DE3400400C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung thermolabiler zum Anbacken neigender Produkte unter Anwendung eines zylinderförmigen Wirbelschichtapparates mit Anströmeinrichtung und Trockenraum.

Die Erfindung ist in den stoffverarbeitenden Zweigen der Volkswirtschaft anwendbar, wo beim Trocknen von Produkten deren Anbacken oder thermische Schädigung verhindert werden soll.

Bei den aus der Praxis bekannten Trocknungsapparaten besitzen die den Trocknerraum umgebenden Wandungen, der Anströmboden von Wibelschichttrocknern sowie Einbauten im Trocknerraum zur mechanischen Vermischung in der Regel eine höhere Temperatur das zu trocknende Gut. Zumindest sind bei der Inbetriebnahme von Trocknern diese Apparateteile bis auf die Eintrittstemperatur des Trocknungsmediums aufgeheizt.

Werden thermolabile Produkte, die zudem zum Anbacken neigen, getrocknet, so kann es infolge Berührung mit den heißen Apparate­ teilen zu Schädigungen kommen. Diese Gefahr ist während des Betriebes von Trocknungsanlagen dann besonders akut, wenn infolge von Störungen die Zufuhr von zu trocknendem Gut unter­ brochen wird bzw. sich stark verringert oder falls dessen Eintrittsfeuchte stark schwankt.

Durch eine spezielle Gestaltung des Anströmbodens soll nach der DE-PS 23 35 514 eine Berührung zwischen diesem und dem zu trocknenden Gut verhindert werden. Bei Inbetriebnahme bzw. im Falle von Betriebsstörungen wird ein Anbacken und eine thermische Schädigung des Gutes jedoch nicht verhindert.

Aus der DE-OS 25 52 891 kennt man bereits eine Wirbelschicht­ vorrichtung der eingangs erwähnten Art, die zur Verhinderung der Kanalbildung des Materials aus einer oberen und unteren Kammer besteht. Die Kammern sowie die Rohre sind mit einer Wärmeübertragungs­ einrichtung umgeben, die jeweils mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Wärmetauschermedium versehen sind. Die gewünschte Reaktion des Materials erfolgt durch den indirekten Wärmeaustausch des zugeführten Wärmetauschermediums mit dem Material über die Wärmeübertragungseinrichtung. Die der Wirbelschichtvorrichtung zugeführten Gase dienen lediglich zur Fluidisierung des Materials.

Der um die Kammern und Rohre angeordnete Wärmetauschermantel dient bei der aus der DE-OS 25 52 891 vorbekannten Wirbel­ schichtvorrichtung lediglich zum indirekten Wärmetausch zwischen dem Material und dem Wärmetauschermedium. Eine Kühlung der Wandung bei Verwendung von heißen Trocknungsgasen ist dagegen nicht vorgesehen, so daß bei der thermischen Behandlung thermolabiler, zum Anbacken neigender Produkte mit Anbackungen an den Wandungen dieser vorbekannten Wirbelschichtvorrichtung gerechnet werden muß.

Ein Trockner, bei dem die Temperatur der Teile, die mit dem zu trocknenden Gut in Berührung kommen, sowohl während der Inbetriebnahme als auch im Betriebszustand und bei Betriebs­ störungen beliebig unterhalb der Eintrittstemperatur des Trocknungsmediums gehalten werden kann, ist nicht bekannt. Ohne eine gewisse Qualitätsminderung sind daher in den vorhandenen Apparaten thermolabile, zum Anbacken neigende Güter nicht zu trocknen.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Trocknung zu entwickeln, bei deren Benutzung sowohl während der Inbetriebnahme als auch im Betriebszustand sowie im Falle von Betriebsstörungen bei dazu neigenden Gütern ein Anbacken und eine thermische Schädigung und damit eine Qualitätsminderung verhindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle Teile des Trockners, mit denen das zu trocknende Produkt während des Trocknungsprozesses in Berührung kommt, unterhalb der Temperatur zu halten, die zum Anbacken und zur thermischen Schädigung führt. Das trifft insbesondere für die den Trocknerraum umgebenden Wandungen, für die im Trocknerraum zur mechanischen Vermischung vorhandenen Teile sowie bei Wirbelschichttrocknern den An­ strömboden bei der Inbetriebnahme, bei Betriebsstörungen und teilweise auch während des Betriebes zu, wo die Wände und Teile der Vorrichtung fast die Eintrittstemperatur des Trock­ nungsmediums annehmen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Vor­ richtung der eingangs erwähnten Art darin, daß die Wandungen des Trockenraumes, der Anströmeinrichtung und einer Vermischungseinrichtung von Räumen umgeben sind, die als Hohlräume beziehungsweise als eine innere ringförmige Sammelleitung, die strahlenförmig in einem Winkel von 1 bis 60° schräg nach oben zu Kanälen, die zu einer äußeren Sammelleitung führen und als strahlenförmig von innen nach außen gerichteten Doppelkanälen, die parallel zum Anströmboden geführt sind, ausgebildet sind und daß die Hohlräume beziehungsweise die innere ringförmige Sammelleitung von einem Kühlmedium durchströmt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Anströmeinrichtung für das Trocknungsmedium hohl ausgeführt, und von einer inneren ringförmigen Sammelleitung führen strahlenförmig in einem Winkel von 1-60° schräg nach oben Kanäle zu einer äußeren ringförmigen Sammelleitung. Dabei kann die durch Spalten zwischen den Kanälen gebildete freie Durchtrittsfläche für das Trocknungsmedium in radialer Richtung gleichbleibend oder veränderlich sein. Die ringförmigen Sammelleitungen können sowohl außer- als auch innerhalb der äußeren Apparate angeordnet sein. Die innere ringförmige Sammelleitung besitzt an der unteren und die äußere an der oberen Seite je eine oder mehrere Öffnungen mit Stutzen und Durchflußregelorganen entweder an der inneren oder an der äußeren Sammelleitung.

Die Einrichtung zur mechanischen Vermischung wird aus strahlenförmig von innen nach außen gerichteten Doppelrohren oder Doppelkanälen gebildet, die parallel zum Anströmboden bzw. zu den Kanälen des Anströmbodens geführt werden. Die Doppelrohre oder Doppelkanäle münden so in einem senkrechten axialen Doppelrohr, daß jeweils die inneren und äußeren Rohre oder Kanäle zusammengefügt sind und auf diese Weise ein innerer und ein äußerer Raum entsteht, die voneinander getrennt sind. Bei den strahlenförmig angeordneten Doppelrohren oder Doppel­ kanälen überragen die äußeren Kanäle oder Rohre jeweils die inneren. An ihrem oberen Ende sind die äußeren Kanäle oder Rohre geschlossen und die inneren offen. Das innere Rohr des senkrechten axialen Doppelrohres überragt das äußere nach unten und ist am unteren Ende offen. Der Ringspalt zwischen äußerem und innerem Rohr des senkrechten axialen Doppelrohres ist unten verschlossen. Oberhalb seines unteren Endes besitzt das äußere Rohr des senkrechten axialen Doppelrohres Öffnungen. Um das äußere Rohr des senkrechten axialen Doppelrohres ist ein ringförmiger Kanal, der innen offen ist, so angeordnet, daß sich die Öffnungen im äußeren Rohr des senkrechten axialen Doppelrohres innerhalb des ringförmigen Kanales befinden. Zwischen der oberen und unteren Wandung des ringförmigen Kanales und dem äußeren Rohr des senkrechten axialen Doppelrohres ist jeweils eine Abdichtung vorgesehen, die eine Drehbewegung des senkrechten axialen Doppelrohres innerhalb des ringförmigen Kanales zuläßt. Unten besitzt der ringförmige Kanal eine Öffnung mit Stutzen und einem Durchflußregelorgan.

Bevor das Trocknungsmedium und das zu trocknende Gut in den Trocknungsapparat gelangen, wird durch die Räume, die in und um den Trocknerraum vorhandene Wandungen umgeben, Kühlmedium geleitet. Dem die Trocknerraumwandung umgebenden Raum strömt das Kühlmedium durch den unteren Stutzen zu und verläßt ihn durch den oberen. In den die Anströmvorrichtung umgebenden Raum fließt das Kühlmedium durch den Stutzen an der inneren ringförmigen Sammelleitung hinein und durch den Stutzen an der äußeren ringförmigen Sammelleitung heraus. Das Kühlmedium gelangt weiterhin in den Einbauten zur mechanischen Vermischung umgebenden Raum durch den Stutzen am ringförmigen Kanal, es durchströmt den äußeren Raum des senkrechten axialen Doppelrohres, die äußeren Räume der strahlenförmig angeordneten Doppelrohre oder Doppelkanäle, deren innere Rohre oder Kanäle und verläßt sie wieder durch das innere Rohr des senkrechten axialen Doppelrohres. Die Volumen­ ströme an Kühlmedium werden mit Hilfe der Duruchflußregel­ organe eingestellt. Abgestellt wird die Zufuhr der Kühlmedium­ ströme erst, nachdem sich kein zu trocknendes Gut mehr im Trocknerraum befindet und Trocknungsmedium nicht mehr in den Apparat gelangt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll anhand eines Ausführungs­ beispiels erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Trockner in der Vorderansicht und

Fig. 2 den Trockner aus Fig. 1 in einer Schnittdarstellung.

Es werden 250 kg/h mit ca. 60 Massen-% Feuchtigkeit aus einer Zentrifuge kommende Reibsel roher Kartoffeln bis auf 10 Massen-% Restfeuchte getrocknet. Als Trocknungsmedium dienen 5000 m³/h Luft von 403 K Eintrittstemperatur und 0,001 kg Wasser/kg trockene Luft Eintrittsfeuchte. Die Luft kühlt sich bis auf 333 K ab und erreicht die Wasserbeladung 0,038 kg/kg. Gemessen werden 328 K für die Temperatur der Kartoffelreibsel in der Wirbelschicht. Der Durchmesser des Trocknerraumes 1 beträgt unten 800 mm; er erweitert sich nach oben bis auf 1600 mm, bei 2500 mm Höhe.

Erfindungsgemäß wird durch Kühlung mit Wasser von 293 K erreicht, so daß die Temperaturen aller in und um den Trockner­ raum vorhandenen Wandungen weit unterhalb von 343-348 K bleiben. In diesem Temperaturbereich beginnt ein Anbacken der Kartoffeln und nachfolgend, beispielsweise durch Wärmestau am Anströmboden, eine thermische Schädigung. In den die Trockner­ raumwandung umgebenden Raum 2 gelangen 0,3 m³/h Kühlwasser durch das Durchflußregelorgan 13 und den Stutzen 9; es verläßt diesen Raum wieder durch den Stutzen 10. Mit dem Durchflußregel­ organ 12 eingestellt, werden 0,2 m³/h Kühlwasser in den den mechanischen Mischer umgebenden Raum 3 geführt, zunächst durch den Stutzen 7 in den ringförmigen Kanal 16, von dort durch Öffnungen 17 in den äußeren Raum des senkrechten axialen Doppel­ rohres 18 und weiter in die äußeren Räume der strahlenförmig angeordneten Doppelrohre oder Doppelkanäle 19. Das aufgewärmte Kühlwasser verläßt diesen Raum wieder durch die inneren Rohre und den Stutzen 8. Zwischen dem ringförmigen Kanal 16 und dem senkrechten axialen Doppelrohr 18 befinden sich eine untere Abdichtung 15 und eine obere Abdichtung 14. Dem den Einbauten zur mechanischen Vermischung umgebenden Raum 4 strömen 0,1 m³/h Kühlwasser durch das Durchflußregelorgan 11, den Stutzen 5 und die innere ringförmige Sammelleitung 20 zu. Danach steigt das Kühlwasser in den Kanälen 21 zur äußeren ringförmigen Sammelleitung 22 auf. Diese verläßt es erwärmt durch den Stutzen 6. Es ist möglich, während des stationären Betriebes die Kühl­ wasserzufuhr durch das Durchflußregelorgan 13 auszusetzen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Trocknung thermolabiler zum Anbacken neigender Produkte unter Anwendung eines zylinderförmigen Wirbelschichtapparates mit Anströmeinrichtung und Trockenraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Trockenraumes (1), der Anströmeinrichtung und einer Vermischungseinrichtung von Räumen (2; 3; 4) umgeben sind, die als Hohlräume (2) bzw. als eine innere ringförmige Sammelleitung (20), die strahlenförmig in einem Winkel von 1-60° schräg nach oben zu Kanälen (21), die zu einer äußeren Sammelleitung (22) führen und als strahlenförmig von innen nach außen gerichteten Doppelkanälen (19), die parallel zum Anströmboden geführt sind, ausgebildet sind und daß die Hohlräume (2) bzw. die innere ringförmige Sammelleitung (20) von einem Kühlmedium durchströmt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume (2) von der oberen und unteren Öffnung (17) nach außen mit Stutzen (6; 10) und ein Stutzen mit einem Durchflußregelorgan (11; 13) versehen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Räume (2) einen lichten Abstand zwischen der äußeren und inneren Wandung von 5 bis 50 mm besitzen und in voneinander getrennten Sektionen unterteilt sind.

4.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkanäle (19) so in einem senkrechten axialen Doppelrohr (18) münden, daß jeweils die inneren und äußeren Rohre zusammengefügt sind und ein innerer und äußerer Raum entsteht, die voneinander getrennt sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei den strahlenförmig angeordneten Doppelkanälen (19) die äußeren Kanäle jeweils die inneren überragen und an ihrem oberen Ende geschlossen und die inneren offen sind.

6. Vorrrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das innere am unteren Ende offene Rohr des axialen Doppelrohres (18) das äußere nach unten überragt, wobei der sich bildende Ringspalt zwischen äußerem und innerem Rohr des Doppelrohres (18) unten verschlossen ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das äußere Rohr des Doppelrohres (18) oberhalb seines unteren Endes Öffnungen (17) besitzt und innen ein ringförmiger Kanal (16) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen der oberen und unteren Wandung des Kanals (16) und dem äußeren Rohr des Doppel­ rohres (18) jeweils eine Abdichtung (14; 15) angeordnet ist.