HU200664B

HU200664B - Method and apparatus for processing granular materials

Info

Publication number: HU200664B
Application number: HU862744A
Authority: HU
Inventors: Hsu
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1990-08-28
Also published as: CN1005824B; PH24468A; DK302386D0; YU114486A; PT82872B; NZ216695A; BR8603042A; IE57405B1; YU43997B; ATE76262T1; JPH07100020B2; EP0207384A2; JPS626634A; GR861700B; IE861646L; DD247834A5; KR870000869A; GB2180434B; EP0207384A3; CN86104893A

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés szemcsés anyagok feldolgozására.

A technika állása szerint ismeretes, hogy szemcsés élelmiszerfeldolgozóipari anyagokat, mint például oldható vagy más néven instant kávéanyagokat szokásosan zömítenek, hogy kialakítsák a részecskenagyságot, a fajtérfogatot, továbbá más tulajdonságaikat A zömítendö alapanyagot általában élénk turbulens gőzsugár hatásának teszik ki. Amint a gőz lecsapódik, megnedvesíti és felmelegíti a részecskéket és íly módon azoknak lágy nedves anyagból kialakult tapadóbevonata keletkezik. Amint ezen bevonatos részecskék egymással érintkeznek, a turbulens áramlásit környezetben egymáshoz tapadnak és a szomszédos részecskéken a tapadóbevonat egymáshoz kötődik. Szárítás után a nedves bevonat mentén egymáshoz kötődött részecskék megszilárdulnak és az imént leírt módon létrejött kötés a szomszédos részecskéket egymáshoz rögzíti.

Ilyen eljárásokat és berendezéseket ismertetnek például az ÜS 3.085.492. és az US 2.934.434., továbbá a DE 1.023,960. lajstromszámú leírások

Az ismertetett típusú eljárással kialakítható agglomerátumok általában lekerekített szélű és szivacszszerű szövegszerkezetet hoznak létre. A részecskék megfelelő egymáshoz való kötéséhez megfelelő gőzzel való nedvesítés szükséges. A gőzzel való nedvesítés következtében a terméknek jellegzetesen azonos szfae alakul ki. Konkrétan kávé esetén az agglomerátum azonosan sötét szült vesz fel.

Az ilyen termék küllemében eltér a pörkölt és darált kávétól. A pörkölt és darált kávé ugyanis éles peremű és változó színű részecskékből áll, részben sötét, részben világosabb foltokkal. A fogyasztók képzetében a pörkölt és darált kávé szemcseformája az aromatikus tulajdonságokkal párosul. Ennek következtében szükségessé vált az oldható kávé vagy más élelmiszeripari termék agglomerátumok esetében a részecskék alakjának és külső megjelenési formájának az eredetihez hasonló kialakítása.

A hagyományos agglomeráló eljárások hiányossága továbbá, hogy nagy mennyiségű gőzt használnak fel és jelentős ízanyag, illetve aroma összetevő veszteséget okoznak az aggíomerált anyagnál.

A találmánnyal célunk az említett hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan eljárás és berendezés kidolgozása, amely a fent leírt hiányosságokat kiküszöböli.

A találmányunk szerinti eljárásnál a szemcsés anyagot lefelé irányulóan lövelljük, egy nedvesítő zónában nedvesítjük, a szemcseáram felé irányuló vizes gázzal és megszárítjuk az anyagot oly módon, hogy az anyagot a nedvesítő zóna felső végénél elhelyezett betápláló nyíláson keresztül közvetlenül a nedvesítő zónába lövelljük és egyidejűleg a hangsebességnél kisebb sebességgel gőzt lövellünk be lefelé irányulóan.

A „vizes gáz kifejezést szabadalmi leírásunkban olyan értelemben használjuk, hogy a gőzt és finom vízrészecskék aeroszolját jelenti, gőzben vagy más gázban diszpergálva. A vizes gáz megnedvesíti az anyagrészecskéket és az anyagrészecskék felületén egy nedves vagy félig nedves halmazállapotot képez. Az egymáshoz ütköző vagy egymással szomszédos anyagrészecskék a felületi folyékony vagy félfolyé2 kony halmazállapotuknál fogva agglomerátumokká zöm ülnek. Az agglomerátumokat ezek után megszárítva szilárdítjuk és célszerűen a kívánt méretre zúzzuk, illetve daraboljuk.

Noha a találmányunk szerinti eljárás oltalmi telje- . delmét semmiféle működési elv nem korlátozza, megállapítható, hogy a befelé áramló vizes gáz az anyagáram részecskéket egymáshoz szorítja egy viszonylag kicsiny térfogatra, miáltal az egységnyi térfogatra eső részecskék számát maximalizálja, illetve más néven az anyagáramban lévő részecskék sűrűségét megnöveli. Nyilvánvaló, hogy a viszonylag magas részecskesűrűség, amely az anyagáramban fellép, megnöveli a valószínűségét a részecskék egymás közötti érintkezésének a nedvesítő zónán belül és ezáltal növeli a részecskék közötti kapcsolat létrejöttét A vizes gáz viszonylag alacsony sebességgel áramlik az anyagáram belseje irányában és nem hoz létre jelentős tinbulenciát Nyilvánvaló, hogy a viszonylag nyugalmas áramlási feltételek a nedvesítő zónában elősegítik az anyagrészecskék egymáshoz való kötődésének esélyét Célszerűen a vizes gáz legalábbis nagyobb részében a nedvesítő zónába az anyagáram haladási irányával párhuzamos mozgáskomponens nélkül jut be. Mivel a vizes gáz nem gyorsítja fel a részecskék áramlását haladási pályájuk mentén, a részecskék tartózkodási időtartama a nedvesítő zónában megnövekedik, ami tovább javítja a részecskék közötti kötődés létrejöttét

A találmányunk szerinti megoldás egyik célszerű ismérve szerint a részecskék már a nedvesítő zónába való bejutás előtt kisebb tömbökbe zömíthetók, konkrétan az anyag tömörítése által. Ezeket a tömörítéssel létrehozott darabos tömböket vezetjük az anyagáramba és hozzuk a vizes gázzal érintkezésbe a nedvesítő zónában.

A nedvesítő zónában lévő nyugalmas áramlási feltételek mellett az immár darabos anyagtömbök nem törnek részecskékra, hanem inkább ezek a darabos tömböcskék túljutnak a nedvesítő perióduson. A nedvesítő zónán túljutó minden egyes tömböcskék a nedvesítő zóna után egymáshoz kötődnek és agglomerátumokká fejlődnek.

Az eljárási feltételeket a nedvesítő periódusban különböző módon alakíthatjuk, például a részecskék teljes nedvesítésével minden tömböcskénél elérhetjük az általános sötét színhatást, vagy a részecskéknek csupán a külső felületén történő nedvesítésével csupán a tömböcskék külső részén érünk el ilyen színhatást Az ilyen egyenlőtlen nedvesítő eljárás segítségével sötét színű külső és világos belső felületű agglomerátumokat hozhatunk létre. Az ezt követő zúzó művelet révén a világos belső felületű részek felszínre kerülnek és világos folthatású és a pörkölt és darált kávéra jellemző színhatást hoznak létre.

Tapasztalataink szerint a tömböcskék szerkezetének megtartása a nedvesítő zónában elősegíti az ízanyag, illetva aromaanyag megtartását. Tapasztalataink szerint továbbá úgy véljük, hogy az ízanyag vesztesége a részecskéknek a részecskékből képzett tömbök belsejében minimálisra csökken a belső részt környező részecskék védő-árnyékoló hatása által.

A találmányunk szerinti zömítő eljárás lehetővé teszi a tennék szövetszerkezetének, továbbá a részecskék alakjának, színének és sűrűségének jelentős és kí-2HU 200664 Β vánt mértékű változtatását, valamint ezen tulajdonságok széles szórási tartományon belüli változtatását. Ezáltal olyan azonnal oldódó kávé agglomerátum állítható elő. amelynek éles peremű szemcséi a pörkölt és darált kávé részecskékre hasonlítanak, továbbá színe a világosbarnától a sötétbarnáig, illetbe a feketéig változtatható, valamint sűrűsége is széles tartományban változtatható. Előnyös továbbá, hogy amennyiben a gőzt vizes gázból állítjuk elő, az agglomerációs eljárás a találmányunk szerint lényegesen alacsorábbi gőzsugarakat alkalmazó eljárások A találmányunk szerinti eljárás előnyös hatása, hogy az alacsony gőzfelhasználás csökkenti az illékony ízanyag és aroma összetevők eltávozását az anyagból.

A feldolgozandó anyag szemcseméretének előnyös hatása van a nyert eredmények szempontjából. Az 50 mikronnál kisebb átmérőjű részecskék lehetővé teszik a nedvesítést megelőzően az anyagtömböcskék képzését. Az említett átmérő nagyságrendű részecskék feldolgozásával lehetővé válik akár előzetes tömböcskeképzéssel vagy anélkül az eredetihez hasonló éles peremű szemcsés szövetszerkezet kialakítása. Nagyobb részecskékből, azaz mintegy 200 mikron átmérő nagyságrendig inkább szivacsos szövetszerkezet hozható létre. Ennél nagyobb átmérőjű részecskékből már kevésbé zömített agglomerátumok hozhatók létre.

A találmányunk szerinti megoldás továbbá magában foglal egy berendezést szemcsés anyagok feldolgozására, amelynek betápláló bevezető garata, továbbá a nedvesítő gázzal ellátott nedvesítő zónát meghatározó nedvesítő kamrája és szárítója van, olyan kialakítással, hogy a nedvesítő kamra közvetlenül a betápláló nyílás alatt van elrendezve, a nedvesítő kamrában nedvesítő gázt bevezető gallér, a betápláló nyílás környezetéből azt körülölelően gőznyílás helyezkedik eL A berendezés továbbá kialakítható olyan eszközökkel amelyek lehetővé teszik az anyagrészecskék tömböcskékké való formázását, valamint az anyag nedvesítés utáni zúzását

A találmányunk szerinti eljárást és az eljárás megvalósítására szolgáló berendezést a továbbiakban részletesebből konkrét példákon, illetve rajzok segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a taláőlmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjának vázlatos összeállítási képe, a

2. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés egyik szerkezeti részének kinagyított metszeti képe, a

3. ábra a találmányunk szerinti berendezés egy további kiviteli alakjának vázlatos képe, a

4. ábra a találmányunk szerinti berendezés harmadik kiviteli alakjának vázlatos képe, az

5. ábra a találmányunk szerinti berendezés negyedik kiviteli alakjának vázlatos képe.

Az 1. ábrán bemutatott berendezés egy 10 töltőgarattal van kialakítva, amely egy 12 pneumatikus fluidizáló és szállító rendszerhez van csatlakoztatva, továbbá 14 hőcserélővel és 16 porlasztóval van ellátva, amelyek a 18 betápláló szerkezetbe vannak csatlakoztatva. Ez a 18 betápláló szerkezet 20 cső alakú házzal, valamint azon kialakított 22 nyílással van kivezető részén ellátva és egy csavarszerű 24 továbbító csiga van a 20 cső alakú házban elrendezve. A 24 továbbító csiga a változtatható fordulatszámú 26 mo4 tarhoz van kapcsolva.

A 22 nyílás a 28 bevezető garathoz van csatlakoztatva és a 30 fúvóka elrendezés a 31 szárítókamra tetején van elrendezve. Amint az a 2. ábrán látható, a 30 fúvóira elrendezés magában foglalj^{3 3} hengeres 32 tápvezetéket, amely a 28 bevezető garat aljához van csatlakoztatva, valamint a 32 tápvezetéket, amelynek kör keresztmetszetű 34 betápláló nyílása áramlásirányban alsó végén van. A 28 bevezető garat a környező atmoszférára nyílik.

A 32 tápvezetékkel egytengelyűén 36 fuvókagyűrűk vannak elrendezve a 32 tápvezeték alsó végénél és áramlásirányban enyhén túlnyúlnak a 34 betápláló nyíláson. A legbelső 36 fúvóka gyűrűk egy pár 40 körkörös gőznyílást határoznak meg, amelyek a 42 gőzfonáshoz vannak csatlakoztatva az állítható nyomású 44 szabályozószelepen keresztül. További megfelelő szerkezeti elemek (amelyeket itt nem ábrázoltunk) vannak elrendezve a gőz áramlási sebessége, nyomása és hőmérséklete mérésére a nyílásoknál; továbbá a kondenzátum eltávolításakor a gőzből.

A 46 diffúzra elrendezés a 36 fúvóka gyűrűk alatt és a 32 tápvezeték alatt van elrendezve. Ez az elrendezés magában foglalja a porózus falú hengeres 48 gallért, amelyet szinterezett rozsdamentes acélból alakítunk ki egytengelyűén a 32 tápvezetékkel; ahol a 48 gallér az 50 nedvesítő kamrát határozza meg a 32 tápvezeték alatt. A 48 gallér nagyszámú átmenő pórussal van kialakítva, amely pórusok egyenletesen oszlanak el a gallér felületén. Az 52 falszerkezet egy 54 körkörös csatornát határoz meg a gallér körül és a gallér teljes külső felülete mentén helyezkedik el. Az 54 körkörös csatorna az állítható 56 szabályozó szelep segítségével a 42 gőzforráshoz van csatlakoztatva és egy további itt nem ábrázolt megfigyelő és ellenőrző műszerrel szabályozhatjuk a gőz állapot határozóit az 54 körkörös csatornában, valamint távolíthatjuk el a gőzből a kondenzátumot. A 60 felső fal az 52 falszerkezethez csatlakozik a legkülső 36 fúvőkagyűrűnél oly módon, hogy a legfelsőd része az 50 nedvesítő kamrának zárva legyen.

A 62 szívúgydrű közvetlenül az 52 falszerkezet alatt van elhelyezve. A körkörös 64 rés a 62 szívógyűrűben egy szűk, befelé és lefelé irányított 66 körkörös szívó fúvóhoz csatlakozik a 48 gallér alsó részénél; ahol a körkörös fúvóka egytengelyű elrendezésű a gallérral. A 64 rés az állítható 6B szabályozón keresztül kapcsolódik a 70 levegőforrássaL

A 30 füvóka elrendezés a 31 szárítókamra tetején van elrendezve, a kamra felső falán kialakított nyílással egy vonalban, ahol egy 72 hézagot alakítottunk ki a füvóka elrendezés és a nyílás pereme között. A 31 szárítókamra egy önmagában ismert felső bevezetési szárítókamra lehet A szárítókamrában önmagában ismert és itt nem ábrázolt légmelegítő és levegő továbbító szerkezeteket helyeztünk eL A légtovábbító szerkezetekkel a szárítókamrát enyhén környezeti atmoszféra alatti nyomásai tartjuk. 96 termékkivezető nyílást alakítottunk ki (1. ábra) a szárítókamra aljának közelében. A11 porgyűjtő a szárítókamrából kilépő levegő portartalmának leválasztására szolgál.

A szárítókamra 96 termékkivezető nyílását egy hagyományos szűrő 102 osztályozóhoz csatlakoztatjuk, hogy az abba érkező anyagot méret szerint szelektálja. A102 osztályozót egy túlméretes részecskék elve3

-3HU 200664 Β zetésére, továbbá egy alulméretes 106 kivezetéssel látjuk el az alulméretes részecskék kivezetésére. A ICC osztályozó! továbbá ellátjuk egy 108 kivezetéssel, amely a megfelelő mérettartományba eső részecskéket vezeti el. A termékkivezetéshez egy fluidizációs ágy típusú szerkezet (amelyet itt nem ábrázoltunk) csatlakoztatható a kiürített termék hűtésére. A106 kivezetéshez csatlakoztatjuk a 12 pneumatikus fluidizáló és szárítórendszert A 104 kivezetést egy 112 zúzóműhöz csatlakoztattuk. A zúzóművet párhuzamosan járatott szemközti elrendezésű tengelyekkel alakítottuk ki, amelyeken fogazott zúzótárcsákat helyezhetünk el.

A találmány szerinti eljárásnál a permetező szárítással nyert anyag a 10 töltőgaraton és a 14 hőcserélőn át a 16 porlasztóba halad. A16 porlasztóból a parányi részecskék a 18 betápláló szerkezetbe kerülnek. A 24 továbbítócsiga a részecskéket áramlásirányban ?, 22 nyíláson át továbbítja.

A 22 nyíláson át továbbított anyag a 32 bevezető garaton keresztül a 30 fúvóka elrendezés (2. ábra) 32 tápvezetékébe jut és a 34 betápláló nyíláson át a tápvezeték aljára kerül Ezáltal a szemcsés anyagáram gyakorlatilag kör keresztmetszetű alakot vesz fel és a tápvezeték 114 tengelyével egytengelyű irányba halad. A 42 gőzforrás és az 56 szabályozó szelep az 54 körkörös csatornában egy előre meghatározott gőznyomást tart fenn. A gőz áthatol a 48 gallér porózus falán és a 114 tengely irányába halad, miközben egy párafelhőt képez az 50 nedvesítő kamrában. Amint az anyagrészecskék érintkeznek a gőzzel, a gőz egy része lecsapódik az anyagrészecskéken.

Mivel az 54 körkörös csatornában gyakorlatilag nincs jelentős gőzáramlási ellenállás, az 54 körkörös csatorna a 48 gallért teljes kerülete mentén körbeviszi és a 48 gallér gyakorlatilag egyenletes gáznyomásnak van kitéve teljes kerülete mentén. Mivel a 48 gallér gyakorlatilag azonos porozitású, a gőz átdiffundál a 48 galléron teljes kerülete mentén és az 50 nedvesítő kamrába egyenletes alacsony sebességgel érkezik sugárirányban merőlegesen a 114 tengelyhez képest A 40 körkörös gőz nyíláshoz vezetett gőz 44 szabályozó berendezéssel beállított alacsony nyomáson halad áramlásirányban lefelé a nyílásoktól hangsebesség alatti sebességgel szomszédosán az anyagáramlással és azzal keveredve párafelhő alakul ki, amely további anyagiészecskéket nedvesítő vizet hoz létre.

A gőznyíláson át beáramló gőz megakadályozza, hogy a párafelhő az áramlással ellentétes irányba visszaáramoljon és egyidejűleg egy áramlásirányú viszonylag hideg magával ragadott légáramot hoz létre a 38 körkörös hézagon keresztül, továbbá a 28 garaton és a 32 tápvezetéken keresztül. A levegő hűti a tápvezetéket és megakadályozza, hogy gőz jussai be a tápvezetékbe. Ez következésképpen megakadályozza, hogy a tápvezeték falán anyagfeltapadás jöjjön létre. A hideg levegő áthaladása a gőz párafelhőn elősegíti továbbá a gőz lecsapódását az anyagrészecskékre.

Sűrített levegő halad át a körkörös 64 résen és jelentős sebességgel halad a 114 tengellyel párhuzamosan áramlási irányban lefelé. A 66 körkörös szívófúvókából kiáramló levegő az 50 nedvesítő kamra alsó részénél lévő anyagrészecskéket és gázokat magával .Λ ragadja áramlásirányban a 31 szárítókamrába.

Mint az anyagrészecskék átáramlanak a nedvesítőkamrán, az anyagrészecskékre rácsapódott nedvesség keveredik a részecskékkel és a szilárd részecskéket oldja a részecskék felületén. Egyidejűleg a gőzből a részecskékre vezetett hő emeli az anyagrészecskék hőmérsékletét Mindezen hatások hozzájárulnak az anyagrészecskék felületén lévő folyékony halmazállapotú fázisok megjelenéséhez. Amint a részecskét egymással ütköznek, a részecskék felületén lévő folyékony felületi rétegek egymáshoz kötődnek, a részecskék mintegy egymáshoz „hegednek és a részecskét agglomerátummá zömülnek.

Amint az anyagrészecskékből képződött agglomerátum a 31 szárítókamrába érkezik, ott a 72 hézagon keresztül beérkezett külső levegő keverékével keveredik. Az agglomerátum víztartalma felszárad és a részecskét minden egyes agglomerátumon belül mintegy egymáshoz heggednek. A szárított agglomerátum a szárítókamra kivezető részén keresztül a 96 kivezetéshez és a 102 osztályozóhoz továbbítódik. A felülméretes agglomerátumot a 110 elevátoron keresztül a 112 zúzóműbe továbbítjuk, ahol daraboljuk. A darabolt terméket visszavezetjük a 102 osztályozóba. A megfelelő méretű darabokat a 108 termékkivezetőn távolítjuk eL Az alulméretes agglomerátumokat a 12 pneumatikus fluidizáló és szállítórendszard szállítjuk vissza és visszacirkuláltatjuk a friss alapanyag betápláláshoz. A szárítókamrából eltávozó levegőből a 100 porleválasztóval leválasztott írnom részecskéket szintén visszavezetjük a 12 pneumatikus fluidizáló és szállítórendszerrel a zömítő, agglomeráló eljárásba.

A zömítő eljárást hatékonyabbá tehetjük oly módon, hogy a részecskék egy részből, vagy valamennyi részecskéből egy, a nedvesítőkamra előtti műveleti lépésben tömböcskéket ksézítílnk. A tömböcskék képzésénél nem aa már fentebb említett egymáshoz kötési,illetve hegedési jelenséget használunk fel, hanem a parányi részecskék természetes adhéziósát Ez az adhéziós hajlam annál nagyobb, mind kisebbek a részecskék; a 100 mikron átmérőnél kisebb részecskék is, célszerűen az 50 mikronnál kisebb átmérőjű részecskék a legelőnyösebb módon vethetők alá a nedvesítőkamra előtti tömböcskékké való zömítésnek.

A nedvesítőkamra előtti tömböcskékké zömítés hatékonyabban megvalósítható tömörítéssel és/vagy nedvesítéssel, mielőtt az anyagot a kamrába vezetjük.

Attól függetlenül, hogy a tömböcskéket a nedvesítőkamra előtt formáztuk, illetve zömítettük, a végtermék megjelenése és sűrűsége a vizes gáz párafelhőjén való áthaladásnál megvalósított nedvességtartalomtól függ. A magasabb nedvességtartalom sötétebb színű és kissé tömörebb, sűrűbb terméket eredményez. A nedvesítőkamra előtti tűmböcskeformázással további lehetőséget nyerhetünk a tennék külső megjelenési formájának szabályozására. Megfelelően magas nedvességtartalom megvalósítása esetén minden egyes tömböcske felülete nedvesedik és ezáltal a végtermék egységesen sötét színárnyalatú lesz. Mérsékeltebb nedvességtartalom megvalósítása esetén a végtermék világosabb színű lesz. A világosabb színárnyalatú részek továbbá előtűnnek a zúzás művelete után, miáltal a tennék egyenetlenül foltos küllemű lesz.

-4HU 200664 Β

A 48 gallér porózus felületének 1 m -én célszerűen percenként mintegy 100 kg gőzt áramoltatunk át; de ennél az értéknél még előnyösebb az 50-50 kg percenkénti mennyiség. Oldható kávékivonatok készítésénél a teljes átbocsátóit gőzmennyiség körülbelül 0,9-2,4 kg percenként a nedvesítőkamra térfogatának 1 literére vonatkoztatva; miközben célszerűen 0,250,50 kg szemcsés anyagot dolgozunk fel, A nedvesítőkamra célszerű méretei mintegy 2,5 cm-20 cm hosszúság és körülbelül 5-25 cm átmért!. A gőzbebocsátó nyílásokon bevezetett gőzáram sebessége célszerűen 10 m/sec nagyságrendű. A nyomás értéke a gőznyflásoknál kisebb, mint 9 kPa és a nedvesítőkamrában célszerűen kevesebb, mint 4 kPa. Általában a nedvesítőkamrában a nyomás közel atmoszférikus értékű.

Abban az esetben, hogyha a pörkölt és darált kávéra emlékeztető szövetszerkezetet kívánunk fagyasztva szárított oldható kávéanyagnál megvalósítani, az eljáráshoz felhasználandó alapanyag szemcseméretének 40 mikronnál kisebbnek kell lennie. A végtermék küllemének változásábnan szembetűnő változás következik be, hogyha az alapanyag 40-50 mikron átmérő nagyságrendű. Az 50 mikron átmérőnél nagyobb átmérőjű szemcsék esetén a végtermék szivacsos szövetszeikezetet vesz fel, amely hasonló a hagyományos technika állása szerinti megoldásokkal feldolgozott, illetve előállított végtermékhez. Az alapanyag szemcseméretének változtatásával, illetve a nedvesítőkamra nedvességtartalmának változtatásával különböző formájú és küllemű végtermékek állíthatók elő.

A találmányunk szerinti eljárást megvalósító berendezés egyik további kiviteli alakjánál a 3. ábrán látható 16 porlasztó, amely a 122 porózus alaplemez zel kialakított 120 átereszbe vezeti az alapanyagot. Nyomás alatti nedvesített levegővel a 122 porózus alaplemez alatti 126 kamrába továbbítjuk az alapanyagot. Egy vibrációs generátor alkalmazásával keverjük össze az anyagot dy módon, hogy az átereszbe vezetett anyag a porlasztótól a porózus lemez mentén halad. A mozgó anyagrészecskék nedvesített levegővel találkozva egymáshoz kötődve tömböcskéketképeznekésa281 töltőgaratba érkeznek, majd ezután a 30 fúvóka elrendezésbe jutnak, illetve a 31 szárítókamrába kerülnek feldolgozásra, amint azt az előbbiekben ismertettük. Ennél a megoldásnál a tömböcskéket tömörítés nélkül hoztuk létre.

A találmány szerinti megoldás továbbá olyan kiviteli alakkal is megkonstruálható, amelynél egyidejűleg történik a szilárd anyag feldolgozása és a folyékony anyag szárítása. A tömörítendő anyagot a 30 fúvóka elrendezés révén juttatjuk be a berendezésbe, a folyékony anyag apró cseppecskéjét pedig a szárítókamra belsejébe egy hagyományos permetezve szárító 130 fúvókával visszük be.

A találmány szerinti berendezés egyik további kiviteli változatát szemléltetjük a 4. ábrán, amely magában foglal egy 232 csővezetéket, amely négyszögletes keresztmetszetű és egy hosszanti rés alakú 233 betápláló nyílást határoz meg. A 234 síkban egy függönyszerű szemcsés anyagáram áramlik. Akonstrukcióban egy pár hosszanti 242 gőzvezeték van elrendezve, amelyik mindegyik hosszanti rés alakú 252 gőz fúvókával vagy nyílással van kialakítva és ame8 lyek a betápláló nyílásokkal álellenben vannak elhelyezve párhuzamosan azok hossztengelyével. Az ezeken a nyílásokon sűrített góz halad áramlásirányban és hideg levegőt visz magával a 258 hosszanti hézagokból a fúvókák és a tápvezeték között.

Természetesen kávén kívül más vízben oldódó szemcsés anyagok is feldolgozhatők, illetve zömíthetők a találmányunk szerinti eljárással. Ilyen anyagok lehetnek többek között úgynevezett azonnal oldódó tea, oldható cikóriapor, oldható árpapor, oldható tejporféleségek és kakaópor alapú italkeverékek. A fentieken kívül a felsorolt anyagrác különböző kombinációja is tömöríthető.

A találmányunk szerinti eljárásra vonatkozó konkrét üzemi feltételek szerint nyert végterméket, illetve az egyes technológiai jellemzőket az alábbi példákban ismertetjük.

1. példa

Permetezve szárított kávékivonatot porlasztottunk 24 mikron átmérőjű szemcsékre, amelyet levegőárammal továbbítottunk és egy csigás adagolóba vezettünk. A csigás adagoló a porszerű szemcsés anyagot egy nyíláson keresztül 035 kg/perc/cm² tömegáram jellemzővel préselte át Szemcsés anyag a kilépő nyíláson tömör anyagfolyamként és immár tömböcskékké zömítve jut a tápvezetékbe az agglomerációs műveletet végző fúvóka elrendezés előtt; a fúvóka elrendezés hasonló a 2. ábrán bemutatotthoz, de a körkörös gőznyílások között és a gépnyílások között nem alakítottunk ki hézagot, fly módon a belső körkörös gőznyílás közvetlenül körülveszi a tápvezetéket. Ugyancsak hiányzik a szívógyűrű is. A diífúzor porózus gallérja 1 mikron pórusátmérővel van kialakítva. A gőzt mintegy 750-1500 Pa nyomáson vezetjük a körkörös gőznyílásokba l,28xl0³ — 2,lxl0³kg/perc/m² nagyságrendben. A porózus gallér külső felületén mintegy 17 kPa nyomású gőzt alkalmaztunk, amely 133 kg/perc/m~arányban hatol át a dif fúzor szerkezetén. A nyert termék a pörkölt és darált kávéra emlékeztet A termék kellemesen sötét színű, világos foltokkal, amely a frissen pörkölt és darált kávé színét idézi fel.

2. példa

A 2. példában az 1. példánál alkalmazott és a porózus gallérra kifejtett gőznyomást 7 kPa-ra csökkentjük és ennek megfelelően a porózus galléron átbocsátóit gózfolyam 6,7 kg/perc/m² nagyságrendre változott A nyert termék ennek következtében világosabb színű lett és a termék sűrűsége csökkent ami az alacsonyabb nedvességtartalomnak a következménye.

3. példa

Permetezve szárított kávét dolgoztunk fel az 1. példa szerinti módon azzal az eltéréssel, hogy a por alakú szemcsét 50 mikron átlagos szemcseméretűre porlasztottuk. A nyert tennék ennek következtében szivacsszerű szövetszerkezetű és egyenletesen sötét színű; határozott karakterisztikus éles peremek, illetve zúzott őrleményszerű megjelenési forma nélkül.

4. példa

Cikória kivonat keveréket szárítottunk por alakú5

-5HU 200664 Β ra szárító toronyba való permetezéssel forró levegős szárítással (370 *C hőmérséideten). A nyert terméket körülbelül 40 mikron átmérőjű részecskékre porlasztottuk. A porlasztóit porszerű anyagot egy csigás továbbítóműbe, illetve egy vibrációs betápláló szerkezetbe vezettük. A diffúzor porózus gallérjának mintegy 50 mikron átmérőjű nyílásai vannak. Kör alakú nyíláshoz körülbelül 3 kPa nyomású gőzt vezettünk és a porózus gallérhoz mkintegy 34 kPa nyomású gőzt vezettünk. A levegőt egy szívógyűrűn keresztül vezettük áramlásilányban a porózus gallérhoz mintegy 0,04 m³/perc áramlási értékben. A nyert termék éles peremű szilánkszerű megjelenésű, hasonlatos a pörkölt és darált kávé részecskékhez, síkét színű, enyhe világos árnyalatú részekkel.

5. példa

Szemcsés, fagyasztva szárított oldható kávét (mintegy 2 mm-es szemcseméretű) egy fúvóka elrendezésen keresztül bocsátunk be a szárítókamrába hasonló módon, mint ahogy azt a 2. ábrán ábrázoltuk, azzal az eltéréssel, hogy a szívógyűrű hiányzik. Agőz a porózus galléron mintegy 2,1 kg/perc/m² áramlási mértékben hatol át a diffúzor felületéti. További gőz hozzávezetést valósítunk meg a körkörös nyíláson keresztül, amely a tápvezetéket veszi körül. A granulált szemcsés alapanyag kezdetben világosbarna színű és sűrűsége körülbelül 23,2 g/100 ml. Afúvóka elrendezésen és a szárítókamrán való áthaladás után a szemcsék különösen sötét színűek lesznek, olyanok, mint a hagyományosan pörkölt kávéporok és sűrűsége körülbelül 25,5 g/100 ml-re változik. Λ teljes gőzfogyasztás a színezést műveletnél mintegy 0,42 kg gőz a feldolgozandó alapanyag 1 kg-jára vonatkoztatva.

6. példa

Egy permetezve szárított kávékivonat port poriasztunk 31 mikron átlagos szemcseátmérőre és áfbocsátjuk egy tömörítő fúvőka tápvezetékén egy csigás továbbító és egy vibrációs tápegység révén. A feldolgozandó alapanyag szemcsés por, jelenjtős mértékben nem képez tömböcskéket, mielőtt az agglomeráló fúvókába vezetnénk.

A fúvóka elrendezés hasonló a 2. ábrán bemutatottnál, azzal az eltéréssel, hogy a szívógyűrűt elhagytuk. A diffúzor gallérjának pórusátmérője mintegy 5 mikron. A gőzt mintegy 1 kPa nyomáson vezettük a körkörös gőznyílásokhoz, amelyek a tápvezetéket veszik körül mintegy 2x1ο³ kg/perc/m² áramlási jellemzőivel. A diffúzor külső oldalára mintegy 33 kPa gőznyomást alkalmaztunk és a galléron mintegy 45 kg/perc/m² áramlási jellemzővel hatol keresztül.

A nyert termék éles peremű, szilánkszerű megjelenésű, amely a fagyasztva szárított Nescafé-ra hasonlít

7. példa

A 6. példában alkalmazott eljárást ismételjük meg azzal az eltéréssel, hogy a porózus anyagú gallért elhagytuk. A gőzt ezúttal csupán a körkörös gőzbevezetőnyílásokon vezettük áta2xl0³ kg/perc/m² áramlási jellemzőkkel. Azaz, ezáltal nem a találmányunk szerinti agglomerációs (tömörítő) műveletet valósítottunk meg.

A nyert tennék szivacsos szövetszerkezetű, egyenletesen sötét színű Ugyanazon alapanyag átbocsátási tömegárammal, mint a 6. példánál, ezúttal csupán feleannyi végterméket nyertünk; azaz lényegesen alacsonyabb aránya alakult át az alapanyagnak végtermékké, mint a 6. példában.

8. példa

Permetezve szárítod teakivonatot porlasztottunk körülbelül 40 mikron átmérőjű szemcsefinomságra és zömítettük ugyanazzal a berendezéssel, amelyiket a

6. példánál használtunk fel. Az átbocsátóit szemcsés por tömegáramának mértéke mintegy 65%-a volt a 6. példában alkalmazottnak A gőznyomás értéke változtatható a körülbelül l,6xl(r kg/perc/m² nyílásfelület arányában és a körülbelül 26 kg/percfyrr diffúzor felület arányában. Egyéb vonatkozásban hasonló módon jártunk el, mint a 7. példánál. A nyert termék éles peremű, szilánkszerű megjelenésű és sűrűsége 21 g/100 ml.

9. példa

Egy kakaóporból, cukorból, lecitinből és ízanyagokból porlasztottunk kalapácsos darálóval keveréket egy ürítő szitára, amelynek 3 mm-es szitaátmérője van. A porlasztóit anyag szemcseeloszlása meglehetősen széles szórási tartományban észlelhető, vegyesen keveredve a finom kakaópor részecskék és a durvább nagyobb cukorrészecskék. A kakaórészecskék sötét színűek, a cukorrészecskék pedig jellemzően világosabb színűek A porlasztóit anyagot a zömítő fúvókába vezettük körülbelül 65%-os tömegáram mértékben, mint ahogy azt a 6. példánál végeztük. Az alkalmazott gőznyomás 2,9x1ο³ kg/perc/ar mennyiségnek megfelelő a körkörös gőznyílásnál és körülbelül 36 kg/perc/m² mennyiségnek megfelelő a diffúzor felületnél. A nyert termék meglehetőisen sötét színű. A világosabb színű cukorrészecskék kakaóval vonódtak be, jelezve, hogy a finom kakaórészecskék egységes szerkezetként zömültek a cukorrészecskékkel.

10. példa

Permetezve szárított árpakivonatot porlasztottunk körülbelül 35 mikron szemcseméretűre és vezettük be egy olyan fúvóka elrendezésbe, amely csupán egy körkörös gőznyílást tartalmazott és nem volt körkörös nyílás kialakítva a gőznyílás és a betápláló nyílás között; továbbá diffúzorának hengeres gallérja 1 mikron porozitású és nem alkalmaztunk szívógyűrűt sem. Nem végeztünk jelentős mértékű tömböcskeképzést sem a nedvesítést műveletet megelőzően. A gőz átáramlási értéke körülbelül 4,5x1ο³ kg/perc/nra nyílásfelülette vonatkoztatva és körülbelül 15,6 kg/perc/m² a diffúzra felületre vonatkoztatva a nedvesítést lépésben. Anyertagglomerátumotszárítottuk és felül 2,38 mm szitaméretű és alul 707 mikron szitaméretű rostélyra vezettük. A két megadott szitaméret közötti rostély-közben nyert tennék éles peremű és szilánkszerű megjelenésű.

11. példa

Zsírszegény tejport, mintegy 35 mikron szemcseátmérőjűt vezettünk be lényegében nedvesítőkamra előtti tömböcske képzés nélkül egy zömítő fúvóka el-6HU 200664 Β rendezésbe, amely hasonló, mint amelyet a 2. ábrán szemléltettünk, de ezúttal a szívőgyűrűt elhagytuk és a diffúzort 5 mikronos pórusú gallérral alakítottuk ki. A körkörös nyíláson át mintegy 1,5 kPa gőznyomást alkalmaztunk a porózus gallérra pedig körülbelül 42 kPa-t. A nyert termék szabálytalan alakú, sűrűsége körülbelül 19 g/100 ml és fonó vízben nyomban oldódik.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás vízben oldható szemcsés anyagok agglomerálására, amelynél a szemcsés anyagot lefelé irányulóan lövelljük egy nedvesítő zónába, ezután a szemcsés anyagot a nedvesítő zóna kerülete felől az anyagáram felé irányuló vizes gázzal nedvesítjük, majd megszárítjuk, illetve adott esetben hűtjük, azzal jellemezve, hogy az anyagot a nedvesítő zóna felső végénél elhelyezett betápláló nyíláson keresztül közvetlenül a nedvesítő zónába lövelljük, és egyidejűleg a hangsebességnél kisebb sebességgel gőzt lövellünk be lefelé irányulóan, és adott esetben a betápláló nyílás külseje körül hűtőgázt táplálunk be hangsebesség12 nél kisebb sebességgel.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a nedvesítő zónát elhagyó anyaggal hűtőgázt érintkeztetünk.
3. Berendezés az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás megvalósításához, amelynek betápláló nyílással ellátott tápvezetéke és a szemcsés anyagot a tápvezetékbe betápláló bevezető garata. továbbá a vizes gázzal ellátott nedvesítő zónát magába foglaló nedvesítő kamrája és szárítója van, azzal jellemezve, hogy a nedvesítő kamra (50) közvetlenül a betápláló nyílás (34) alatt van elrendezve, a nedvesítő kamrában (50) a vizes gázt bevezető gallér (48), a betápláló nyílás (34) környezetében pedig azt körülvevően körkörös gőznyílás (40) helyezkedik el.
4. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a betápláló nyílás (34) környezetében, azt körülvevően körkörös hézag (38) van kialakítva.
5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nedvesítő kamra (50) alatt, azzal koaxiálisán szívógyűrű (62) van szerelve, melyben a szívófúvókával (66) ellátva egy körkörös rés (64) van kialakítva.