view of a third
  • Figure 4 a block diagram of an inventive
  • Figure 1 shows a schematic side view of a
  • Device in the form of a pasta dryer with a single drying zone 11.
  • this drying zone 11 can pastas (for example on rods).
  • the pasta is made by a
  • Inlet 17 is introduced into the drying zone 11. Through this inlet opening 17 also air 12 is introduced, which serves as a drying medium.
  • Heat exchanger 14 is arranged, by means of which at least a portion of the heat energy of a heating fluid 16 is transferable to the air 12.
  • the heating fluid 16 which is preferably formed by water, flows through the inner heat exchanger 14 substantially counter to the product conveying direction F, preferably through
  • the air 12 passes through a
  • Outlet opening 19 is supplied through a line 20 to an outer heat exchanger 13. There, at least part of the heat energy of the air 12 is transferred to the water 16.
  • at least part of the water contained in the air 12 condenses in the outer heat exchanger 13, so that the condensation heat that arises in this case also condenses on the water 16
  • the water 16 then flows through a conduit 21 and an inlet opening 22 arranged at the delivery end 18 into the inner heat exchanger 14. If required, it can be arranged downstream of the outer heat exchanger 13 and upstream of the inlet opening 22
  • Supply line 23 further, in particular heated water to be supplied. Also, if necessary, by a discharge from the outer heat exchanger 13 and the discharge side of the inlet opening 22 arranged discharge 24 water 16 are removed. At the conveyor-soapy end 25 of the drying zone 11, the water is passed out through an outlet opening 26 and fed back through a line 27 to the outer heat exchanger 13.
  • the temperature of the air 12 during the flow of the drying zone 11 along the product conveying direction F increases from about 50 ° C to about 95 ° C, and the relative humidity decreases from about 75% to about 60%.
  • the pasta is heated steadily, and its moisture content decreases from about 26 wt .-% to about 12 wt .-%.
  • the temperature of the air 12 decreases due to the heat transfer to the water 16 from about 95 ° C to about 65 ° C from.
  • the water 16 in the outer heat exchanger 13 is heated from about 55 ° C to 75 ° C.
  • water is added to a temperature of about 115 ° C, whereby the water entering through the
  • Inlet opening 22 receives a temperature of about 100 ° C.
  • the temperature of the water 16 then decreases again from about 100 ° C to about 55 ° C.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a second device 10 'according to the invention with two in succession
  • the dried goods, especially the pasta, are along a
  • Heat exchanger 13 or 13 'etc. heat energy from the second, so last drying zone 11 'leaving air 12' are transmitted via the outer heat exchanger 13 'to the water 16' and from there by means of the inner heat exchanger 14 'turn on the air 12' in the second drying zone 11 '.
  • the embodiment according to the schematic side view of Figure 3 shows a device 10 '' with three
  • Drying zones 11, 11 ', 11' ' are structurally identical to the two treatment zones according to the exemplary embodiment in FIG. 1 of WO 2010/108806; for details on these two zones, reference is made to the description and Figure 1 of WO 2010/108806.
  • the third and last drying zone 11 " is identical to that in FIG.
  • Drying zone 11 shown in the present application and contains, inter alia, an inner heat exchanger 14 '' and an outer heat exchanger 13 '', which are identical to the inner
  • FIG. 4 is a block diagram of an inventive device
  • Pasta line 30 for making spaghetti The spaghetti are formed by means of a press head 31 and hung by means of a hanging device 32 on rods, both of which are known per se. On these bars, the
  • stabilization zone 33 is also a dehydration. However, this is only about 0.5 to 1 wt .-% of water (based on the total weight of the spaghetti at the beginning of
  • Drying device 10 is thus within the meaning of the invention with respect to the product conveying direction F last drying zone of the pasta line 30th

Abstract

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere Lebensmitteln wie beispielsweise Teigwaren, enthaltend eine einzige Trocknungszone (11), durch welche die Trocknungsgüter entlang einer Produktförderrichtung (F) förderbar sind und durch welche ein Trocknungsmedium (12) im Wesentlichen entlang der Produktförderrichtung (F) führbar ist; mindestens einen äusseren Wärmetauscher (13), mittels dessen zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus der Trocknungszone (11) austretenden Trocknungsmediums (12) auf ein Heizfluid (16) übertragbar ist; mindestens einen in der Trocknungszone (11) angeordneten inneren Wärmetauscher (14), mittels dessen zumindest ein Teil der Wärmeenergie des Heizfluids (16) auf das Trocknungsmedium (16) übertragbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zum Herstellen von Gütern, insbesondere eine Teigwarenlinie (30) zum Herstellen von Teigwaren, sowie ein Verfahren zum Trocknen von Trocknungsgütern.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere Lebensmitteln
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere Lebensmitteln wie etwa
Teigwaren, eine Anlage zum Herstellen von Gütern, insbesondere eine Teigwarenlinie zum Herstellen von Teigwaren, sowie ein Verfahren zum Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere
Lebensmitteln wie etwa Teigwaren.
Das Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere Lebensmitteln wie etwa Teigwaren, ist auf Grund der hohen hierfür
erforderlichen Temperaturen sowie der aufzuwendenden
Verdampfungsenthalpie sehr energie- und damit auch
kostenaufwendig. Aus der WO 2010/108806 ist es bekannt, zur Reduktion des Energieaufwandes einen oder mehrere Wärmetauscher einzusetzen, mit deren Hilfe zumindest ein Teil der Wärmeenergie zurück in den Trockner geleitet wird, die aus der Abluft eines durch den Trockner geführten Trocknungsmediums gewonnen wurde. Die dort offenbarten Vorrichtungen enthalten jeweils mindestens zwei in Produktförderrichtung nacheinander angeordnete
Behandlungszonen, wobei die Wärmeenergie aus der ersten und/oder der zweiten Behandlungszone entnommen und teilweise wieder in die erste Behandlungszone eingeleitet wird.
Auch wenn diese bekannte Vorrichtung eine Vielzahl von Vorteilen aufweist, ist sie dennoch baulich eher komplex. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung noch
weiterzuentwickeln und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Trocknungsgütern bereitzustellen, welche baulich weniger komplex sind und eine einfachere
Prozessführung erlauben, jedoch trotzdem eine möglichst hohe Energieeinsparung und zufriedenstellende Trocknungsergebnisse liefern .
Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Trocknen von Trocknungsgütern, die die folgenden Bestandteile enthält: eine einzige Trocknungszone, durch welche die
Trocknungsgüter entlang einer Produktförderrichtung
förderbar sind und durch welche ein Trocknungsmedium im Wesentlichen entlang der Produktförderrichtung führbar ist; - mindestens einen äusseren Wärmetauscher, mittels dessen
mindestens ein Teil der Wärmeenergie des Trocknungszone austretenden Trocknungsmediums auf ein Heizfluid übertragbar ist ; mindestens einen in der Trocknungszone angeordneten inneren Wärmetauscher, mittels dessen zumindest ein Teil der
Wärmeenergie des Heizfluids auf das Trocknungsmedium
übertragbar ist.
Bei den Trocknungsgütern kann es sich um Lebensmittel handeln. Die Lebensmittel können Getreide sein oder enthalten, wie beispielsweise Reis, Weizen, Mais, Gerste oder beliebige
Kombinationen davon. Das Getreide kann etwa in Form von
Getreideflocken vorliegen. Getreide enthaltende Lebensmittel sind beispielsweise Teigwaren, Extrudate, Frühstückszerealien oder Malz. Alternativ oder zusätzlich können die Trocknungsgüter aber auch Futtermittel, sonstige Biomasse oder weitere
industrielle Güter sein oder enthalten, wie beispielsweise Holz (etwa in Form von Holzschnitzeln) , Gras, sonstige wasserhaltige Granulate oder beliebige Kombinationen davon.
Im Folgenden werden die Erfindung und bevorzugte
Ausführungsformen im Wesentlichen am Beispiel von Teigwaren beschrieben. Für den Fachmann ist jedoch klar, dass die technische Lehre auch auf andere Getreide enthaltende
Lebensmittel, auf Getreide an sich, auf andere Lebensmittel, auf Futtermittel, auf sonstige Biomasse, auf weitere industrielle Güter und auch auf weitere Trocknungsgüter übertragbar ist.
Unter einer Trocknungszone wird hier und im Folgenden ein
Bereich der Vorrichtung verstanden, in dem die Trocknungsgüter durch Wasserentzug getrocknet werden können, wobei das Wasser durch Kontakt mit dem Trocknungsmedium auf dieses
Trocknungsmedium übertragen und anschliessend aus der
Trocknungszone abgeführt werden kann.
In einer ersten Variante sollen in einer solchen Trocknungszone durch den genannten Wasserentzug mindestens 2,5 Gew.-%,
bevorzugt mindestens 3 Gew.-% des Wassers entfernt werden
(bezogen auf das Gesamtgewicht des Trocknungsguts zu Beginn des Trocknungsvorgangs); werden in einer Zone weniger als 2,5 Gew.-% des Wassers entzogen (bezogen auf das Gesamtgewicht des
Trocknungsguts zu Beginn des Trocknungsvorgangs) , so handelt es sich im Sinne dieser ersten Variante um keine Trocknungszone. Falls die Trocknungsgüter Teigwaren sind, so sollen in der ersten Variante in einer Trocknungszone mindestens 3 Gew.-% des Wassers entfernt werden (bezogen auf das Gesamtgewicht der
Teigwaren zu Beginn des Trocknungsvorgangs) . Insbesondere wird eine für Teigwaren an sich bekannte Stabilisationszone, in der beispielsweise nur etwa 0,5 bis 1 Gew.-% des Wassers entfernt werden (bezogen auf das Gesamtgewicht der Teigwaren zu Beginn des Trocknungsvorgangs) , im Sinne dieser ersten Variante nicht als Trocknungszone angesehen.
In einer zweiten Variante sollen in einer Trocknungszone durch den genannten Wasserentzug mindestens 10 Gew.-% des zu Beginn des Trocknungsvorgangs im Trocknungsgut enthaltenen Wasser entfernt werden; werden in einer Zone weniger als 10 Gew.-% des zu Beginn des Trocknungsvorgangs im Trocknungsgut enthaltenen Wasser entfernt, so handelt es sich im Sinne dieser zweiten Variante nicht um eine Trocknungszone.
Der Fachmann kann anhand des Aufbaus einer Zone der Vorrichtung erkennen, ob sie zur Entfernung der oben genannten Wassermengen ausgelegt ist und daher im Sinne der vorliegenden Erfindung als Trocknungszone zu verstehen ist. Beispielsweise kann die
Vorrichtung Mittel zur Führung des Trocknungsmediums innerhalb einer Trocknungszone und/oder Mittel zur Abführung des
Trocknungsmediums aus der Trocknungszone heraus aufweisen, welche derart ausgebildet und angeordnet sind, dass mit ihrer Hilfe das Trocknungsmedium und das darin enthaltene Wasser in den oben angegebenen Mengen aus der Trocknungszone entfernt werden können. Die Mittel zur Führung des Trocknungsmediums innerhalb einer Trocknungszone und/oder die Mittel zur Abführung des Trocknungsmediums aus der Trocknungszone heraus können beispielsweise als Ventilatoren ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung auch innerhalb der
Trocknungszone Abscheidemittel aufweisen, mit deren Hilfe im Trocknungsmedium enthaltenes Wasser zunächst durch Kondensation als Flüssigkeit abgeschieden und anschliessend diese Flüssigkeit aus der Trocknungszone entfernt wird.
Weiterhin wird das Trocknungsmedium im Sinne der Erfindung im Wesentlichen entlang der Produktförderrichtung geführt, wenn die über die Trocknungszone gemittelte Stromdichte des
Trocknungsmediums mit der Produktförderrichtung einen Winkel von weniger als 90°, bevorzugt weniger als 60°, noch weiter
bevorzugt weniger als 30° und besonders bevorzugt weniger als 15° einnimmt. Beispielsweise kann das Trocknungsmedium zusammen mit dem Trocknungsgut durch eine gemeinsame Eintrittsöffnung in die Trocknungszone eingeleitet und/oder durch eine gemeinsame Austrittsöffnung ausgeleitet werden. Bei dem Trocknungsmedium handelt es sich bevorzugt um Luft.
Zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus der Trocknungszone austretenden Trocknungsmediums wird auf das Heizfluid
übertragen. Anschliessend kann zumindest ein Teil dieser auf das Heizfluid übertragenen Wärmeenergie auf das Trocknungsmedium übertragen werden. Das Heizfluid kann beispielsweise Wasser, Öl oder Luft sein, wobei Wasser und Öl auf Grund ihrer höheren spezifischen Wärmekapazitäten bevorzugt sind. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung enthält die erfindungsgemässe Vorrichtung nur eine einzige
Trocknungszone im Sinne der obigen Definition. Eine Vorrichtung mit nur einen einzigen Trocknungszone ist baulich sehr einfach und erlaubt eine einfache Prozessführung. Wie sich gezeigt hat, genügt eine einzige Trocknungszone, um zumindest einen
wesentlichen Teil der in der Abluft enthaltenen Wärmeenergie zurückzugewinnen und zufriedenstellende Trocknungsergebnisse zu erhalten .
Die Trocknungszone kann einen oder mehrere innere Wärmetauscher enthalten. Mehrere Wärmetauscher können insbesondere in Reihe geschaltet sein, so dass das Heizfluid diese Wärmetauscher der Reihe nach durchströmen kann.
Bevorzugt ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass das
Heizfluid im Wesentlichen entgegengesetzt zur
Produktförderrichtung durch den inneren Wärmetauscher führbar ist. Dabei bedeutet eine Führung „im Wesentlichen
entgegengesetzt zur Produktförderrichtung", dass das Heizfluid in einen ersten, weiter förderabseitigen Bereich des inneren Wärmetauschers eingeleitet wird und aus einem zweiten, weiter förderaufseifigen Bereich wieder aus dem inneren Wärmetauscher ausgeleitet wird. Es ist also nicht zwingend erforderlich, dass das Heizfluid genau unter einem Winkel 180° zur
Produktförderrichtung durch den inneren Wärmetauscher geleitet wird. Vielmehr ist es sogar bevorzugt, wenn der innere
Wärmetauscher derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Heizfluid beispielsweise mäanderförmig durch ihn hindurch führbar ist.
Die Führung des Heizfluids im Wesentlichen entgegengesetzt zur Produktförderrichtung hat zur Folge, dass die Temperatur des Heizfluids entgegengesetzt zur Produktförderrichtung abnimmt, also entlang der Produktförderrichtung zunimmt. Hierdurch kann erreicht werden, dass auch die Temperatur des Trocknungsmediums entlang der Produktförderichtung ansteigt. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Trocknungsgüter während ihrer Förderung durch die Trocknungszone eine steigende Umgebungstemperatur erfahren. Insbesondere wenn die Umgebungstemperatur entlang der
Produktförderrichtung stetig (d. h. zumindest ohne grosse
Sprünge) ansteigt, kann hierdurch ein schonendes Aufheizen bewirkt werden. Insbesondere bei der Trocknung von Teigwaren oder Reis kann durch diese Massnahme erreicht werden, dass sich die Oberfläche dieser Lebensmittel zumindest während eines Grossteils des Trocknungsvorgangs oberhalb der
Glasübergangskurve bewegt. Hierdurch können Risse in der
Oberfläche vermieden werden, so wie dies in der WO 2009/150192 für Teigwaren und in der WO 2010/122166 für Reis beschreiben ist.
Bevorzugt enthält die Trocknungszone mindestens eine
Austrittsöffnung für das Trocknungsmedium, welche am bezüglich der Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der
Trocknungszone angeordnet ist, und der äussere Wärmetauscher ist derart ausgebildet und angeordnet, dass zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus dieser Austrittsöffnung austretenden
Trocknungsmediums auf das Heizfluid übertragbar ist. Dabei bezeichnet „bezüglich der Produktförderrichtung förderabseitig" hier und im Folgenden einen Bereich, durch den das Trocknungsgut bei bestimmungsgemässem Betrieb der Vorrichtung nach der
Förderung durch die Trocknungszone gefördert wird. Da das
Trocknungsmedium am Ende der Trocknungszone eine hohe Temperatur und eine hohe absolute Feuchte (insbesondere eine hohe absolute Luftfeuchte) hat, kann auch ein grosser Wärmeübertrag erreicht werden, wenn das Trocknungsmedium von dort entnommen wird.
Um eine möglichst hohe Energieübertragung vom Trocknungsmedium auf das Heizfluid zu erreichen, ist es bevorzugt, wenn die im
Trocknungsmedium enthaltene Feuchtigkeit, insbesondere das darin enthaltene Wasser, vor dem Durchströmen und/oder während des Durchströmens des äusseren Wärmetauschers zumindest teilweise auskondensiert. Auf diese Weise kann nämlich die hierbei entstehende Kondensationswärme auf das Heizfluid übertragen werden .
In einigen Ausführungsformen enthält die Trocknungszone
mindestens eine Eintrittsöffnung für das Trocknungsmedium, welche am bezüglich der Produktförderrichtung förderaufseifigen Ende der Trocknungszone angeordnet ist. Analog zur obigen
Definition bezeichnet ein „bezüglich der Produktförderrichtung förderaufseifiges Ende" hier und im Folgenden ein Ende, durch den das Trocknungsgut bei bestimmungsgemässem Betrieb der
Vorrichtung in die Trocknungszone eingeführt wird. Bevorzugt sind zwischen der Eintrittsöffnung am förderaufseifigen Ende und der Austrittsöffnung am förderabseitigen Ende keine weiteren Eintrittsöffnungen oder Austrittsöffnungen für das
Trocknungsmedium vorhanden. Ein derartiger Aufbau ist
konstruktiv besonders einfach. Vorteilhafterweise enthält die Trocknungszone in einigen
Ausführungsformen mindestens eine Eintrittsöffnung für das Heizfluid, welche am bezüglich der Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der Trocknungszone angeordnet ist, und der äussere Wärmetauscher ist derart ausgebildet und angeordnet, dass das mittels des äusseren Wärmetauschers erhitzte Heizfluid in diese Eintrittsöffnung eingeleitet wird. Hierdurch wird erreicht, dass das Heizfluid am förderabseitigen Ende der
Trocknungszone eine möglichst hohe Temperatur, insbesondere die höchste Temperatur innerhalb der Trocknungszone hat.
Zwischen dem äusseren Wärmetauscher und der Eintrittsöffnung für das Heizfluid können weitere Mittel vorhanden sein, mit denen das Heizfluid vor dem Eintritt in die Eintrittsöffnung noch weiter aufgeheizt werden kann. Beispielsweise können die Mittel als Zugabemittel für erhitztes Wasser ausgebildet sein.
Alternativ können die Mittel auch als elektrische Heizmittel ausgebildet sein; dann kann das Heizfluid in einem geschlossenen Kreislauf geführt werden.
In einigen Ausführungsformen enthält die Trocknungszone
mindestens eine Austrittsöffnung für das Heizfluid, welche am bezüglich der Produktförderrichtung förderaufseitigen Ende der Trocknungszone angeordnet ist. Bevorzugt sind zwischen der
Eintrittsöffnung am förderabseitigen Ende und der
Austrittsöffnung am förderaufseitigen Ende keine weiteren
Eintrittsöffnungen oder Austrittsöffnungen für das Heizfluid vorhanden. Auch dieser Aufbau ist konstruktiv besonders einfach.
In vielen bevorzugten Ausführungsbeispielen, insbesondere bei der Trocknung von Teigwaren, verläuft die Produktförderrichtung zumindest während eines Teils des Trocknungsvorgangs, bevorzugt während des gesamten Trocknungsvorgangs, unter einem Winkel zur Horizontalen, der bevorzugt kleiner als 30°, weiter bevorzugt kleiner als 10° und besonders bevorzugt kleiner als 5° ist. So werden beispielsweise Spaghetti auf dem Fachmann an sich
bekannte Weise an Stäben hängend zumindest während eines Teils des Trocknungsvorgangs im Wesentlichen horizontal durch die mindestens eine Trocknungszone gefördert. Es ist jedoch auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die
Produktförderrichtung während zumindest eines Teils des
Trocknungsvorgangs oder sogar während des gesamten
Trocknungsvorgangs unter einem Winkel zur Vertikalen verläuft, der bevorzugt kleiner als 30°, weiter bevorzugt kleiner als 10° und besonders bevorzugt kleiner als 5° ist.
Eine wie oben beschriebene Vorrichtung kann Teil einer Anlage zum Herstellen von Gütern sein, die ebenfalls einen Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet. Bei der Anlage kann es sich beispielsweise um eine Teigwarenlinie zum Herstellen von
Teigwaren handeln. Bezüglich der Produktförderrichtung
förderabseitig von der Trocknungszone hat die Anlage,
insbesondere die Teigwarenlinie, keine weiteren Trocknungszonen. Stattdessen kann beispielsweise eine Teigwarenlinie
förderabseitig von der Trocknungszone eine an sich bekannte Stabilisationszone, Auffeuchtzone, Kühlzone oder weitere
Behandlungszonen enthalten, in denen der Wasserentzug jeweils geringer ist als oben beschrieben. In diesen Zonen können die Güter, insbesondere Teigwaren, optimal auf den anschliessenden Lagerprozess vorbereitet werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere von Lebensmitteln wie beispielsweise Teigwaren. Bei diesem Verfahren - werden die Trocknungsgüter entlang einer
Produktförderrichtung durch eine einzige Trocknungszone gefördert, wird ein Trocknungsmedium im Wesentlichen entlang der gleichen Produktförderrichtung durch die Trocknungszone geführt, wird zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus der
Trocknungszone austretenden Trocknungsmediums auf ein
Heizfluid übertragen und wird in der Trocknungszone zumindest ein Teil der
Wärmeenergie des Heizfluids auf das Trocknungsmedium übertragen .
Mit einem solchen Verfahren können die Vorteile herbeigeführt werden, die bereits oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung erläutert wurden. Insbesondere kann zur Durchführung eines solchen Verfahrens eine wie oben beschriebene Vorrichtung eingesetzt werden.
Nach dem Austritt aus der Trocknungszone können die
Trocknungsgüter, insbesondere die Lebensmittel wie etwa
Teigwaren, stabilisiert werden, beispielsweise in einer an sich bekannten Stabilisationszone . Anschliessend können die
Trocknungsgüter, insbesondere Lebensmittel wie etwa Teigwaren, nochmals aufgefeuchtet werden, beispielsweise in einer an sich bekannten Auffeuchtzone . Daraufhin können die Trocknungsgüter, insbesondere Lebensmittel wie etwa Teigwaren, gekühlt werden, beispielsweise in einer an sich bekannten Kühlzone.
Die Übertragung der Wärmeenergie vom Heizfluid auf das
Trocknungsmedium kann mit Hilfe mindestens eines inneren
Wärmetauschers erreicht werden, der in der Trocknungszone angeordnet ist. Die Wärmeübertragung vom Trocknungsmedium, welches aus der Trocknungszone austritt, auf das Heizfluid kann mit Hilfe mindestens eines äusseren Wärmetauschers erfolgen.
Bevorzugt wird das Trocknungsmedium am bezüglich der
Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der Trocknungszone entnommen und dem äusseren Wärmetauscher zugeführt. Da das Trocknungsmedium am Ende der Trocknungszone eine hohe Temperatur und eine hohe absolute Feuchte (insbesondere eine hohe absolute Luftfeuchte) hat, kann auch der grösste Wärmeübertrag erreicht werden, wenn das Trocknungsmedium von dort entnommen wird.
In einigen Ausführungsformen tritt das Trocknungsmedium am bezüglich der Produktförderrichtung förderaufseifigen Ende der Trocknungszone in die Trocknungszone ein.
Vorteilhafterweise wird das Heizfluid am bezüglich der
Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der Trocknungszone in die Trocknungszone eingeleitet. Hierdurch wird erreicht, dass das Heizfluid am Ende der Trocknungszone eine möglichst hohe Temperatur hat.
Zwischen dem äusseren Wärmetauscher und der Eintrittsöffnung für das Heizfluid kann das Heizfluid noch weiter aufgeheizt werden, beispielsweise durch Hinzufügung von erhitztem Wasser.
In einigen Ausführungsformen kann das Heizfluid am bezüglich der Produktförderrichtung förderaufseifigen Ende der Trocknungszone aus dieser Trocknungszone ausgeleitet werden.
Das Heizfluid wird bevorzugt im Wesentlichen entgegengesetzt zur Produktförderrichtung durch die Trocknungszone geführt. Wie oben bereits erläutert wurde, kann hierdurch erreicht werden, dass die Temperatur des Trocknungsmediums entlang der
Produktförderrichtung ansteigt.
Ebenso ist es bevorzugt (wie bereits vorstehend beschrieben) , wenn die absolute Feuchte (insbesondere die absolute
Luftfeuchte) des Trocknungsmediums entlang der
Produktförderrichtung ansteigt. Die relative Feuchte
(insbesondere die relative Luftfeuchte) sinkt jedoch in vielen Ausführungsbeispielen entlang der Produktförderrichtung.
In Erweiterung der obigen Beschreibung ist es auch denkbar, dass die Vorrichtung zum Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere Lebensmitteln wie beispielsweise Teigwaren, mehrere
Trocknungszonen aufweist. Eine solche Vorrichtung kann
enthalten :
- mindestens eine Trocknungszone, insbesondere mehrere Trocknungszonen, durch welche die Trocknungsgüter entlang einer Produktförderrichtung förderbar sind und durch welche ein Trocknungsmedium im Wesentlichen entlang der Produktförderrichtung führbar ist;
- mindestens einen äusseren Wärmetauscher, mittels dessen zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus der bezüglich der Produktförderrichtung letzten
Trocknungszone austretenden Trocknungsmediums auf ein Heizfluid übertragbar ist;
- mindestens einen in der letzten Trocknungszone angeordneten inneren Wärmetauscher, mittels dessen zumindest ein Teil der Wärmeenergie des Heizfluids auf das Trocknungsmedium übertragbar ist.
Unter der bezüglich der Produktförderrichtung letzten
Trocknungszone wird diejenige Trocknungszone verstanden, durch welche das Trocknungsgut zuletzt hindurchgefördert wird. Für den Fachmann ist es aus dem Aufbau der Vorrichtung ohne Weiteres erkennbar, welches die Produktförderrichtung ist und welches die letzte Trocknungszone ist. Eine Trocknungszone wird dabei gemäss der obigen Definition verstanden. Bezüglich der
Produktförderrichtung förderabseitig von der Trocknungszone, in die die zurückgewonnene Energie eingebracht wird, enthält die Vorrichtung mit mehr als zwei Trocknungszonen also keine weitere Trocknungszone im obigen Sinne.
Enthält die Vorrichtung beispielsweise eine Trocknungszone, in der 3 Gew.-% des Wassers entzogen werden (bezogen auf das Gesamtgewicht des Trocknungsguts zu Beginn des
Trocknungsvorgangs) , und eine sich anschliessende
Stabilisationszone, in der nur 0,5 bis 1 Gew.-% des Wassers entzogen werden (bezogen auf das Gesamtgewicht des
Trocknungsguts zu Beginn des Trocknungsvorgangs) , so bildet die genannte Trocknungszone im obigen Sinne die letzte
Trocknungszone .
In den Beispielen, in denen mehrere Trocknungszonen vorhanden sind, enthält die letzte Trocknungszone einen inneren
Wärmetauscher, mit dessen Hilfe zurückgewonnene Wärmeenergie wieder in diese letzte Trocknungszone eingeleitet werden kann.
Sind mehrere Trocknungszonen vorhanden, so kann die letzte
Trocknungszone einen oder mehrere innere Wärmetauscher
enthalten, die insbesondere in Reihe geschaltet sein können, so dass das Heizfluid diese Wärmetauscher der Reihe nach
durchströmen kann.
Im Falle mehrerer Trocknungszonen kann die letzte Trocknungszone mindestens eine wie oben beschriebene Austrittsöffnung für das Trocknungsmedium enthalten, welche am bezüglich der
Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der letzten
Trocknungszone angeordnet ist. Der äussere Wärmetauscher kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus dieser Austrittsöffnung austretenden Trocknungsmediums auf das Heizfluid übertragbar ist. Sind mehrere Trocknungszonen vorhanden, so kann die letzte
Trocknungszone mindestens eine Eintrittsöffnung für das
Trocknungsmedium enthalten, welche am bezüglich der
Produktförderrichtung förderaufseitigen Ende der letzten
Trocknungszone angeordnet ist. Falls mehrere Trocknungszonen vorhanden sind, kann die letzte Trocknungszone mindestens eine Eintrittsöffnung für das Heizfluid aufweisen, welche am bezüglich der
Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der letzten
Trocknungszone angeordnet ist, und der äussere Wärmetauscher kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass das mittels des äusseren Wärmetauschers erhitzte Heizfluid in diese
Eintrittsöffnung eingeleitet wird.
Falls mehrere Trocknungszonen enthalten sind, kann die letzte Trocknungszone mindestens eine Austrittsöffnung für das
Heizfluid enthalten, welche am bezüglich der
Produktförderrichtung förderaufseitigen Ende der Trocknungszone angeordnet ist.
Analog ist es in Erweiterung der obigen Beschreibung auch denkbar, dass die Anlage zum Herstellen von Gütern, insbesondere die Teigwarenlinie zum Herstellen von Teigwaren, eine wie oben beschriebene Vorrichtung mit mindestens zwei Trocknungszonen enthält, die über mehrere Trocknungszonen verfügt. Bezüglich der Produktförderrichtung soll die Anlage förderabseitig von der letzten Trocknungszone der Vorrichtung keine weiteren
Trocknungszonen enthalten. Falls es sich bei der Anlage um eine Teigwarenlinie handelt, ist es denkbar, dass förderabseitig von der letzten Trocknungszone der Vorrichtung eine Stabilisa- tionszone, eine Auffeuchtzone oder eine Kühlzone angeordnet ist.
Analog ist es in Erweiterung der obigen Beschreibung auch denkbar, dass bei dem Verfahren zum Trocknen von
Trocknungsgütern, insbesondere Lebensmitteln wie beispielsweise Teigwaren, insbesondere mit einer wie oben beschriebenen
Vorrichtung oder einer wie oben beschriebenen Anlage mit
mindestens zwei Trocknungszonen, die Trocknungsgüter entlang einer Produktförderrichtung nacheinander durch mindestens eine, insbesondere also auch durch mehrere Trocknungszonen, gefördert werden, Trocknungsmedium im Wesentlichen entlang der
Produktförderrichtung durch die mindestens eine
Trocknungszone, insbesondere also auch durch mehrere
Trocknungszonen, geführt wird, zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus der bezüglich der Produktförderrichtung letzten
Trocknungszone austretenden Trocknungsmediums auf ein
Heizfluid übertragen wird und in der letzten Trocknungszone zumindest ein Teil der
Wärmeenergie des Heizfluids auf das Trocknungsmedium übertragen
Bei den Verfahren, bei denen mehrere Trocknungszonen verwendet werden, wird Wärmeenergie von der letzten Trocknungszone
zurückgewonnen und wieder in diese letzte Trocknungszone
eingeleitet. Ebenso ist es vorstellbar, dass zusätzlich ein Teil der Wärmeenergie des aus der letzten Trocknungszone austretenden Trocknungsmediums auf mindestens eine bezüglich der
Produktförderrichtung weiter förderaufseitig angeordnete
Trocknungszone oder andere Behandlungszone übertragen wird. Bei der anderen Behandlungszone kann es sich beispielsweise um einen Behängevorrichtung für Teigwaren handeln.
Bei den Verfahren, bei denen mehrere Trocknungszonen verwendet werden, können die Trocknungsgüter nach dem Austritt aus der letzten Trocknungszone stabilisiert und/oder aufgefeuchtet und/oder gekühlt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei den Verfahren, bei denen mehrere Trocknungszonen verwendet werden, in der bezüglich der Produktförderrichtung letzten Trocknungszone die Wärmeenergie von einem Heizfluid mittels mindestens eines inneren Wärmetauschers auf das Trocknungsmedium übertragen werden, der in der letzten Trocknungszone angeordnet ist.
Werden mehrere Trocknungszonen verwendet, so kann die
Übertragung der Wärmeenergie vom Heizfluid auf das
Trocknungsmedium mit Hilfe mindestens eines inneren
Wärmetauschers erreicht werden, der in der bezüglich der
Produktförderrichtung letzten Trocknungszone angeordnet ist. Die Wärmeübertragung vom Trocknungsmedium, welches aus der bezüglich der Produktförderrichtung letzten Trocknungszone austritt, auf das Heizfluid kann mit Hilfe mindestens eines äusseren
Wärmetauschers erfolgen.
Bevorzugt wird das Trocknungsmedium am bezüglich der
Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der letzten
Trocknungszone entnommen und dem äusseren Wärmetauscher
zugeführt. Das Trocknungsmedium kann am bezüglich der
Produktförderrichtung förderaufseitigen Ende der letzten
Trocknungszone in diese letzte Trocknungszone eintreten.
Das Heizfluid kann am bezüglich der Produktförderrichtung förderabseitigen Ende der letzten Trocknungszone in diese letzte Trocknungszone eingeleitet werden und/oder es kann am bezüglich der Produktförderrichtung förderaufseitigen Ende der letzten Trocknungszone aus dieser letzten Trocknungszone ausgeleitet werden .
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von mehreren
Ausführungsbeispielen detailliert erläutert. Dabei zeigen
Figur 1: eine schematische Seitenansicht einer ersten
erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer einzigen Trocknungszone ;
Figur 2: eine schematische Seitenansicht einer zweiten
erfindungsgemässen Vorrichtung mit zwei Trocknungszonen, bei der in jeder der beiden
Trocknungszonen jeweils eine Energierückgewinnung stattfinden kann;
Figur 3: eine schematische Seitenansicht einer dritten
erfindungsgemässen Vorrichtung mit drei
Trocknungszonen;
Figur 4: ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen
Teigwarenlinie .
Figur 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine
erfindungsgemässe Vorrichtung in Form eines Teigwarentrockners mit einer einzigen Trocknungszone 11. Durch diese Trocknungszone 11 hindurch können Teigwaren (beispielsweise an Stäben
aufgehängte Spaghetti) entlang einer Produktförderrichtung F gefördert werden. Die Teigwaren werden durch eine
Eintrittsöffnung 17 in die Trocknungszone 11 eingeführt. Durch diese Eintrittsöffnung 17 wird ebenfalls Luft 12 eingeleitet, die als Trocknungsmedium dient.
Mit Hilfe von hier nicht dargestellten Ventilatoren kann eine weitere Luftströmung erzeugt werden, welche die Trocknungszone 11 beispielsweise von oben nach unten oder von unten nach oben durchströmt. Derartige Ventilatoren und deren mögliche
Ausbildungen und Anordnungen sind beispielsweise in den beiden internationalen Patentanmeldungen PCT/EP2013/053052
(WO 2013/124220) und PCT/EP2013/052095 (WO 2013/124140)
beschrieben. Mit Hilfe dieser Ventilatoren kann die Luft 12 und das darin enthaltene Wasser durch hier nicht dargestellte
Austrittsöffnungen aus der Trocknungszone 11 entfernt werden.
Insgesamt ergibt sich in der Trocknungszone 11 eine gemittelte Gesamtstromdichte der Luft 12, die mit der Produktförderrichtung F einen Winkel von weniger als 90° einnimmt, so dass die Luft 12 im Sinne der Erfindung parallel zur Produktförderrichtung F durch die Trocknungszone 11 geführt wird.
Im oberen Bereich der Trocknungszone 11 ist ein innerer
Wärmetauscher 14 angeordnet, mittels dessen zumindest ein Teil der Wärmeenergie eines Heizfluids 16 auf die Luft 12 übertragbar ist. Das Heizfluid 16, welches bevorzugt durch Wasser gebildet wird, durchströmt den inneren Wärmetauscher 14 im Wesentlichen entgegen der Produktförderrichtung F, bevorzugt durch
mäanderförmig ausgebildete Kanäle. Auf diese Weise sinkt die Temperatur des Wassers 16 innerhalb der Trocknungszone 11 entgegen der Produktförderrichtung F, nimmt also entlang der Produktförderrichtung F zu. Hierdurch wird auch die Luft 12 kontinuierlich in Produktförderrichtung F erwärmt, was zu einer stetigen und daher schonenden Erwärmung der Teigwaren führt. Unter einer stetigen Erwärmung wird dabei verstanden, dass sich die Temperatur entlang der Produktförderung nur langsam und zumindest ohne grosse Sprünge erhöht.
An einem bezüglich der Produktförderrichtung F förderabseitigen Ende 18 der Trocknungszone 11 tritt die Luft 12 durch eine
Austrittsöffnung 19 aus und wird durch eine Leitung 20 einem äusseren Wärmetauscher 13 zugeführt. Dort wird zumindest ein Teil der Wärmeenergie der Luft 12 auf das Wasser 16 übertragen. Bevorzugt kondensiert im äusseren Wärmetauscher 13 zumindest ein Teil des in der Luft 12 enthaltenen Wassers, so dass auch die dabei entstehende Kondensationswärme auf das Wasser 16
übertragen werden kann. Das Wasser 16 strömt dann durch eine Leitung 21 und eine am förderabseitigen Ende 18 angeordnete Eintrittsöffnung 22 in den inneren Wärmetauscher 14. Bei Bedarf kann durch eine förderabseitig vom äusseren Wärmetauscher 13 und förderaufseitig von der Eintrittsöffnung 22 angeordnete
Zuleitung 23 weiteres, insbesondere erhitztes Wasser zugeleitet werden. Ebenfalls bei Bedarf kann durch eine förderabseitig vom äusseren Wärmetauscher 13 und förderaufseitig von der Eintrittsöffnung 22 angeordnete Ableitung 24 Wasser 16 entfernt werden. Am förderaufseifigen Ende 25 der Trocknungszone 11 wird das Wasser durch eine Austrittsöffnung 26 herausgeleitet und durch eine Leitung 27 wieder dem äusseren Wärmetauscher 13 zugeführt .
In einer beispielhaften Ausführungsform steigt die Temperatur der Luft 12 während des Durchströmens der Trocknungszone 11 entlang der Produktförderrichtung F von etwa 50 °C auf etwa 95 °C an, und die relative Luftfeuchte sinkt von etwa 75 % auf etwa 60 %. Hierdurch werden die Teigwaren stetig erhitzt, und ihr Feuchtegehalt sinkt von etwa 26 Gew.-% auf etwa 12 Gew.-%. Im äusseren Wärmetauscher 13 sinkt die Temperatur der Luft 12 aufgrund der Wärmeübertragung auf das Wasser 16 von etwa 95 °C auf etwa 65 °C ab. Gleichzeitig wird das Wasser 16 im äusseren Wärmetauscher 13 von etwa 55 °C auf 75 °C erhitzt. Durch die Zuleitung 23 wird Wasser einer Temperatur von etwa 115 °C hinzugeführt, wodurch das Wasser beim Eintritt durch die
Eintrittsöffnung 22 eine Temperatur von etwa 100 °C erhält.
Während des Durchlaufens des inneren Wärmetauschers 14 sinkt die Temperatur des Wassers 16 dann wieder von etwa 100 °C auf etwa 55 °C ab.
Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer zweiten erfindungsgemässen Vorrichtung 10' mit zwei nacheinander
angeordneten Trocknungszonen 11, 11'. Die Trocknungsgüter, insbesondere die Teigwaren, werden entlang einer
Produktförderrichtung F zunächst durch die erste Trocknungszone 11 und anschliessend durch die zweite Trocknungszone 11' gefördert. Jede der beiden Trocknungszonen 11, 11' verfügt über jeweilige innere Wärmetauscher 14 bzw. 14', äussere
Wärmetauscher 13 bzw. 13' etc. Insbesondere kann also mit dieser Vorrichtung 10' Wärmeenergie von der aus der zweiten, also letzten Trocknungszone 11' austretenden Luft 12' über den äusseren Wärmetauscher 13' an das Wasser 16' übertragen werden und von dort mit Hilfe des inneren Wärmetauschers 14' wiederum auf die Luft 12' in der zweiten Trocknungszone 11' . Somit erfolgt eine Energierückgewinnung von der zweiten Trocknungszone 11' in dieselbe, zweite Trocknungszone 11'.
Das Ausführungsbeispiel gemäss der schematischen Seitenansicht von Figur 3 enthält zeigt eine Vorrichtung 10'' mit drei
Trocknungszonen 11, 11', 11''. Die beiden ersten Trocknungszonen 11, 11' sind baulich identisch mit den beiden Behandlungszonen gemäss dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 der WO 2010/108806; für Details zu diesen beiden Zonen wird auf die Beschreibung und Figur 1 der WO 2010/108806 verwiesen. Die dritte und letzte Trocknungszone 11'' ist identisch zu der in Figur 1 der
vorliegenden Anmeldung dargestellten Trocknungszone 11 und enthält unter anderem einen inneren Wärmetauscher 14'' und einen äusseren Wärmetauscher 13' ' , die identisch zum inneren
Wärmetauscher 14 bzw. zum äusseren Wärmetauscher 13 gemäss Figur 1 sind. In Figur 4 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen
Teigwarenlinie 30 zum Herstellen von Spaghetti dargestellt. Die Spaghetti werden mit Hilfe eines Pressenkopfes 31 geformt und mit Hilfe einer Behängevorrichtung 32 auf Stäbe gehängt, die beide an sich bekannt sind. Auf diesen Stäben werden die
Spaghetti durch die Trocknungsvorrichtung 10 geführt, welche beispielsweise wie in Figur 1 dargestellt ausgeführt sein kann. In der in Figur 4 nicht im Detail dargestellten Trocknungszone der Trocknungsvorrichtung 10 werden mehr als 3 Gew.-% des in den Spaghetti enthaltenen Wassers entfernt (bezogen auf das
Gesamtgewicht der Spaghetti zu Beginn des Trocknungsvorgangs, also nach Verlassen des Pressenkopfs 31), was mehr als 10 Gew.-% des während des gesamten Trocknungsvorgangs entzogenen Wassers ausmacht. Anschliessend werden die Spaghetti durch eine Stabilisationszone 33, eine Auffeuchtzone 34 und eine Kühlzone 35 gefördert, die allesamt an sich bekannt sind. In der
Stabilisationszone 33 erfolgt zwar auch ein Wasserentzug. Dieser beträgt aber nur etwa 0,5 bis 1 Gew.-% des Wassers (bezogen auf das Gesamtgewicht der Spaghetti zu Beginn des
Trocknungsvorgangs) und weniger als 10 Gew.-% des während des gesamten Trocknungsvorgangs entzogenen Wassers, so dass die Stabilisationszone 33 keine Trocknungszone im Sinne der
Erfindung darstellt. Die Trocknungszone der
Trocknungsvorrichtung 10 ist somit im Sinne der Erfindung die bezüglich der Produktförderrichtung F letzte Trocknungszone der Teigwarenlinie 30.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zum Trocknen von Trocknungsgütern,
insbesondere Lebensmitteln wie beispielsweise Teigwaren, enthaltend
- eine einzige Trocknungszone (11), durch welche die
Trocknungsgüter entlang einer Produktförderrichtung (F) förderbar sind und durch welche ein Trocknungsmedium
(12) im Wesentlichen entlang der Produktförderrichtung
(F) führbar ist;
- mindestens einen äusseren Wärmetauscher (13), mittels dessen zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus der Trocknungszone (11) austretenden Trocknungsmediums (12) auf ein Heizfluid (16) übertragbar ist;
- mindestens einen in der Trocknungszone (11)
angeordneten inneren Wärmetauscher (14), mittels dessen zumindest ein Teil der Wärmeenergie des Heizfluids (16) auf das Trocknungsmedium (12) übertragbar ist.
2. Vorrichtung (10) gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Heizfluid (16) im Wesentlichen entgegengesetzt zur Produktförderrichtung (F) durch den inneren Wärmetauscher (14) führbar ist.
3. Vorrichtung (10) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Trocknungsgüter Lebensmittel sind oder enthalten, insbesondere Getreide, wie beispielsweise Reis, Weizen, Mais, Gerste oder beliebige Kombinationen davon, oder
Getreide enthaltende Lebensmittel, wie beispielsweise
Teigwaren, Extrudate, Frühstückszerealien oder Malz. Anlage zum Herstellen von Gütern, insbesondere
Teigwarenlinie (30) zum Herstellen von Teigwaren,
enthaltend eine Vorrichtung (10) gemäss einem der
vorangehenden Ansprüche, welche bezüglich der
Produktförderrichtung (F) förderabseitig von der
Trocknungszone (11) der Vorrichtung (10) keine weiteren Trocknungszonen enthält.
Anlage gemäss Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich um eine Teigwarenlinie (30) handelt und
förderabseitig von der Trocknungszone (11) der Vorrichtung (10) eine Stabilisationszone (33), eine Auffeuchtzone (34) oder eine Kühlzone (35) angeordnet ist.
Verfahren zum Trocknen von Trocknungsgütern, insbesondere Lebensmitteln wie beispielsweise Teigwaren, insbesondere mit einer Vorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einer Anlage gemäss einem der Ansprüche 4 und 5, bei dem
- die Trocknungsgüter entlang einer Produktförderrichtung (F) durch eine einzige Trocknungszone (11) gefördert werden,
- ein Trocknungsmedium (12) im Wesentlichen entlang der Produktförderrichtung (F) durch die Trocknungszone (11) geführt wird,
- zumindest ein Teil der Wärmeenergie des aus der
Trocknungszone (11) austretenden Trocknungsmediums (12) auf ein Heizfluid (16) übertragen wird und
- in der Trocknungszone (11) zumindest ein Teil der
Wärmeenergie des Heizfluids (16) auf das
Trocknungsmedium (12) übertragen wird.
7. Verfahren gemäss Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trocknungsgüter nach dem Austritt aus der
Trocknungszone (11) stabilisiert und/oder aufgefeuchtet und/oder gekühlt werden.
8. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Trocknungszone (11) die Wärmeenergie von einem
Heizfluid (16) mittels mindestens eines inneren
Wärmetauschers (14) auf das Trocknungsmedium (12)
übertragen wird, der in der Trocknungszone (11) angeordnet ist .
9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmeenergie vom aus der Trocknungszone (11)
austretenden Trocknungsmedium (12) mittels mindestens eines äusseren Wärmetauschers (13) auf das Heizfluid (16) übertragen wird.
10. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Heizfluid (16) im Wesentlichen entgegengesetzt zur Produktförderrichtung (F) durch die Trocknungszone (11) geführt wird.
11. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Temperatur des Trocknungsmediums (12) entlang der
Produktförderrichtung (F) ansteigt.
12. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die absolute Feuchte des Trocknungsmediums (12) entlang der
Produktförderrichtung (F) ansteigt. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trocknungsgüter Lebensmittel sind oder enthalten, insbesondere Getreide, wie beispielsweise Reis, Weizen, Mais oder Gerste, oder Getreide enthaltende Lebensmittel, wie beispielsweise Teigwaren, Extrudate,
Frühstückszerealien oder Malz.
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