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EP1406054A1 - Vorrichtung zum Behandeln von Schüttgut - Google Patents

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Publication number
EP1406054A1
EP1406054A1 EP02022412A EP02022412A EP1406054A1 EP 1406054 A1 EP1406054 A1 EP 1406054A1 EP 02022412 A EP02022412 A EP 02022412A EP 02022412 A EP02022412 A EP 02022412A EP 1406054 A1 EP1406054 A1 EP 1406054A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
bulk material
area
discharge
feed
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP02022412A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1406054B1 (de
Inventor
Edwin Eisenegger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE50208794T priority Critical patent/DE50208794D1/de
Priority to EP02022412A priority patent/EP1406054B1/de
Priority to AT02022412T priority patent/ATE346273T1/de
Publication of EP1406054A1 publication Critical patent/EP1406054A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1406054B1 publication Critical patent/EP1406054B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/18—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs
    • F26B17/20—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs the axis of rotation being horizontal or slightly inclined

Definitions

  • the invention relates to devices according to the preamble of claim 1.
  • Heat treatment is of particular importance.
  • When heating with saturated steam are for example product temperatures of at least 85 ° C and a dwell time of at least four minutes.
  • Hot air There are also heat treatments with Hot air known. With the usual heat treatments there is a risk that the Temperature distribution is not uniform or not homogeneous.
  • hot air often creates short-circuit flow channels with a high Air flow and a low heat exchange. It also occurs at high flow rates undesirable segregation with regard to particle sizes and carrying an undesirably high proportion of the product.
  • Cooling should efficiently ensure a uniform final temperature and final moisture. It has now been shown that high cooling air throughputs with extensive Loosening of the product enables an intensive heat and moisture exchange, but at the same time to undesired segregation with regard to Particle sizes and lead to an undesirably high proportion of product.
  • the portion carried in the cooling air must have large-sized separators be separated from the cooling air. It has been shown to be valuable too fine-grained additives are discharged. If cooling air through larger Bulk layers are routed, so short-circuit flow channels often arise high air flow and low heat exchange.
  • a mixer which is rotatable in a housing arranged drum with a partially perforated jacket wall.
  • the product reaches the drum in the area of a first end face and is, for example, by means of a screw attached to the inside of the jacket wall due to the rotary movement the drum moves against the second face, where there is an outlet is provided.
  • An air guiding device comprises a feed device on the housing and a discharge device from the drum, so that the process air through the perforated area of the jacket wall and the bulk material lying against it into the interior the drum and the discharge device from the drum.
  • the bulk material is fluidized using the process air and mixed due to the rotation of the drum, an uneven treatment due to the development of dead zones to avoid.
  • a solution in which the feed device alternates is preferred faces a perforated area and then a closed area again, so that the bulk material is only alternately flowed through by process air.
  • the solutions according to DE 39 02 271 A1 they have the disadvantage that some of the process air passes through a gap area between the drum and the housing without the bulk material flow through to the discharge device.
  • the perforated jacket areas are during part of the rotary movement so that there is no bulk material inside and process air flows in from the outside, so that the process air without contact to the Bulk material enters the drum through the perforation.
  • the air without contact flowed through to the bulk material is thus unused, which is not efficient.
  • the structure with the housing, the drum rotatable therein and the axial Laxative device very expensive. In order to be sufficient for thicker layers of bulk material To achieve fluidization, high flow rates must be chosen become, which in turn leads to undesirable segregation in terms of particle sizes and leads to the carrying of an undesirably high proportion of the product.
  • EP 338 099 A1 describes a device with a rotatable drum and a Fluidization bed known.
  • the fluidization bed is supported by an air box with a perforated surface, forming the air box and thus the fluidization bed in the lower part of the drum interior in the direction of the axis of rotation extends over a portion of the drum.
  • the Drum In the area with the air box, the Drum a wreath of lifting blades on the inside so that bulk material from the lower drum area is carried, which counteracts when the blades rise trickles the upper drum area from the lifting blades onto the fluidization bed.
  • the trickling bulk material is both air that along the drum axis is conveyed through the drum and air flows through it from the air box.
  • the layer thickness on the fluidization bed vary greatly, especially undulating, which is treated too differently Partial quantities of the bulk material leads.
  • high flow rates are required can be selected, which leads to undesirable segregation in terms of particle sizes and leads to the carrying of an undesirably high proportion of the product.
  • a disadvantage of the devices with rotating drums is that in operation only a small part of the drum volume is filled with bulk material. It is about essentially a bulk kidney, which is a maximum of 10 to 15% of the drum volume busy. The fill level is also very limited above the fluidization areas, which has a negative effect on the achievable filling quantity. Because of this low Capacity and because rotating drums also converted for safety reasons or must be blocked off, is the space required in relation to the recording volume and thus undesirably large for the throughput that can be achieved.
  • the object of the invention is now simple, versatile and efficient Find applicable device for treating bulk material with process gas.
  • a rotating drum in the inside of which the bulk material is received, the possible uses of the device limits.
  • supplying and removing process air in or out of a rotating one Drum must have a tight connection from the rotating drum to the non-rotating, stationary air duct parts can be provided, which is very expensive connected is.
  • a portion of the process air cannot be passed through the bulk material.
  • the wall of a rotating drum can only be connected to a cooling or heating circuit with additional effort. If a fixed or a non-rotating container is used, this can be formed with little effort with a heating or cooling jacket and thus also give contact heat to the bulk material or absorb heat from it.
  • a solid container is a container that is not set in rotation and thus always remains in the same position. There are no measures for a solid container necessary to prevent operators from coming into contact with rotating parts. Air duct parts can easily be connected tightly to the non-rotating container become.
  • a driver cage is rotatable in the container about the container axis arranged, which driver elements movable along the inner wall of the container makes.
  • the driver cage preferably comprises at least one screw element and optionally at least one that runs essentially parallel to the drum axis Slat element.
  • the design of the screw and / or the lamella elements allows desired bulk material movements in the direction of the container axis and to achieve in the circumferential direction. If necessary, the container axis is slightly inclined arranged so that the bulk movement in the axial direction by gravity is encouraged or supported.
  • the lamella or, if applicable, the screw elements move the bulk material in Take the circumferential direction up to an upper section of the container interior can, these are optionally formed in the shape of a scoop.
  • the slat elements interact with an inner guide surface in the ascent area, so that a conveying area between the inner wall of the container and the guide surface is formed in which the screw and / or lamella elements move.
  • the bulk material is thus in the direction of movement of the screw and / or lamella elements pushed through the funding area in front of these elements.
  • This in Bulk conveyed material falls from the upper end of the guide surface through the container against its lower area.
  • the solution according to the invention thus comprises a solid container with a cylindrical one Shell wall.
  • the container axis runs essentially horizontally, or around inclined at a small angle to the horizontal.
  • a drive cage is in the container the container axis is rotatably arranged and includes driver elements that are in the Rotate to move along the inside wall of the container.
  • the driver cage comprises as a driver element at least one screw element and / or at least one essentially Lamella element running parallel to the drum axis.
  • the driver elements make bulk material feasible in the circumferential direction to a discharge area from where the bulk material falls towards the bottom in a veil shape.
  • In the lower interior of the container at least one supply opening for process air is arranged.
  • the drop area and for the process air at least one discharge opening and the at least one a supply opening arranged so that the process air from the supply opening against flows into the discharge area and then to the discharge opening.
  • the discharge opening for this purpose is formed in the upper peripheral region of the container.
  • the least A supply opening for process air can be placed on a fixed inside the driver cage arranged feed device or possibly also on the inner wall of the container be formed.
  • the driver elements act with a inner guide surface together, so that between the container inner wall and the A guide area is formed in the guide surface, in which the screw and / or Move slat elements.
  • the discharge area is from the upper end of the Guide surface formed.
  • the guide surface with the feed device connected for the process air, the feed opening, for example, at the lower Edge of the guide surface is the guide surface and in particular the associated feed device can be pulled out of the container in the axial direction arranged.
  • the bulk material falling down in a veil is in the lower part of the container added.
  • a layer of bulk material is formed in a collection area an upper level surface.
  • the driver elements comprise at least one preferably continuous screw or screw line and a guide surface is provided, a controlled throughput of the Bulk goods can be guaranteed by the container.
  • the driver elements comprise at least one preferably continuous screw or screw line and a guide surface.
  • a controlled throughput of the Bulk goods can be guaranteed by the container.
  • the share of entrainment can be determined, which also affects the throughput.
  • the thread throughput determines the throughput that can be achieved per revolution.
  • the Throughput per revolution can be multiplied by the speed in one Throughput can be converted per time.
  • the ratio of the container filling quantity to Throughput per time provides the average residence time. With a given treatment time can be appropriate according to the design of the device Speed can be set.
  • a continuous screw In addition to the controlled throughput, a continuous screw also ensures that particles in the same volume range when feeding in the screw essentially always be led together. This controlled feed supports this Achieve a narrow treatment spectrum for all particles. Accordingly, one homogeneous treatment of the bulk material and the risk of insufficiently treated Particles are greatly reduced.
  • the mean stay can be direct can be selected according to the desired treatment time. Because the time of stay A large throughput can be achieved if it is not necessary to choose an unnecessarily large one.
  • the loosening wave below the veil preferably a paddle shaft arranged parallel to the container axis.
  • the one on the loosening shaft attached loosening elements, in particular paddle elements move at least partially when rotating the loosening shaft, if necessary also completely, through the bulk material layer, loosening up the bulk material and doing so if necessary, whirl up over the upper level surface. Work over the bulk layer the loosening elements, if necessary, on the veil. With such a mechanical Loosening can be chosen very high in the container.
  • the process air can be in intensive heat exchange contact kick with the loosened bulk material, with part of the loosening in Area of the veil and part in the area of the loosening elements is given.
  • the bulk material preferably arrives in the area of a first end face of the container via an entry device into the container from above and leaves the container a discharge device in the region of its second end face.
  • the feed and discharge device are preferably designed so that essentially no process air can leak.
  • these devices include cellular wheel sluices.
  • the of process air discharged from the container with the process air contained therein Particle content is removed via a separator, preferably at least guided a cyclone, about on the air outlet side of the separator a suction fan is arranged.
  • a separator preferably at least guided a cyclone, about on the air outlet side of the separator a suction fan is arranged.
  • a separator preferably at least guided a cyclone
  • a suction fan is arranged.
  • the air outlet side is reconnected to the supply device.
  • the process air from the air outlet side to the environment delivered or, if necessary, fed to another process step.
  • the Bulk material separated from the separating device may
  • the device according to the invention for treating bulk material is of simple construction and versatile. It can be used for cooling, drying and heating with process air or gas, for example for hygienizing. It understands it goes without saying that steam can also be used for heating. To do this Steam nozzles arranged in the interior of the container so that the steam escapes into the Bulk layer is entered at the collection area. With the process air can Moisture can be removed from the bulk material, so that even when large amounts of steam the moisture of the bulk material when discharged in a desired Area.
  • the device mechanically achieves a bulk curtain with loosened bulk, or with particles that are surrounded by open spaces.
  • the process air does not have to fluidize the bulk material and can therefore be used with a lower flow velocity flow through the bulk material, which is an undesirable Carrying a high proportion of products prevented.
  • the product on Is discharged at the end of a mixing process does not occur in the discharge device Separations in terms of particle sizes.
  • the device enables due an efficient combination of mechanical elements and air flow Processes with a high degree of thermal utilization. If necessary the heat is recovered from the exhaust air. When warm exhaust air contaminated with odor the bulk material is guided, the bulk material can be preheated and a reduction in Odor, the exhaust air emerging from the device can be achieved.
  • a screening or fractionation of the bulk material can be carried out, so that the device, for example, also for separating the bulk material into fine material and coarse goods can be used.
  • Essentially identical devices can be arranged in series and / or in parallel become. For example, if two devices for cooling or heating in Connect the series to each other so that the air outlet side of the lower container can also be used the air supply device of the upper container.
  • the Process air used in two stages for cooling or heating. If necessary contact heat from the inside of the container and in particular also from the guide surface delivered or recorded. In addition, these areas may be necessary Guides for a heat transfer medium as a double-walled border or if necessary, heating elements provided.
  • the device according to the invention is not for the treatment of flour-shaped Products limited, but can be advantageous for the treatment of all bulk goods be used.
  • cubes or expandates can also be treated.
  • Treatments with process air of any other bulk goods can be carried out.
  • sawdust can be dried.
  • the device 1 shows a device 1 for treating bulk material with process air or gas.
  • the device 1 comprises a fixed cylindrical container 2, which in its Longitudinal direction of a first and a second end face 2a, 2b is completed.
  • a container axis 2c runs essentially horizontally or at a small angle inclined to the horizontal.
  • the bulk material enters through an entry device 3 the inside of the container 2.
  • a discharge device 4 is used to discharge treated Bulk material from the container 2.
  • the entry device 3 is for example at the first end face above and the discharge device 4 if necessary at the second end face arranged at the bottom of the container 2, so that the bulk material after the Entry into the container 2 during the treatment in the direction of the container axis 2c is conveyed through the container.
  • the funding is preferably mechanical, in particular with a driver cage 8, for example a screw element 8a.
  • a driver cage 8 for example a screw element 8a.
  • this can Bulk material can also be moved against the discharge device 4 due to gravity.
  • a feed device 5 with a feed opening 5a.
  • the feed opening 5a extends preferably at the lower end region of the feed device 5 in the direction the container axis 2c essentially over the entire interior of the container 2.
  • the feed device 5 feed openings 5a for example in the form of slots can be trained.
  • the feed opening 5a or the lateral area 5c becomes like this formed that the entry of bulk material in the feed device 5 in the operating state is prevented.
  • the process air emerging from the feed opening 5a enters a bulk collection area 7 in the lower region of the container 2. After the The process air passes through a bulk material layer 9 to the upper level 9a this layer and then flows through a bulk curtain 10 against one in the upper Removal device 6 arranged in the container area, which also has a discharge opening 6a the container 2 is connected. If necessary, the process air also enters directly the bulk curtain 10.
  • the feed opening 5a towards the bottom and as a large opening be formed.
  • Driver cage 8 bulk material reaches the inside of the feed device 5, the edges are the feed opening 5a inclined towards the bottom in the direction of rotation. The one from the drive cage 8 stimulated bulk material movement is used by these as guiding surfaces Boundaries deflected downwards.
  • the feeding of the feed device 5 takes place from the second end face 2b a connection opening 5b which has the largest possible cross section and therefore, even with a high process air throughput, entry speeds that are too high prevented.
  • a sufficiently large dimensioning of the feed device 5 and the feed opening 5a ensures that the process air with a large Throughput and sufficiently low flow velocity reaches the bulk material.
  • the feed device 5 occupies together with the Guide surface 13 accounts for 30-40% of the container interior and is in the area one half of the container. The other half of the container and the area of the drive cage 8 are provided for receiving the bulk material and the bulk material veil.
  • At least one lamella element 8b is preferred on the driver cage 8 but are a plurality of evenly spaced lamella elements in the circumferential direction 8b arranged.
  • a driver drive 11 (FIG. 3) sets the driver cage 8 in a Rotary movement according to arrow 11a.
  • the lamella elements 8b cooperate, for example an inner guide surface 13 and with the container inner wall 2d, so that a conveying area between the container inner wall 2d and the guide surface 13 14 is formed.
  • the discharge area 12 is from the upper end of the Guide surface 13 formed.
  • the lamella elements 8b are on the longitudinal elements 8e of the Driver cage 8 attached.
  • the attachment is preferably designed such that the The position of the lamella elements 8b can be adjusted radially relative to the longitudinal elements 8e is that the total displacement effect of the longitudinal and lamella elements 8e, 8b is adjustable. This adjustability allows the radial portion of the funding area 14, which is occupied by the longitudinal and lamella elements 8e, 8b. Because the driver cage 8 together with the lamella elements 8b for conveying in the circumferential direction preferably also at least one screw element 8a for conveying in Direction of the container axis 2c can be adjusted by adjusting the position of the lamella elements 8b the relationship between the promotion in volume and the promotion be changed in the axial direction.
  • the bulk material veil 10 forms in the container 2 out.
  • the feed opening 5a is below and the discharge opening 6a is above the bulk material veil 10 arranged so that the process air at least partially in the operating state flows through the bulk curtain 10.
  • the container 2 can be pulled out in the axial direction.
  • the container 2 and optionally also the guide surface 13 preferably comprise at least subareas in which a contact surface transfers heat between the adjacent bulk material and a heat transfer medium or at least allows a heating element.
  • the container 2 and / or the guide surface 13 double-walled, so that the heat transfer medium through a cavity 15 can be guided.
  • Fig. 2 shows an embodiment in which the driver cage 8 and the Screw element 8a includes vane-shaped lamella elements 8c.
  • the scoop-shaped Lamella elements 8c are designed such that they are in the lower container area bulk goods in a given circumferential range with formation of veils.
  • a guide surface 13 can be dispensed with, so that a larger circumferential area can be used for the formation of veils.
  • the dropping area extends over a partial ring section along which the Throwing edges of the blade-shaped lamella elements 8c when throwing bulk material move.
  • Carrying out movements in the direction of the container axis 2c can be done in the Inside the container 2 can be arranged radially within the carrier cage 8, so that the interior is divided into subspaces in the axial direction.
  • the feed device 5 ' is analogous to the feed device 5 according to FIG. 1 inside of the container 2 arranged. It includes an end opening 5b and Feed openings 5a in the form of slots, with a roof-shaped configuration prevents the entry of bulk goods. At least through the upper feed openings 5a the process air goes directly into the bulk curtain 10 and flows after an intensive one Contact to bulk particles over essentially all of the top Removal device 6 adjoining the container area.
  • the feed slots of the roof-shaped Feeding devices 5 ′ can also be used in an embodiment according to FIG. 1 can advantageously be used with a guide surface 13, in which case, for example the guide surface 13 is formed separately from the feed device and the tip in central area of the veil 10 is positioned so that bulk goods on both sides trickles down the feeder.
  • the second feed device 5 ′′ shown is arranged outside the container 2.
  • the process air passes through a supply opening 5a "in the form of a surface with an extreme small holes in the inside of the container 2.
  • the bulk material should be retained in the container become. Because the small holes can be blocked, high ones would have to be plugged Air speeds are worked, but this is not desirable. thats why this solution is not appropriate for all bulk goods. If necessary, it will be at Bulk goods are used, which can not lead to blockages.
  • pulsating Process air can be provided by, for example, a rotating one Flap 16 is arranged in the feeder.
  • a pulsing device can Any of the described feeding device can be assigned.
  • FIG. 3 to 7 show a device according to FIG. 1, which additionally has a loosening shaft 17 includes.
  • the loosening shaft 17 loosens the bulk material mechanically on, allowing the process air to flow at a lower rate comes into intensive heat exchange contact with the bulk material. It understands of course that with a container with a larger diameter and / or a Upper or higher bulk material level two or more loosening waves 17 can be provided.
  • the container 2 with the entry device 3 is at the first end face 2a above, the discharge device 4 at the second end face 2b below and the discharge device 6 shown.
  • the driver cage 8 in the interior of the container 2 includes a first end face 2a and a second end face at second end face 2b 8c or 8d.
  • the two end elements 8c, 8d are at the container wall, thus radially outside, connected to one another via longitudinal connections 8e. The Ensure longitudinal connections 8e and / or slat elements 8b attached to them when the driver cage 8 rotates, bulk material is conveyed in the circumferential direction.
  • the first end element 8c is connected to a central drive shaft 18, which is rotatably mounted on the container 2 via first rotary bearings 18a and by the driver drive 11 can be driven.
  • the second termination element 8d is annular formed and is mounted radially on the outside via bearing 8f on the container 2.
  • the bearings 8f are in the form of rollers on the container 2 arranged, the rollers on a tread 8g of the end element 8d concern. At least three are preferably at least along the circumference four roles arranged.
  • the container axis 2c is at least one at the longitudinal connections 8e Screw element 8a, preferably in the form of a continuous thread line, formed, the thread line at least little over the longitudinal connections 8e and, if necessary, attached lamella elements 8b protruding against the container wall.
  • the lamella elements 8b are preferably designed as short pieces, which can be used between successive turns of the screw element 8a are. It goes without saying that the short pieces have different shapes can. They form driver elements that rotate when the driver cage is turned 8 move along an area near the inner wall of the container 2d and bulk material makes it feasible in the circumferential direction to a discharge area, so that starting in the container 2 at least one bulk curtain can be obtained from the discharge area.
  • an insertion opening 2d is formed in the container 2 which an insert part 19 can be inserted into the container 2.
  • the insert part 19 comprises the feed device 5 and / or the guide surface 13 and / or one Steam application device 24 and / or the loosening shaft 17 and can be used for Cleaning purposes in the axial direction removed from the container and inserted become.
  • the parts of the insertion part 19 are, if appropriate, each individually or at least partially, but possibly all, can be used together in the container.
  • the Loosening shaft 17 comprises loosening tools 17a, preferably paddles. It is rotatably supported on the insert part 19 by means of second pivot bearings 20 and is supported a loosening drive 21 driven.
  • the insertion part 19 Centered around the insertion part in container 2 To be able to fasten on both sides, the insertion part 19 according to FIG first end face 2a with a third pivot bearing 22 on a central pin 23 or mounted on a recess and on the second end face 2b via an end plate 19a and an end ring 19b radially connected to the outside of the container 2, wherein the loosening drive 21 is preferably attached to the outside of the end plate 19a is.
  • the steam introduction device 24 comprises, for example, one main line and several Distribution lines 24a, which extend against an area with bulk material and at the end, include outlet nozzles that introduce the steam into the bulk material.
  • the Steam introduction device 24 is optionally with the feed device 5 and / or the guide surface 13 connected.
  • FIGS. 8 and 9 show a device with a discharge device 6, which with a separation device, preferably at least one cyclone 25 and adjoining it is connected to an air drive device 26.
  • a separation device preferably at least one cyclone 25 and adjoining it is connected to an air drive device 26.
  • the discharge devices of the cyclones with the Connected inside the container 2.
  • Filters especially bag filters, are used. Because the filters are cleaned or replaced should only be used for treatments or bulk goods, discharge the very small proportions of the bulk material via the process air.
  • a process air return 28 may lead from the air drive device 26 via an adjustable valve 29 to the feed device 5. This allows the device also with a closed process air circuit, or possibly with a Recirculated air and a fresh air portion are operated, the valve 29 then exhaust air proportionally feeds both the environment and the feed device 5.
  • the container wall 2d and / or optionally the guide surface 13 with a Cooling or heating medium to cool or heat are on the container 2 and / or on Insert part 19 at least one inlet connection 32 and at least one outlet connection 33 provided.
  • Both containers 2 comprise an entry device 3 and a discharge device 4 for loading and unloading bulk goods and one feed device and one Removal device for supplying or removing process air.
  • the discharge device of the first or upper container serves as the entry device of the second container 2 and thus becomes a transfer device 30.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
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  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zum Behandeln von Schüttgut umfasst einen festen zylinderförmigen Behälter (2) mit einer ersten sowie einer zweiten Stirnseite (2a, 2b), einer Mantelwand und einer Behälterachse (2c), die im Wesentlichen horizontal oder um einen kleinen Winkel zur Horizontalen geneigt verläuft. Zum Eintragen bzw. Austragen von Schüttgut sind eine Eintragsvorrichtung (3) sowie eine Austragsvorrichtung (4) vorgesehen. Zum Zuführen bzw. Abführen von Prozessluft umfasst die Vorrichtung eine Zuführvorrichtung (5) sowie eine Abführvorrichtung (6). Im Behälter (2) ist ein Mitnehmerkäfig (8) mit mindestens einem Mitnehmerelement (8a, 8b) um die Behälterachse (2c) drehbar angeordnet. Ein Mitnehmerantrieb (11 ) treibt den Mitnehmerkäfig (8) an, wobei sich das mindestens eine Mitnehmerelement (8a, 8b) beim Drehen entlang eines Bereiches bei der Behälter-Innenwand (2d) bewegt und dabei Schüttgut in Umfangsrichtung zu einem Abwurfbereich (12) führt, so dass im Behälter (2) ausgehend vom Abwurfbereich (12) zumindest ein Schüttgutschleier (10) erzielbar ist. Eine Zuführöffnung (5a) der Zuführvorrichtung (5) liegt unter und eine Abführöffnung (6a) der Abführvorrichtung (6) über einem Teil des Schüttgutschleiers (10), so dass die Prozessluft im Betriebszustand zumindest teilweise durch den Schüttgutschleier (10) strömt. Die Prozessluft muss das Schüttgut nicht fluidisieren und kann daher mit einer kleinen Strömungsgeschwindigkeit durch das Schüttgut strömen, was ein unerwünschtes Mitführen eines hohen Produkteanteils verhindert. Die Vorrichtung ermöglicht Prozesse mit einem hohen thermischen Ausnützungsgrad. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Herstellung von Nahrungs-, insbesondere aber Futtermitteln, muss qualitativ hochwertige und hygienisch unbedenkliche Produkte gewährleisten. Der Markt und gesetzliche Verordnungen stellen Anforderungen an den Produktionsvorgang. So muss beispielsweise mit einem Konditionierungsschritt eine Kontamination des Endproduktes mit bedenklichen oder pathogenen Keimen ausgeschlossen werden können. Für kompaktiertes Mischfutter werden etwa mit Druckkonditionierungsschritten zuverlässige Hygienisierungseffekte erzielt. Bei Mischfutter in mehlförmiger Form kann eine Druckkonditionierung nicht oder nur mit Schwierigkeiten durchgeführt werden. Das Fehlen einfacher und sicherer Hygienisierungsschritte hat bei der Verwendung von mehlförmigem Mischfutter immer wieder zu Bedenken geführt. Massnahmen in Form einer chemischen Behandlung mit organischen Säuren sind bei ausreichender Konzentration und Einwirkungszeit wegen des erheblichen Zeitaufwandes, der möglichen Korrosion der Produktionsanlagen und der eventuell beeinträchtigten Akzeptanz durch die Tiere nicht zweckmässig.
Zur Sicherung der hygienischen Qualität mehlförmiger Produkte kommt daher der Warmbehandlung eine besondere Bedeutung zu. Bei der Erwärmung mittels Sattdampf sind beispielsweise Produkt-Temperaturen von mindestens 85°C und etwa eine Verweilzeit von mindestens vier Minuten vorzusehen. Es sind auch Warmbehandlungen mit Heissluft bekannt. Bei den gängigen Warmbehandlungen besteht die Gefahr, dass die Temperaturverteilung nicht gleichmässig bzw. nicht homogen ist. Bei Warmbehandlungen mit Heissluft entstehen häufig Kurzschluss-Strömungskanäle mit einem hohen Luftdurchsatz und einem geringen Wärmeaustausch. Zudem tritt bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine unerwünschten Entmischung hinsichtlich der Partikelgrössen und das Mitführen eines unerwünscht hohen Produkteanteils auf.
Nebst der Warmbehandlung ist auch die anschliessende Abkühlung problematisch. Die Abkühlung soll effizient eine gleichmässige Endtemperatur und Endfeuchtigkeit gewährleisten. Es hat sich nun gezeigt, dass hohe Kühlluftdurchsätze mit weitgehender Auflockerung des Produktes einen intensiven Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch ermöglichen, dabei aber gleichzeitig zu einer unerwünschten Entmischung hinsichtlich der Partikelgrössen und zum Mitführen eines unerwünscht hohen Produkteanteils führen. Der in der Kühlluft mitgeführte Anteil muss mit gross dimensionierten Abscheidevorrichtungen aus der Kühlluft abgeschieden werden. Es hat sich gezeigt, dass auch wertvolle feinkörnige Zusatzstoffe ausgetragen werden. Wenn Kühlluft durch grössere Schüttgutschichten geführt wird, so entstehen häufig Kurzschluss-Strömungskanäle mit einem hohen Luftdurchsatz und einem geringen Wärmeaustausch.
Aus "Warmbehandlung und Kühlung mehlförmiger Mischfutter mit reduziertem Entmischungsrisiko", Eberhard Heidenreich, Thomas Michaelsen; Mühle + Mischfutter 139. Jahrgang, Heft 16/17, 8. August 2002 sind die Vorteile und Nachteile verschiedener Verfahren zum Hygienisieren bekannt. Gemäss diesem Artikel wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem die Warmbehandlung in einem Kurzzeitkonditioneur mittels Dampf und einem anschliessenden beheizbaren Verweilzeitbehälter durchgeführt wird. Die Abkühlung soll mittels Kühlluft in einem Band- oder Gegenstromkühler durchgeführt werden. Um die bei diesen Kühlvorrichtungen auftretende Entmischung und den Austrag von feinkörnigen Zusatzstoffen zu verhindern, sollen in einem Endmischer die feinkörnigen Zusatzstoffe eingemischt und/oder die Entmischung reduziert werden. Die Vor- und Nachteile dieses bevorzugten Verfahrens entsprechen gemäss dem erwähnten Artikel den Vor- und Nachteilen einer Warmbehandlung in einem ersten Mischer und dem Kühlen und Homogenisieren in einem zweiten Mischer. Wenn nun die Lösung mit zwei Mischern nicht bevorzugt wird, so liegt dies vermutlich daran, dass aus dem Stande der Technik keine effizienten, vielseitig einsetzbaren und einfach aufgebauten Mischer für Warmbehandlungen und Kühlschritte bekannt sind. Im Rahmen der erwähnten Versuche wurden für die Warmbehandlung und das Kühlen ein Pflugschar- und ein Schrägblattmischer getestet. Beide Mischer wurden mit Kühlluft durchströmt. Es hat sich aber gezeigt, dass die Mischer lediglich eine genügende Homogenität gewährleisten können. Ein besonders intensiver Kontakt bzw. Wärmeaustausch zwischen dem Schüttgut und der Prozessluft wird mit diesen Mischern nicht erzielt.
Aus der DE 39 02 271 A1 ist ein Mischer bekannt der in einem Gehäuse eine drehbar angeordnete Trommel mit einer teilweise perforierten Mantelwand umfasst. Das Produkt gelangt im Bereich einer ersten Stirnseite in die Trommel und wird beispielsweise mittels einer an der Innenseite der Mantelwand befestigten Schnecke aufgrund der Drehbewegung der Trommel gegen die zweite Stirnseite bewegt, wo eine Austrittsöffnung vorgesehen ist. Eine Luftführungsvorrichtung umfasst eine Zuführvorrichtung am Gehäuse und eine Abführvorrichtung aus der Trommel, so dass die Prozessluft durch den perforierten Bereich der Mantelwand und das daran anliegende Schüttgut in das Innere der Trommel und über die Abführvorrichtung aus der Trommel gelangt. Das Schüttgut wird mit Hilfe der Prozessluft fluidisiert und aufgrund der Drehung der Trommel durchmischt, um eine ungleichmässige Behandlung aufgrund von sich ausbildenden Totzonen zu vermeiden. Bevorzugt wird eine Lösung bei der die Zuführvorrichtung alternierend einem perforierten und dann wieder einem geschlossenen Bereich zugewandt ist, so dass das Schüttgut nur alternierend von Prozessluft durchströmt wird. Die Lösungen gemäss der DE 39 02 271 A1 haben den Nachteil, dass ein Teil der Prozessluft durch einen Spaltbereich zwischen der Trommel und dem Gehäuse ohne das Schüttgut zu durchströmen zur Abführvorrichtung gelangt. Die perforierten Mantelbereiche sind während eines Teiles der Drehbewegung so ausgerichtet, dass innen kein Schüttgut anliegt und von aussen aber Prozessluft zuströmt, so dass die Prozessluft ohne Kontakt zum Schüttgut durch die Perforierung in die Trommel gelangt. Die Luft, die ohne Kontakt zum Schüttgut durchströmt, wird somit ungenützt ausgetragen, was nicht effizient ist. Zudem ist der Aufbau mit dem Gehäuse, der darin drehbaren Trommel und der axialen Abführvorrichtung sehr aufwendig. Um bei grösseren Schüttgut-Schichtdicken eine genügende Fluidisierung zu erzielen, müssen grosse Strömungsgeschwindigkeiten gewählt werden, was wiederum zu unerwünschten Entmischungen hinsichtlich der Partikelgrössen und zum Mitführen eines unerwünscht hohen Produkteanteils führt.
Aus der EP 338 099 A1 ist eine Vorrichtung mit einer drehbaren Trommel und einem Fluidisierungsbett bekannt. Das Fluidisierungsbett wird von einem Luftkasten mit einer perforierten Oberfläche gebildet, wobei sich der Luftkasten und somit das Fluidisierungsbett im unteren Teilbereich des Trommelinnenraumes in Richtung der Drehachse über einen Teilbereich der Trommel erstreckt. Im Bereich mit dem Luftkasten weist die Trommel an ihrer Innenseite einen Kranz von Hubschaufeln auf, so dass Schüttgut vom unteren Trommelbereich mitgeführt wird, welches beim Ansteigen der Schaufeln gegen den oberen Trommelbereich hin von den Hubschaufeln auf das Fluidisierungsbett abrieselt. Das abrieselnde Schüttgut wird sowohl von Luft die entlang der Trommelachse durch die Trommel gefördert wird als auch von Luft aus dem Luftkasten durchströmt. Das auf den Luftkasten, bzw. auf das Fluidisierungsbett, fallende Schüttgut muss quer zur Trommelachse über den Rand des Fluidisierungsbettes hinaus gegen den unteren Trommelbereich fliessen, wo es von den Hubschaufeln erfasst wird. Um zumindest in einem Teilbereich der Trommel die Prozessluft nach oben abführen zu können, muss die Trommelwand in diesem Bereich perforiert sein. Es ist nun sehr schwierig die Trommel, den Luftkasten und die Antriebe für die Prozessluft in der Trommel und im Luftschacht so auszulegen, dass auf dem gesamten Fluidisierungsbett eine Schüttgutschicht mit konstanter Mächtigkeit und in Richtung der Trommelachse ein gewünschter Durchsatz von Schüttgut gewährleistet ist. Die Auslegung variiert stark entsprechen dem zu behandelnden Schüttgut, so dass keine vielfältig einsetzbare Standartvorrichtung bereitgestellt werden kann. Zudem kann die Schichtdicke auf dem Fluidisierungsbett stark, insbesondere wellenförmig, variieren, was zu stark unterschiedlich behandelten Teilmengen des Schüttgutes führt. Um bei grösseren Schüttgut-Schichtdicken eine genügende Fluidisierung zu erzielen, müssen grosse Strömungsgeschwindigkeiten gewählt werden, was zu unerwünschten Entmischungen hinsichtlich der Partikelgrössen und zum Mitführen eines unerwünscht hohen Produkteanteils führt. Zudem besteht bei Lösungen mit Fluidisierungsbereichen die Gefahr, dass die Öffnungen des Fluidisierungsbereiches mit Schüttgut verstopft werden.
Ein Nachteil der Vorrichtungen mit drehenden Trommeln besteht darin, dass im Betrieb nur ein geringer Teil des Trommelvolumens mit Schüttgut befüllt ist. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um eine Schüttgutniere, die maximal 10 bis 15% des Trommelvolumens belegt. Auch über den Fluidisierungsbereichen ist die Füllhöhe stark beschränkt, was sich negativ auf die erzielbare Füllmenge auswirkt. Aufgrund dieser geringen Füllmenge und weil drehende Trommeln zudem aus Sicherheitsgründen umbaut oder abgesperrt werden müssen, ist der Raumbedarf im Verhältnis zum Aufnahmevolumen und somit zum erzielbaren Durchsatz unerwünscht gross.
Bei drehenden Trommeln bewegen sich alle Teilchen auf individuellen Wegen. Das heisst, dass direkt benachbarte Teilchen vom Eintritt bis zum Austritt aus der Trommel sehr unterschiedliche Wege nehmen können. Für die Verweilzeit der Partikel in der Trommel und somit für die Behandlungszeit ergibt sich dadurch ein breites Spektrum und man kann nicht von einem homogen behandelten Schüttgut ausgehen. Die mittlere Aufenthaltszeit in der Trommel muss grösser gewählt werden als die für die Behandlung nötige Zeit. Dies reduziert den erzielbaren Durchsatz. Bei einer Hygienisierung kann das breite Aufenthaltsspektrum dazu führen, dass einzelne Keime aufgrund von äusserst kurzen Durchgangswegen durch die Trommel nicht zerstört werden.
Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht nun darin eine einfache, vielseitig und effizient einsetzbare Vorrichtung zum Behandeln von Schüttgut mit Prozessgas zu finden.
In einem ersten erfinderischen Schritt wurde erkannt, dass eine drehende Trommel, in deren Innern das Schüttgut aufgenommen ist, die Einsatzmöglichkeiten der Vorrichtung einschränkt. Beim Zuführen und Abführen von Prozessluft in bzw. aus einer drehenden Trommel müssen dichte Verbindung von der drehenden Trommel zu den nicht mitdrehenden, ortsfesten Luftführungsteilen vorgesehen werden, was mit einem grossen Aufwand verbunden ist. Bei undichten Verbindungen kann ein Anteil der Prozessluft nicht durch das Schüttgut geleitet werden. Zudem kann die Wand einer drehenden Trommel nur mit zusätzlichem Aufwand an einen Kühl- oder Wärmekreislauf angeschlossen werden. Wenn ein fester bzw. ein nicht drehender Behälter verwendet wird, so kann dieser mit kleinem Aufwand mit einem Heiz- oder Kühlmantel ausgebildet werden und somit auch Kontaktwärme an das Schüttgut abgeben bzw. Wärme aus diesem aufnehmen. Als fester Behälter wird ein Behälter bezeichnet, der nicht in Drehung versetzt wird und somit immer in der gleichen Lage verbleibt. Bei einem festen Behälter sind keine Massnahmen nötig, die den Kontakt von Bedienungspersonen zu drehenden Teilen verhindern. Luftführungsteile können problemlos dicht an den nicht drehenden Behälter angeschlossen werden. Um das Schüttgut in Achs- und/oder in Umfangsrichtung eines zylinderförmigen Behälters mit im Wesentlichen horizontal verlaufender Behälterachse fördern zu können, wird ein Mitnehmerkäfig im Behälter um die Behälterachse drehbar angeordnet, welcher Mitnehmerelemente entlang der Behälter-Innenwand bewegbar macht. Vorzugsweise umfasst der Mitnehmerkäfig zumindest ein Schneckenelement und gegebenenfalls zumindest ein im Wesentlichen parallel zur Trommelachse verlaufendes Lamellenelement. Die Ausgestaltung der Schnecken- und/oder der Lamellenelemente erlaubt es gewünschte Schüttgutbewegungen in Richtung der Behälterachse und in Umfangsrichtung zu erzielen. Gegebenenfalls wird die Behälterachse etwas geneigt angeordnet, so dass die Schüttgutbewegung in Achsrichtung von der Schwerkraft angeregt bzw. unterstützt wird.
In einem zweiten erfinderischen Schritt wurde erkannt, dass auch ohne Fluidisierungsbett ein intensiver Wärmekontakt zwischen Schüttgut und Prozessgas bzw. Prozessluft gewährleistet werden kann, wenn das Schüttgut zumindest in einem Teilbereich schleierförmig durch die Prozessluft fällt. Auf ein Fluidisierungsbett über einer perforierten Fläche, der von unten Luft zugeführt wird, kann verzichtet werden. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass die Prozessluft in den Schleier oder ins Schüttgut unterhalb des Schleierbereiches - also in einem Sammelbereich - durch zumindest eine Zuführöffnung eingetragen wird. Die Strömungsgeschwindigkeit kann klein gewählt werden, weil ja die Prozessluft nicht zur Fluidisierung einer Schüttgutschicht sondern zum Durchströmen eines Schleiers und etwa einer aufgelockerten bzw. dünnen Schüttgutschicht eingesetzt wird. Die Eintragsöffnung kann nach unten gerichtet sein und es kann sich um eine grosse Öffnung handeln, so dass die bei Fluidisierungsbereichen auftretende Verstopfung ausgeschlossen werden kann. Wenn die Zuführöffnung nach unten gerichtet ist, so wird sie beispielsweise an einer im Innern des Behälters und des Mitnehmerkäfigs angeordneten Zuführvorrichtung ausgebildet.
Damit die Lamellen- oder gegebenenfalls die Schneckenelemente das Schüttgut in Umfangsrichtung bis zu einem oberen Teilbereich des Behälterinnenraumes mitnehmen können, werden diese gegebenenfalls schaufelförmig ausgebildet. Vorzugsweise aber wirken die Lamellenelemente im Aufstiegsbereich mit einer inneren Führungsfläche zusammen, so dass zwischen der Behälter-Innenwand und der Führungsfläche ein Förderbereich ausgebildet ist, in dem sich die Schnecken- und/oder Lamellenelemente bewegen. Das Schüttgut wird somit in Bewegungsrichtung der Schnecken- und/oder Lamellenelemente vor diesen Elementen durch den Förderbereich gestossen. Das in Umfangsrichtung geförderte Schüttgut fällt vom oberen Ende der Führungsfläche schleierförmig durch den Behälter gegen dessen unteren Bereich. Bei einer Lösung mit schaufelförmigen Lamellenelementen müssen diese so ausgebildet werden, dass das Schüttgut in einem vorgegebenen Umfangsbereich aus den Lamellenelementen unter Bildung eines Schleiers entleert wird.
Die erfindungsgemässe Lösung umfasst somit einen festen Behälter mit einer zylinderförmigen Mantelwand. Die Behälterachse verläuft im Wesentlichen horizontal, oder um einen kleinen Winkel zur Horizontalen geneigt. Ein Mitnehmerkäfig ist im Behälter um die Behälterachse drehbar angeordnet und umfasst Mitnehmerelemente, die sich beim Drehen entlang der Behälter-Innenwand bewegen. Der Mitnehmerkäfig umfasst als Mitnehmerelement zumindest ein Schneckenelement und/oder zumindest ein im Wesentlichen parallel zur Trommelachse verlaufendes Lamellenelement. Die Mitnehmerelemente machen Schüttgut in Umfangsrichtung zu einem Abwurfbereich führbar, von wo das Schüttgut schleierförmig gegen unten fällt. Im unteren Innenbereich des Behälters ist zumindest eine Zuführöffnung für Prozessluft angeordnet. Dabei sind der Abwurfbereich und für die Prozessluft zumindest eine Austragsöffnung sowie die mindestens eine Zuführöffnung so angeordnet, dass die Prozessluft von der Zuführöffnung gegen den Abwurfbereich und anschliessend zur Austragsöffnung strömt. Die Austragsöffnung wird dazu im oberen Umfangsbereich des Behälters ausgebildet. Die mindestens eine Zuführöffnung für Prozessluft kann an einer festen innerhalb des Mitnehmerkäfigs angeordneten Zuführvorrichtung oder gegebenenfalls auch an der Behälter-Innenwand ausgebildet werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wirken die Mitnehmerelemente mit einer inneren Führungsfläche zusammen, so dass zwischen der Behälter-Innenwand und der Führungsfläche ein Förderbereich ausgebildet ist, in dem sich die Schnecken- und/oder Lamellenelemente bewegen. Der Abwurfbereich wird dabei vom oberen Endbereich der Führungsfläche gebildet. Gegebenenfalls ist die Führungsfläche mit der Zuführvorrichtung für die Prozessluft verbunden, wobei die Zuführöffnung beispielsweise an den unteren Rand der Führungsfläche anschliesst. Um eine einfache Reinigung des Behälterinnenraumes gewährleisten zu können ist die Führungsfläche und insbesondere die damit verbundene Zuführvorrichtung aus dem Behälter in Achsrichtung herausziehbar angeordnet.
Das schleierförmig herunterfallende Schüttgut wird im unteren Teilbereich des Behälters aufgenommen. Es bildet sich in einem Sammelbereich eine Schüttgutschicht mit einer oberen Niveaufläche aus. Im unteren Randbereich der Schüttgutschicht, also in einem an die Behälterwand anschliessenden Teilringbereich, wird das Schüttgut von den Mitnehmerelementen in Bewegung versetzt. Wenn nun die Mitnehmerelemente zumindest eine vorzugsweise durchgängige Schnecken- bzw. Schraubenlinie umfassen und eine Führungsfläche vorgesehen ist, so kann ein kontrollierter Durchsatz des Schüttgutes durch den Behälter gewährleistet werden. Um einen gewünschten Durchsatz zu erzielen, wird die Mächtigkeit des Förderbereiches zwischen der Behälter-Innenwand und der Führungsfläche festgelegt. Zudem kann durch die Wahl der radialen Ausdehnung der Schneckenelemente im Verhältnis zur Mächtigkeit des Förderbereiches der Mitnahmeanteil bestimmt werden, was sich auch auf den Durchsatz auswirkt. Mit der Gewindesteigung wird der pro Umdrehung erzielbare Durchsatz festgelegt. Der Durchsatz pro Umdrehung kann durch die Multiplikation mit der Drehzahl in einen Durchsatz pro Zeit umgerechnet werden. Das Verhältnis der Behälter-Füllmenge zum Durchsatz pro Zeit liefert die mittlere Verweilzeit. Bei einer vorgegebenen Behandlungszeit kann entsprechend der Ausgestaltung der Vorrichtung eine zweckmässige Drehzahl festgelegt werden.
Eine durchgängige Schnecke gewährleistet nebst dem kontrollierten Durchsatz auch, dass Teilchen im gleichen Volumenbereich beim Vorschub in der Schnecke im Wesentlichen immer miteinander geführt werden. Dieser kontrollierte Vorschub unterstützt das Erzielen eines engen Behandlungsspektrums für alle Partikel. Entsprechend kann eine homogene Behandlung des Schüttgutes erzielt und die Gefahr für ungenügend behandelte Partikel stark reduziert werden. Zudem kann die mittlere Aufenthaltszeit direkt entsprechend der gewünschten Behandlungszeit gewählt werden. Weil die Aufenthaltszeit nicht unnötig gross gewählt werden muss, kann ein grosser Durchsatz erzielt werden.
Um das Schüttgut in einem Teil des Sammelbereiches zusätzlich mechanisch aufzulockern, ist vorzugsweise unterhalb des Schleiers zumindest eine Auflockerungswelle, vorzugsweise eine Paddelwelle parallel zur Behälterachse angeordnet. Die an der Auflockerungswelle befestigten Auflockerungselemente, insbesondere Paddelelemente, bewegen sich beim Drehen der Auflockerungswelle zumindest teilweise, gegebenenfalls auch vollständig, durch die Schüttgutschicht, wobei sie Schüttgut auflockern und dabei gegebenenfalls über die obere Niveaufläche aufwirbeln. Über der Schüttgutschicht wirken die Auflockerungselemente gegebenenfalls auf den Schleier. Bei einer solchen mechanischen Auflockerung kann die Füllhöhe im Behälter sehr gross gewählt werden. Selbst bei einer über 50% befüllten Trommel bzw. wenn mehr als 50% des befüllbaren Innenraumes befüllt sind, so kann die Prozessluft in einen intensiven Wärmeaustauschkontakt mit dem aufgelockerten Schüttgut treten, wobei ein Teil der Auflockerung im Bereich des Schleiers und ein Teil im Bereich der Auflockerungselemente gegeben ist.
Das Schüttgut gelangt vorzugsweise im Bereich einer ersten Stirnseite des Behälters über eine Eintragsvorrichtung von oben in den Behälter und verlässt den Behälter über eine Austragsvorrichtung im Bereich seiner zweiten Stirnseite. Die Ein- und Austragsvorrichtung sind vorzugsweise so ausgebildet, dass im Wesentlichen keine Prozessluft austreten kann. Dazu umfassen diese Vorrichtungen etwa Zellenradschleusen. Die von der Abführvorrichtung aus dem Behälter ausgetragene Prozessluft mit dem darin enthaltenen Partikelanteil wird über eine Abscheidevorrichtung, vorzugsweise zumindest einen Zyklon geführt, wobei etwa auf der Luft-Auslassseite der Abscheidevorrichtung ein Sauggebläse angeordnet ist. Bei Verfahren mit einem geschlossenen Prozessluftkreis wird die Luft-Auslassseite wieder mit der Zuführvorrichtung verbunden. Bei einem offenen Prozessluftkreis wird die Prozessluft von der Luft-Auslassseite an die Umgebung abgegeben oder gegebenenfalls einem anderen Verfahrensschritt zugeführt. Das von der Abscheidevorrichtung abgeschiedene Schüttgut wird gegebenenfalls wieder in den Behälter eingetragen oder direkt dem Austrag zugeführt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Behandeln von Schüttgut ist einfach aufgebaut und vielseitig einsetzbar. Sie kann zum Kühlen, Trocknen und Erwärmen mit Prozessluft bzw. Gas, beispielsweise zum Hygienisieren, eingesetzt werden. Es versteht sich von selbst, dass zum Erwärmen auch Dampf eingesetzt werden kann. Dazu werden Dampfdüsen so im Behälterinnern angeordnet, dass der austretende Dampf in die Schüttgutschicht beim Sammelbereich eingetragen wird. Mit der Prozessluft kann Feuchtigkeit aus dem Schüttgut abgeführt werden, so dass auch beim Eintrag von grossen Dampfmengen die Feuchtigkeit des Schüttgutes beim Austrag in einem gewünschten Bereich liegt.
Die Vorrichtung erzielt mechanisch einen Schüttgutschleier mit aufgelockertem Schüttgut, bzw. mit Partikeln, die von Freiräumen umgeben sind. Im Bereich des Schüttgutschleiers kann Prozessluft in einen intensiven Wärmeaustausch-Kontakt zum Schüttgut treten. Die Prozessluft muss das Schüttgut nicht fluidisieren und kann daher mit einer kleineren Strömungsgeschwindigkeit durch das Schüttgut strömen, was ein unerwünschtes Mitführen eines hohen Produkteanteils verhindert. Weil das Produkt am Ende eines Mischvorganges ausgetragen wird, tritt bei der Austragsvorrichtung keine Entmischungen hinsichtlich der Partikelgrössen auf. Die Vorrichtung ermöglicht aufgrund einer effizienten Kombination von mechanischen Elementen und einer Luftführung Prozesse mit einem hohen thermischen Ausnützungsgrad. Gegebenenfalls wird die Wärme aus der Abluft rückgewonnen. Wenn geruchsbelastete warme Abluft durch das Schüttgut geführt wird, so kann das Schüttgut vorgewärmt und eine Reduktion des Geruchs, der aus der Vorrichtung austretenden Abluft, erzielt werden.
Im Bereich des Schleiers bzw. der darüber liegenden Austragsöffnung für die Prozessluft kann eine Sichtung bzw. Fraktionierung des Schüttgutes durchgeführt werden, so dass die Vorrichtung beispielsweise auch zum Auftrennen des Schüttgutes in Feingut und Grobgut einsetzbar ist.
Es können im Wesentlichen gleiche Vorrichtungen in Serie und/oder parallel angeordnet werden. Wenn beispielsweise zwei Vorrichtungen zum Kühlen oder Erwärmen in Serie aneinander anschliessen, so kann die Luft-Auslassseite des unteren Behälters mit der Luft-Zuführvorrichtung des oberen Behälters verbunden werden. Dabei wird die Prozessluft in zwei Stufen zum Kühlen bzw. Erwärmen eingesetzt. Gegebenenfalls wird von der Innenseite des Behälters und insbesondere auch von der Führungsfläche Kontaktwärme abgegeben bzw. aufgenommen. Dazu sind bei diesen Flächen gegebenenfalls Führungen für ein Wärmetransfermedium etwa als doppelwandige Berandung oder gegebenenfalls Heizelemente vorgesehen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist nicht auf die Behandlung von mehlförmigen Produkten beschränkt, sondern kann für die Behandlung aller Schüttgüter vorteilhaft eingesetzt werden. Insbesondere können auch Würfel oder Expandate behandelt werden. Zudem können nebst Verfahrensschritten mit Futter- und Nahrungsmitteln auch Behandlungen mit Prozessluft beliebiger anderer Schüttgüter durchgeführt werden. Beispielsweise kann Sägemehl getrocknet werden.
Die Zeichnungen erläutert die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele auf die sie aber nicht eingeschränkt ist. Dabei zeigt
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung mit einer Führungsfläche, wobei die Prozessluft über eine radial innerhalb des drehbaren Mitnehmerkäfigs angeordnete Zuführvorrichtung eintragbar ist,
Fig. 2
eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung mit Schaufelelementen am Mitnehmerkäfig, wobei zum Eintragen von Prozessluft zwei verschiedene Zuführvorrichtungen dargestellt sind,
Fig. 3
einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung, bei der ein Einschubteil mit der Zuführvorrichtung, der Führungsfläche, der Dampfeintragsvorrichtung und einer Auflockerungswelle in axialer Richtung aus dem Behälter entnehmbar und einsetzbar ist,
Fig. 4
einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach Fig. 3.,
Fig. 5
einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach Fig. 3. ohne Einschubteil,
Fig. 6
einen schematischen Längsschnitt durch den Einschubteil einer Vorrichtung nach Fig. 3.,
Fig. 7
einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung, bei der ein Einschubteil mit der Zuführvorrichtung, der Führungsfläche und der Dampfeintragsvorrichtung in axialer Richtung aus dem Behälter entnehmbar und einsetzbar ist,
Fig. 8
einen schematischen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäss Fig. 3 mit einer Abscheidevorrichtung,
Fig. 9
einen schematischen Querschnitt der Vorrichtung gemäss Fig. 7,
Fig. 10
einen schematischen Querschnitt einer Vorrichtung mit zwei in Serie angeordneten Behältern zum Behandeln von Schüttgut, und
Fig. 11
eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäss Fig. 9.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln von Schüttgut mit Prozessluft bzw. Gas. Die Vorrichtung 1 umfasst einen festen zylinderförmigen Behälter 2, der in seiner Längsrichtung von einer ersten und einer zweiten Stirnseite 2a, 2b abgeschlossen wird. Eine Behälterachse 2c verläuft im Wesentlichen horizontal oder um einen kleinen Winkel zur Horizontalen geneigt. Das Schüttgut gelangt durch eine Eintragsvorrichtung 3 in das Innere des Behälters 2. Eine Austragsvorrichtung 4 dient zum Austragen von behandeltem Schüttgut aus dem Behälter 2. Die Eintragsvorrichtung 3 ist beispielsweise bei der ersten Stirnseite oben und die Austragsvorrichtung 4 gegebenenfalls bei der zweiten Stirnseite unten am Behälter 2 angeordnet, so dass das Schüttgut nach dem Eintrag in den Behälter 2 während der Behandlung in Richtung der Behälterachse 2c durch den Behälter gefördert wird. Die Förderung erfolgt vorzugsweise mechanisch, insbesondere mit einem Mitnehmerkäfig 8, der beispielsweise ein Schneckenelement 8a umfasst. Bei einer gegen die Horizontale geneigten Behälterachse 2c, kann das Schüttgut auch aufgrund der Schwerkraft gegen die Austragsvorrichtung 4 bewegt werden. Um den Behälter 2 bei der Eintragsvorrichtung 3 und der Austragsvorrichtung 4 im Wesentlichen dicht abzuschliessen, sind diese beispielsweise als Zellenradschleusen ausgebildet.
Um das Schüttgut im Behälter 2 mit Prozessluft bzw. Gas zu behandeln, ist eine Zuführvorrichtung 5 mit einer Zuführöffnung 5a ausgebildet. Die Zuführöffnung 5a erstreckt sich vorzugsweise am unteren Endbereich der Zuführvorrichtung 5 in Richtung der Behälterachse 2c im Wesentlichen über den gesamten Innenraum des Behälters 2.
Es versteht sich von selbst, dass gegebenenfalls auch in einem seitlichen Bereich 5c der Zuführvorrichtung 5 Zuführöffnungen 5a beispielsweise in der Form von Schlitzen ausgebildet werden können. Die Zuführöffnung 5a bzw. der seitliche Bereich 5c wird so ausgebildet, dass das Eintreten von Schüttgut in die Zuführvorrichtung 5 im Betriebszustand verhindert wird. Die aus der Zuführöffnung 5a austretende Prozessluft gelangt in einen Schüttgut-Sammelbereich 7 im unteren Bereich des Behälters 2. Nach dem Durchströmen einer Schüttgutschicht 9 gelangt die Prozessluft zum oberen Niveau 9a dieser Schicht und strömt dann durch einen Schüttgutschleier 10 gegen eine im oberen Behälterbereich angeordnete Abführvorrichtung 6 die über eine Abführöffnung 6a mit dem Behälter 2 verbunden ist. Gegebenenfalls gelangt die Prozessluft auch direkt in den Schüttgutschleier 10. Indem die Zuführvorrichtung 5 im Inneren des Mitnehmerkäfigs 8 angeordnet ist, kann die Zuführöffnung 5a gegen unten und als grosse Öffnung ausgebildet werden. Um zu verhindern, dass bei einem im Uhrzeigersinn drehenden Mitnehmerkäfig 8 Schüttgut ins Innere der Zuführvorrichtung 5 gelangt, sind die Berandungen der Zuführöffnung 5a gegen unten in Drehrichtung geneigt. Die vom Mitnehmerkäfig 8 angeregte Schüttgutbewegung wird von diesen als Leitflächen wirkenden Berandungen nach unten abgelenkt.
Die Speisung der Zuführvorrichtung 5 erfolgt von der zweiten Stirnseite 2b her über eine Anschlussöffnung 5b, welche einen möglichst grossen Querschnitt aufweist und daher auch bei einem grossen Prozessluft-Durchsatz zu grosse Eintrittsgeschwindigkeiten verhindert. Durch eine genügend grosse Dimensionierung der Zuführvorrichtung 5 und der Zuführöffnung 5a wird gewährleistet, dass die Prozessluft mit einem grossen Durchsatz und genügend kleiner Strömungsgeschwindigkeit ins Schüttgut gelangt. In der dargestellten Ausführungsform belegt die Zuführvorrichtung 5 zusammen mit der Führungsfläche 13 einen Anteil von 30-40% des Behälterinnenraumes und liegt im Bereich der einen Behälterhälfte. Die andere Behälterhälfte und der Bereich des Mitnehmerkäfigs 8 sind für die Aufnahme das Schüttgutes und des Schüttgutschleiers vorgesehen.
Um mit mechanischen Mitteln über der Schüttgutschicht 9 einen Schüttgutschleier 10 zu erzeugen, ist am Mitnehmerkäfig 8 mindestens ein Lamellenelement 8b vorzugsweise aber sind mehrere in Umfangsrichtung gleichmässig beabstandete Lamellenelemente 8b angeordnet. Ein Mitnehmerantrieb 11 (Fig. 3) setzt den Mitnehmerkäfig 8 in eine Drehbewegung gemäss Pfeil 11a. Die Lamellenelemente 8b wirken beispielsweise mit einer inneren Führungsfläche 13 und mit der Behälter-Innenwand 2d zusammen, so dass zwischen der Behälter-Innenwand 2d und der Führungsfläche 13 ein Förderbereich 14 ausgebildet ist. Der Abwurfbereich 12 wird dabei vom oberen Endbereich der Führungsfläche 13 gebildet. Die Lamellenelemente 8b sind an Längselementen 8e des Mitnehmerkäfigs 8 befestigt. Vorzugsweise ist die Befestigung so ausgebildet, dass die Lage der Lamellenelemente 8b radial relativ zu den Längselementen 8e so verstellbar ist, dass die gesamte Verdrängungswirkung der Längs- und Lamellenelemente 8e, 8b verstellbar ist. Durch diese Verstellbarkeit kann der radiale Anteil des Förderbereiches 14, der von den Längs- und Lamellenelementen 8e, 8b belegt ist, verstellt werden. Weil der Mitnehmerkäfig 8 nebst den Lamellenelementen 8b für die Förderung in Umfangsrichtung vorzugsweise auch zumindest ein Schneckenelement 8a für die Förderung in Richtung der Behälterachse 2c umfasst, kann durch das Verstellen der Lage der Lamellenelemente 8b das Verhältnis zwischen der Förderung in Umfangs- und der Förderung in Achsrichtung verändert werden.
Ausgehend vom Abwurfbereich 12 bildet sich im Behälter 2 der Schüttgutschleier 10 aus. Die Zuführöffnung 5a ist unter und die Abführöffnung 6a ist über dem Schüttgutschleier 10 angeordnet, so dass die Prozessluft im Betriebszustand zumindest teilweise durch den Schüttgutschleier 10 strömt. In der dargestellten Ausführungsform ist die Führungsfläche 13 mit der Zuführvorrichtung 5 verbunden, wobei die Zuführöffnung 5a an den unteren Rand der Führungsfläche 13 anschliesst. Um eine einfache Reinigung des Behälterinnenraumes gewährleisten zu können, ist die Führungsfläche 13 und insbesondere die damit verbundene Zuführvorrichtung 5 bei der zweiten Stirnseite 2b aus dem Behälter 2 in Achsrichtung herausziehbar.
Der Behälter 2 und gegebenenfalls auch die Führungsfläche 13 umfassen vorzugsweise zumindest Teilbereiche in denen eine Kontaktfläche einen Wärmetransfer zwischen dem angrenzenden Schüttgut und einem Wärme-Transfermedium oder zumindest einem Heizelement ermöglicht. Beispielsweise wird der Behälter 2 und/oder die Führungsfläche 13 doppelwandig ausgebildet, so dass das Wärme-Transfermedium durch einen Hohlraum 15 geführt werden kann.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Mitnehmerkäfig 8 nebst dem Schneckenelement 8a schaufelförmige Lamellenelemente 8c umfasst. Die schaufelförmigen Lamellenelemente 8c sind so ausgebildet, dass sie das im unteren Behälterbereich aufgenommene Schüttgut in einem vorgegebenen Umfangsbereich unter Bildung von Schleiern entleeren. Auf eine Führungsfläche 13 kann verzichtet werden, so dass ein grösserer Umfangsbereich für das Ausbilden von Schleiern genutzt werden kann. Der Abwurfbereich erstreckt sich über einen Teilringabschnitt entlang dessen sich die Abwurfkanten der schaufelförmigen Lamellenelemente 8c beim Abwerfen von Schüttgut bewegen. Um zu verhindern, dass die Schüttgutpartikel in einem Schleier zu grosse Bewegungen in Richtung der Behälterachse 2c durchführen, können Schottenbleche im Innern des Behälters 2 radial innerhalb des Mitnehmerkäfigs 8 angeordnet werden, so dass der Innenraum in Achsrichtung in Teilräume unterteilt wird.
Um das Schüttgut im Behälter 2 mit Prozessluft bzw. Gas zu behandeln, kann zumindest eine der beiden dargestellten Zuführvorrichtungen 5' und 5" vorgesehen werden. Die Zuführvorrichtung 5' ist analog zur Zuführvorrichtung 5 gemäss Fig. 1 im Inneren des Behälters 2 angeordnet. Sie umfasst eine stirnseitige Anschlussöffnung 5b und Zuführöffnungen 5a in der Form von Schlitzen, wobei eine dachförmige Ausgestaltung den Eintritt von Schüttgut verhindert. Zumindest durch die oberen Zuführöffnungen 5a gelangt die Prozessluft direkt in die Schüttgutschleier 10 und strömt nach einem intensiven Kontakt zu Schüttgutpartikeln über eine im wesentlichen an den gesamten oberen Behälterbereich anschliessende Abführvorrichtung 6 ab. Die Zuführschlitze der dachförmigen Zuführvorrichtungen 5' können auch bei einer Ausführungsform gemäss Fig. 1 mit einer Führungsfläche 13 vorteilhaft eingesetzt werden, wobei dann beispielsweise die Führungsfläche 13 von der Zuführvorrichtung getrennt ausgebildet und die Spitze im zentralen Bereich des Schleiers 10 positioniert wird, so dass Schüttgut auf beiden Seiten der Zuführvorrichtung herunterrieselt.
Die zweite dargestellte Zuführvorrichtung 5" ist ausserhalb des Behälters 2 angeordnet. Die Prozessluft gelangt durch eine Zuführöffnung 5a" in der Form einer Fläche mit äusserst kleinen Löchern in das Innere des Behälters 2. Das Schüttgut soll im Behälter zurückgehalten werden. Weil die kleinen Löcher verstopft werden können, müsste mit hohen Luftgeschwindigkeiten gearbeitet werden, was aber nicht erwünscht ist. Daher ist diese Lösung nicht bei allen Schüttgütern zweckmässig. Sie wird gegebenenfalls bei Schüttgütern eingesetzt, die nicht zu Verstopfungen führen können.
Wenn Prozessluft durch Schüttgut strömt, so können die Strömungskanäle mittels Pulsation variiert werden. Die pulsierende Luft verändert die Schüttung und ermöglicht dabei einen intensiveren Austausch zwischen der Prozessluft und dem Schüttgut. Pulsierende Prozessluft kann bereitgestellt werden, indem beispielsweise eine rotierende Klappe 16 in der Zuführvorrichtung angeordnet ist. Eine Pulsiervorrichtung kann bei Bedarf jeder der beschriebenen Zuführvorrichtung zugeordnet werden.
Die Fig. 3 bis 7 zeigen eine Vorrichtung gemäss Fig. 1 die zusätzlich eine Auflockerungswelle 17 umfasst. Die Auflockerungswelle 17 lockert das Schüttgut mechanisch auf und ermöglicht so, dass die Prozessluft mit einer kleineren Strömungsgeschwindigkeit in einen intensiven Wärmeaustauschkontakt zum Schüttgut gelangt. Es versteht sich von selbst, dass bei einem Behälter mit grösserem Durchmesser und/oder einem höher gelegenen oberen Schüttgutniveau zwei oder auch mehr Auflockerungswellen 17 vorgesehen werden können.
Weil Vorrichtungen ohne Auflockerungswelle 17 im wesentlichen gleich aufgebaut werden können, wie die Ausführungsform gemäss den Figuren 3 bis 7, wird auch der Aufbau einer Lösung gemäss Fig. 1 anhand der Figuren 5 und 7 erläutert. Im Längsschnitt gemäss Fig. 5 ist der Behälter 2 mit der Eintragsvorrichtung 3 bei der ersten Stirnseite 2a oben, die Austragsvorrichtung 4 bei der zweiten Stirnseite 2b unten und die Abführvorrichtung 6 dargestellt. Der Mitnehmerkäfig 8 im Innern des Behälters 2 umfasst bei der ersten Stirnseite 2a ein erstes und bei der zweiten Stirnseite 2b ein zweites Abschlusselement 8c bzw. 8d. Die beiden Abschlusselemente 8c, 8d sind bei der Behälterwand, also radial aussen, über Längsverbindungen 8e miteinander verbunden. Die Längsverbindungen 8e und/oder daran befestigte Lamellenelemente 8b gewährleisten bei der Drehung des Mitnehmerkäfigs 8 eine Förderung von Schüttgut in Umfangsrichtung. Das erste Abschlusselement 8c ist mit einer zentralen Antriebswelle 18 verbunden, die am Behälter 2 über erste Drehlager 18a drehbar gelagert ist und vom Mitnehmerantrieb 11 angetrieben werden kann. Das zweite Abschlusselement 8d ist ringförmig ausgebildet und wird radial aussen über Lager 8f am Behälter 2 gelagert.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Lager 8f in der Form von Rollen am Behälter 2 angeordnet, wobei die Rollen an einer Lauffläche 8g des Abschlusselementes 8d anliegen. Entlang des Umfanges sind zumindest drei vorzugsweise aber zumindest vier Rollen angeordnet. Um eine kontrollierte Förderung des Schüttgutes in Richtung der Behälterachse 2c zu ermöglichen, ist an den Längsverbindungen 8e zumindest ein Schneckenelement 8a, vorzugsweise in der Form einer durchgehenden Gewindelinie, ausgebildet, wobei die Gewindelinie zumindest wenig über die Längsverbindungen 8e und gegebenenfalls daran befestige Lamellenelemente 8b gegen die Behälterwand vorsteht. Dadurch ist gewährleistet, dass Schüttgut direkt bei der Behälterwand vom Schneckenelement 8a und Schüttgut, das weiter von der Behälterwand beabstandet ist, von den Lamellenelementen 8b, gegebenenfalls von den Längsverbindungen 8e, gefördert wird. Die Lamellenelemente 8b sind vorzugsweise als kurze Stücke ausgebildet, die zwischen aufeinander folgende Windungen des Schneckenelementes 8a einsetzbar sind. Es versteht sich von selbst, dass die kurzen Stücke verschiedene Formen aufweisen können. Sie bilden Mitnehmerelemente, die sich beim Drehen des Mitnehmerkäfigs 8 entlang eines Bereiches bei der Behälter-Innenwand 2d bewegen und dabei Schüttgut in Umfangsrichtung zu einem Abwurfbereich führbar macht, so dass im Behälter 2 ausgehend vom Abwurfbereich zumindest ein Schüttgutschleier erzielbar ist.
Bei der zweiten Stirnseite ist im Behälter 2 eine Einschuböffnung 2d ausgebildet, durch welche ein Einschubteil 19 in den Behälter 2 eingesetzt werden kann. Der Einschubteil 19 umfasst die Zuführvorrichtung 5 und/oder die Führungsfläche 13 und/oder eine Dampfeintragsvorrichtung 24 und/oder die Auflockerungswelle 17 und kann etwa für Reinigungszwecke in axialer Richtung aus dem Behälter entnommen und eingesetzt werden. Die Teile des Einschubteiles 19 sind gegebenenfalls je einzeln oder auch zumindest teilweise, gegebenenfalls aber alle, miteinander in den Behälter einsetzbar. Die Auflockerungswelle 17 umfasst Auflockerungswerkzeuge 17a, vorzugsweise Paddel. Sie ist über zweite Drehlager 20 am Einschubteil 19 drehbar gelagert und wird mit einem Auflockerungsantrieb 21 angetrieben. Um den Einschubteil im Behälter 2 zentriert beidseitig befestigen zu können, wird der Einschubteil 19 gemäss Fig. 7 bei der ersten Stirnseite 2a mit einem dritten Drehlager 22 an einem zentralen Zapfen 23 oder an einer Vertiefung gelagert und bei der zweiten Stirnseite 2b über eine Abschlussplatte 19a sowie einen Abschlussring 19b radial aussen mit dem Behälter 2 verbunden, wobei der Auflockerungsantrieb 21 vorzugsweise aussen an der Abschlussplatte 19a befestigt ist.
Die Dampfeintragsvorrichtung 24 umfasst beispielsweise eine Hauptleitung und mehrere Verteilleitungen 24a, die sich gegen einen Bereich mit Schüttgut erstrecken und am Ende Austrittsdüsen umfassen, die den Dampf in das Schüttgut eintragen. Die Dampfeintragsvorrichtung 24 ist gegebenenfalls mit der Zuführvorrichtung 5 und/oder der Führungsfläche 13 verbunden.
Fig. 8 und 9 zeigen eine Vorrichtung mit einer Abführvorrichtung 6, die mit einer Abscheidevorrichtung, vorzugsweise zumindest einem Zyklon 25 und daran anschliessend mit einer Luftantriebsvorrichtung 26 verbunden ist. Um das Schüttgut aus den Zyklonen 25 wieder verwenden zu können, sind die Austragseinrichtungen der Zyklone mit dem Inneren des Behälters 2 verbunden. Anstelle der Zyklone werden gegebenenfalls auch Filter, insbesondere Schlauchfilter, verwendet. Weil die Filter gereinigt oder ersetzt werden müssen, sollten diese nur bei Behandlungen bzw. Schüttgütern eingesetzt werden, die sehr kleine Mengenanteile des Schüttgutes über die Prozessluft austragen. Von der Luftantriebsvorrichtung 26 führt gegebenenfalls eine Prozessluftrückführung 28 über ein stellbares Ventil 29 zur Zuführvorrichtung 5. Dadurch kann die Vorrichtung auch mit einem geschlossenen Prozessluft-Kreislauf, oder gegebenenfalls mit einem Umluft- und einem Frischluftanteil betrieben werden, wobei dann das Ventil 29 Abluft anteilmässig sowohl der Umgebung als auch der Zuführvorrichtung 5 zuführt.
Wenn zwei Zyklone eingesetzt werden, so kann die Anlage kompakt gebaut werden. Ein Zyklon mit der gleichen Leistung, wie zwei Zyklone, hätte eine deutlich grössere Höhe. Zudem kann jeweils gewählt werden, ob für die aktuelle Anwendung ein oder aber beide Zyklone benützt werden sollen.
Um die Behälterwand 2d und/oder gegebenenfalls die Führungsfläche 13 mit einem Kühl- bzw. Heizmedium zu kühlen bzw. zu erhitzen, sind am Behälter 2 und/oder am Einschubteil 19 zumindest ein Eintrittsanschluss 32 und zumindest ein Austrittsanschluss 33 vorgesehen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Vorrichtung mit zwei in Serie angeordneten Behältern 2. Beide Behälter 2 umfassen eine Eintragsvorrichtung 3 sowie eine Austragsvorrichtung 4 zum Eintragen bzw. Austragen von Schüttgut und je eine Zuführvorrichtung sowie eine Abführvorrichtung zum Zuführen bzw. Abführen von Prozessluft. Die Austragsvorrichtung des ersten bzw. oberen Behälters dient als Eintragsvorrichtung des zweiten Behälters 2 und wird somit zu einer Übertragsvorrichtung 30. Vorzugsweise ist die Abführvorrichtung 6 des zweiten Behälters 2 mit der Zuführvorrichtung 5 des ersten Behälters 2 verbunden, so dass beide Behälter 2 in Serie betreibbar sind, wobei die Prozessluft zuerst im zweiten und anschliessend im ersten Behälter 2 verwendet wird. Mit dieser Anordnung können zweistufige Wärmebehandlungen und zweistufige Kühlungen durchgeführt werden, was häufig wesentlich effizienter ist als ein einstufiges Verfahren mit einem grösseren Behälter.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Behandeln von Schüttgut mit einem festen zylinderförmigen Behälter (2) mit einer ersten und einer zweiten Stirnseite (2a, 2b), einer Behälterachse (2c), die im Wesentlichen horizontal oder um einen kleinen Winkel zur Horizontalen geneigt verläuft, einer Eintragsvorrichtung (3) sowie einer Austragsvorrichtung (4) zum Eintragen bzw. Austragen von Schüttgut und einer Zuführvorrichtung (5) sowie einer Abführvorrichtung (6) zum Zuführen bzw. Abführen von Prozessluft, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (2) ein Mitnehmerkäfig (8) mit mindestens einem Mitnehmerelement (8a, 8b) um die Behälterachse (2c) drehbar angeordnet ist, ein Mitnehmerantrieb (11) den Mitnehmerkäfig (8) antreibbar macht, das mindestens eine Mitnehmerelement (8a, 8b) sich beim Drehen entlang eines Bereiches bei der Behälter-Innenwand (2d) bewegt und dabei Schüttgut in Umfangsrichtung zu einem Abwurfbereich (12) führbar macht, so dass im Behälter (2) ausgehend vom Abwurfbereich (12) zumindest ein Schüttgutschleier (10) erzielbar ist, wobei eine Zuführöffnung (5a) der Zuführvorrichtung (5) unter und eine Abführöffnung (6a) der Abführvorrichtung (6) über einem Teil des Schüttgutschleiers (10) angeordnet ist und die Prozessluft im Betriebszustand zumindest teilweise durch den Schüttgutschleier (10) strömt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (2) zumindest eine Führungsfläche (13) angeordnet ist, welche dem Bereich mit dem Mitnehmerkäfig (8) zugewandt ist, so dass zwischen der Behälter-Innenwand (2d) und der Führungsfläche (13) ein Förderbereich (14) ausgebildet ist, in dem sich das mindestens eine Mitnehmerelement (8a, 8b) bewegt, wobei sich die Führungsfläche (13) vorzugsweise von einem unteren Behälterbereich bis zu einem oberen Behälterbereich erstreckt und der Abwurfbereich (12) vom oberen Endbereich der Führungsfläche (13) gebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zuführvorrichtung (5) radial innerhalb des Mitnehmerkäfigs (8) in den Innenraum des Behälters (2) erstreckt und vorzugsweise zumindest eine nach unten gerichtete Zuführöffnung (5a) umfasst.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dampfeintragsvorrichtung (24) umfasst, die vorzugsweise mit der Zuführvorrichtung (5) und/oder der Führungsfläche (13) verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Auflockerungswelle (17) mit einem Auflockerungsantrieb (21) und Auflockerungselementen (17a) umfasst, wobei sich die mindestens eine Auflockerungswelle (17) radial innerhalb des Mitnehmerkäfigs (8) in den Innenraum des Behälters (2) erstreckt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (5) und/oder die Führungsfläche (13) und/oder die Dampfeintragsvorrichtung (24) und/oder die Auflockerungswelle (17) etwa für Reinigungszwecke in axialer Richtung aus dem Behälter (2) entnehmbar und einsetzbar ist, wobei vorzugsweise die Führungsfläche (13) und die Zuführvorrichtung (5) und/oder die Dampfeintragsvorrichtung (24) und/oder eine Lagerung der Auflockerungswelle (17), vorzugsweise aber alle entnehmbaren Vorrichtungsteile, miteinander verbunden sind und dabei einen gemeinsamen Einschubteil (19) bilden.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerkäfig (8) bei der ersten Stirnseite (2a) des Behälters (2) ein zentrales Wellenelement (18) umfasst, das am Behälter (2) drehbar gelagert und mit dem Mitnehmerantrieb (11) ausserhalb des Behälters (2) verbunden ist, bei der zweiten Stirnseite (2b) radial aussen am Behälter (2) gelagert ist und dass gegebenenfalls der Einschubteil (19) bei der ersten Stirnseite (2a) mit einem dritten Drehlager (22) an einem zentralen Eingriffselement (23) gelagert und bei der zweiten Stirnseite (2b) radial aussen mit dem Behälter (2) verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mitnehmerelement (8a, 8b) als Schneckenelement (8a) schraubenlinienförmig und/oder mindestens ein Mitnehmerelement (8a, 8b) als Lamellenelement (8b) lamellenförmig, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Behälterachse (2c), ausgebildet ist, wobei das mindestens eine Lamellenelement (8b) vorzugsweise radial verstellbar montiert ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführvorrichtung (6) mit einer Abscheidevorrichtung, vorzugsweise zumindest einem Zyklon (25), und daran anschliessend insbesondere mit einer Luftantriebsvorrichtung (26) verbunden ist, wobei gegebenenfalls von der Abscheidevorrichtung eine Schüttgutrückführung (27) in den Behälter (2) und/oder von der Luftantriebsvorrichtung (26) eine Prozessluftrückführung (28) zur Zuführvorrichtung (5) führt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Behälter (2) mit einer Eintragsvorrichtung (3) sowie einer Austragsvorrichtung (4) zum Eintragen bzw. Austragen von Schüttgut und einer Zuführvorrichtung (5) sowie einer Abführvorrichtung (6) zum Zuführen bzw. Abführen von Prozessluft vorgesehen ist, wobei die Austragsvorrichtung (4) des ersten Behälters (2) als Eintragsvorrichtung (3) des weiteren Behälters (2) dient und vorzugsweise die Abführvorrichtung (6) des weiteren Behälters (2) mit der Zuführvorrichtung (5) des ersten Behälters (2) verbunden ist, so dass zwei Behälter (2) in Serie betreibbar sind.
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