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Verfahren zum Verdampfen von Flüssigkeiten durch Zerstäubung.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdampfen von Flüssigkeiten,
welche Feststoffe in Lösung oder Suspension enthalten, und bezweckt, bei möglichst
großer Wärmewirtschaftlichkeit die Verdampfung der Flüssigkeit so rasch durchzufLühren,
daß die Feststoffe au'sfalen, bevor sie durch das Trocknungsmittel eine chemische
Veränderung haben erleiden können.
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Die Erfindung besteht darin, daß in eine überhitzte kreisende und
aus dem Verdampfungsprozeß selbst herrührende Dampfatmosphäre, welche bei ihrem
Kreislauf immer wieder auf die erforderliche Trocknungstemperatur gebracht wird,
das Trockengut in feinster Verteilung und an der Stelle höchster Dampftemperatur
eingesprüht wird, so daß der überhitzte Trocknungsdampf mit äußerst kleinen Flüssilgkeitströp.
fclhen i. n Berührung gelangt. Hierdurch findet eine so gut wie augenblickliche
Verpuffung des Flüssigkeitsgehaltes der Tröpfchen statt, und der darin enthaltene
Feststoff fällt zu Boden, noch bevor er durch den überhitzten Dampf übermäßig hat
erwärmt werden können. Er lagert sich an einer Stelle von niedrigerer Dampftemperatur
in den Trocknungsapparat ab, wird aber auch dort, selbst bei etwas längerer Berührung
mit dem kreisenden nnd infolge der Abgabe von Verbrennungswärme etwas abgekühlten
Trocknungsdampf, in keiner Weise chemisch oder iim Geschmack verändert.
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Das neue Trocknungsverfahren eignet sich deshalb vornehmlich zur
Trocknung von organische Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten, insbesondere Milch,
eiweißhaltigen Stoffen, wie Eiern usw. Diese Stoffe konnten bisher mit den gebräuchlichen
Zerstäubungs- und Dampf-oder Lufttrocknungsverfahren nur mit Schwierigkeit einwandfrei
getrocknet werden, weil eine längere Berührung der ausgeschiedenen Feststoffe mit
dem infolge der Wärmeabgabe und der Aufnahme der Dampfschwaden gesättigten oder
feuchten Trocknungsmittel die ausgeschiedenen Feststoffe leicht chemisch verändert,
im Geschmack beeinträchtigt und häufig zum Koagulieren bringt.
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An sich ist nun die Verwendung einer kreisenden Dampfatmosphäre,
welche durch den Verdampfungsvorgang selbst entstanden ist, keineswegs neu. Sie
erscheint aber hier in Verbindung mit der Überhitzung der Trocknungsdampfatmosphäre
und dem Einsprühen des Trocknungsgutes in diese in feinst verteilter Form nicht
nur wegen der an sich bekannten guten Wärmewirtschaftlichkeit, sondern auch deshalb
von Bedeutung, weil bei der Behandlung aromatische Stoffe enbaltender Flüssigkeiten
diese in der kreisenden Trocknungsdampfatmosphäre zurückgehalten werden, so daß
letzten Endes die ausgeschiedenen Feststoffe im Geschmack überhaupt nicht, in jedem
Fall aber weit weniger als bei den bekannten Verfahren beeinträchtigt werden, bei
denen die ans der Verdampfung herrührenden Schwaden dauernd ab streichen können.
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Einige Ausführungsformen von zur Durchführung des neuen Verfahrens
geeigneten Apparaturen sind in den Zeichnungen veranschaulicht, in welchen bedeuten
: Abb. I und 2 Seitenansicht und Draufsicht einer Apparaflconstruktion, Abb. 3 und
4 senkrechte und wagerechte Schnitte durch einen anderen Trocknungsapparat, gemäß
der Erfindung, und zwar nach Linie 3-3 der Abb. 4 und Linie 4-4 der Abb. 3.
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Bei dem neuen Apparat wird eine aus dem Verdampfungsvorgang sclbst
herrührende Trocknungsdampfatmosphäre im Kreislauf herumgeführt und vor der jeweiligen
Berührung mit der Trocknungssubstanz so hoch überhitzt, daß der Dampf nach Beendigung
des Trocknungsvorganges durch die Aufnahme der aus der verdampften Flüssigkeit entstandenen
Dämpfe nicht gesättigt oder feucht geworden ist und die ausgeschiedenen Feststoffe
beeinflussen kann. Infolge ler Verwendung einer kreisenden D^ampfatmosphäre muß
deshalb bei jedem Kreislauf immer nur die infolge der Verdampfung entstandene Volumenaunahme
nach außen abgegeben werden. Im übrigen muß der kreisenlen Dampftrocknungsatmosphäre
jeweils immer nur diejenige Frisobwärme zugeführt werden, welche durch die vorhergehende
Verdampfung verbraucht und an die Atmosphäre abgegeben worden ist.
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Gemäß Abb. 1 und 2 der Zeichnung erfolgt
die Trocknung
in einer zylindrischen Trocknungskammer 10. Diese ist am einen Ende an einen Ventilator
angeschlossen, welcher die kreisende Bewegung der Trocknungsdamatmosphäre aufrechterhält
und dessen Auslaß in den tangentialen Einlaß 12 eines Zyklons I3 mündet, in welchem
sich die ausgeschiedene Trocknungssubstanz abstzen kann. Sie kann aus dem Boden
des Zyklons durch eine Mehrkammerklappe 14 abgezogen werden. Der Deckel des Zyklons
steht durch eine Rückleitung 15 mit dem vorderen Ende der Trocknungskammer 10 in
Verbindung.
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An dem vorderen Ende der Trocknungskammer 10 befindet sich ferner
eine Heisvorrichtung 16, mittels welcher die Trocknungsdampfatmosphäre jedesmal,
bevor sie erneut mit dem Trocknungsgut in Berührung gebracht wird, in der Temperatur
aufgefrischt und überhitzt wird. Bei der in Abb. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform
streichen die Heizgase um das vordere Ende der Trocknungskammer 10 in der Längsrichtung
durchsetzende Heizrohre 18, durch die der Trocknungsdampf aus der Rückleitung 15
in die Trocknungskammer 10 zurücktritt. Die Heizgase selbst werden in einem Ofen
19 beliebiger Art erzeugt, der durch Rohre 20, 21 an den Überhitzer 16 und den in
der Zeichnung nicht veranschaulichten Schornstein durch Klappeneinstellung angeschlossen
werden kann.
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Unmittelbar hinter den Heizrohren 1.8, also im wesentlichen an der
Stelle höchster Dampftemperatur und größter Dampfüberhitzung, ragt in das Eintrittsende
der Trocknungskammer 10 eine Mehrzahl von Zerstäubungsdüsen 17, aus denen das Trocknungsgut
in feistverteilter Form in die kreisende Dampftrocknungsatmosphäre eingesprüht wird.
Der Flüssigkeitsgehalt der hierbei gebildeten kleinsten Tröpfchen des Trocknungsgutes
gelangt bei dieser unmittelbaren Berührung mit dem frisch überhitzten Trocknungsdampf
zur augenblicklichen Verdampfung, die darin enthaltenen Feststoffe fallen deshalb
mehr nach dem Ventilator 11 zu, also an einer Stelle von bereits wesentlich niedrigerer
Dampftemperatur zu Boden und gelangen alsbald in den Zykon 13, noch bevor sie durch
die dauernde Berührung mit dem Trocknungsdampf im Geschmack oder ihrer chemischen
Zusammensetzung haben verändert werden können.
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An die Rückleitung 15 ist ein Auslaßrohr 22 angeschlosse, welches
drei Nebenrohre 23, 24, 25 besitzt. Durch diese Rohre wird der Ausgleich des infolge
der dauernden Aufladung des Dampfvolumens jeweils zunehmenden Druckes vorgenommen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich ohne weiteres aus vorstehender
Beschrerbung. Zu Beginn eines Trocknungs-oder Verdampfungsvorganges wird der Ofen
19 angeheizt und das Gebläse 11 angestellt, so daß die in dem Apparat zunächst vorhandene
Luft im' Kreislauf durch den Apparat geführt wird. Man stellt nun die Düsen I7 an,
stäubt das flüssige Trocknungsgut ein und bringt es zur Verdampfung. Die kreisende
Trocknungsatmosphäre nimmt deshalb immer mehr Dampf auf, die Luft wird nach und
nach verdrängt und es entsteht so schließlich eine kreisende Dampftrocknungatmosphäre,
die von dem durch den Verdampfungsvorgang selbst erzeugten Dampf gebildet wird.
Dieser wird jedesmal beim Durchgang durch die Heizrohre 18 nachgewärmt und überhitzt,
und es braucht deshalb immer nur diejenige Wärmemenge neu aufgeladen zu werden,
welche zuvor durch die Verdampfung der eingesprühten Flüssigkeitströpfchen verbrauoht
worden ist. Es Findet deshalb niemals ein Niederschlag oder eine Sättigung des Trocknungsdampfes
statt.
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Bei der in Abb. 3 und 4 veranschaulichten Apparatlkonstruktion, die
besonders zur Behandlung von Zucker, lösungen oder Syrup bestummt ist, ist der Zylkdon
13 durch eine Reihe von am Ende der Trocknungskammer vorgesehenen Sieben 30 ersetzt.
Der Überhitzer 31 wird direkt durch einen Gasbrenner 32 beheizt, und sattt des Gebläses
11 ist ein einfacher Schraubeventilator 33 für die Erzeugung des Dampfkreislaufes
vorgeschen.
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Der Druckausgleich erfollgt hier durch ein Rohr 34.