NL8900598A - Sproeidrooginrichting; werkwijze voor de bereiding van een gesproeidroogd product met een gewenst stortgewicht. - Google Patents

Description

titel: Sproeidrooginrichting; werkwijze voor de bereiding van een gesproeidroogd product met een gewenst stortgewicht.

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op een inrichting voor de bereiding van een gesproeidroogd product tenminste omvattende een huis en een daarin opgesteld sproeimondstuk; waarin het sproeimondstuk is aangesloten op een leiding voor het toevoeren van vloeistof die tenminste één van de bestanddelen van het product omvat en waarbij een toevoer van onder druk verkerend en/of vloeibaar gemaakt gas is aangesloten op bedoelde leiding en middelen voorzien zijn om een stroom van gas die gedroogd deeltjesvormig materiaal omvat toe te voeren aan de stroom van druppels die door het betreffende sproeimondstuk wordt afgegeven.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3615723. In bedoelde publikatie is een sproeidrooginrichting beschreven waarin, om de drogingsbewerking te vergemakkelijken en de dichtheid van het eindproduct te verlagen, de aan de het sproeimondstuk toegevoerde vloeistof kan worden vermengd met lucht of elk ander geschikt gas. De aldus gevormde druppels zwellen op onder de invloed van het aanwezige gas en worden vervolgens in aanraking gebracht met een droog deeltjesvormig materiaal om agglomeraten te vormen tussen de nog vochtige opgezwollen druppels en het droge deeltjesvormige materiaal.

De assen van de stroom van vochtige gezwollen druppels en de stroom van droog deeltjesvormig materiaal staan in hoofdzaak loodrecht op elkaar. Het op die wijze verkregen geagglomereerde gedroogde product kan niet-gelijkmatige eigenschappen vertonen hetgeen ongewenst is.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel om een inrichting van het bovenaangegeven type te verschaffen waarmee het mogelijk is om een zeer gelijkmatig product te bereiden.

Een tweede doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een inrichting waarmee een gelijkmatig product kan worden bereid en waarmee het eveneens mogelijk is om een product te bereiden met elk gewenst stortgewicht.

Om te voldoen aan de hierboven geschetste doelen wordt de inrichting van het bovenaangegeven type volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het huis van de inrichting is voorzien van een buis voor het invoeren van de gasstroom die droog deeltjesvormig materiaal bevat; waarbij de buis binnen het huis eindigt en het sproeimondstuk is opgesteld nabij het uiteinde van bedoelde buis waarbij de projectie van de buis in (jg richting van de as daarvan de projectie van het sproeimondstuk in dezelfde richting omgeeft.

Gevonden is dat door het gedroogde deeltjesvormig materiaal toe te voeren in een stroom die zich uitstrekt rond het sproeimondstuk een zeer gelijkmatig product kan worden verkregen waarvan de deeltjes een droog materiaal omvatten dat is opgezwollen en afkomstig is van de aan het sproeimondstuk toegevoerde vloeistof en het droge deeltjesvormig materiaal dat is toegevoerd in een stroom die het sproeimondstuk omgeeft. In het bijzonder is het sproeimondstuk in hoofdzaak in het vlak van het uiteinde van de eerder genoemde buis opgesteld waarbij een open oppervlak van ringvorm aanwezig is tussen de buitenomtrek van het sproeimondstuk en de binnenomtrek van de buis.

De posities van het uiteinde van de buis en het sproeimondstuk ten opzichte van elkaar kunnen worden gewijzigd; met voordeel is daartoe het sproeimondstuk verschuifbaar langs de as van de in het huis eindigende buis.

Vastgesteld is dat met voordeel de verhouding tussen de diameters van de binnenomtrek van de buis en de buitenomtrek van het sproeimondstuk tussen 1,5 en 5 ligt.

Bij voorkeur is de verhouding tussen de diameter van de buis en de diameters van het sproeimondstuk tussen 0,5 en 2,5 en met meeste voorkeur is de bedoelde verhouding ongeveer 2.

Met veel voordeel omvat de inrichting volgens de uitvinding zoals hiervoor beschreven een of meer van de volgende aanvullende inrichtingen: a) Een gefluidiseerd bed dat aansluit op de uitvoer van het huis van de inrichting waarbij zich in bedoeld gefluidiseerd bed tenminste een deel vindt waarin turbulente mengomstandigheden bestaan.

b) Een poederverzamelingseenheid zoals een filter of cycloon waarmee het mogelijk is om fijne deeltjes af te scheiden die kunnen worden hercirculeerd naar de stroom van droog deeltjes— vormig materiaal dat wordt toegevoerd in de stroom rond het sproeimondstuk.

c) Middelen voor het onttrekken van in een opwaartse gasstroom binnen het huis meegesleepte deeltjes die eveneens in de stroom van droog deeltjesvormig materiaal kunnen worden toegevoerd rond het sproeimondstuk om deze te laten te agglomereren met de opgezwollen druppels materiaal in vochtige toestand die worden afgegeven door het sproeimondstuk.

Teneinde de te versproeien vloeistof die een gas, zoals bijvoorbeeld kooldioxyde, in opgeloste toestand bevat is bij voorkeur een warmtewisselaar aanwezig in de leiding voor het toevoeren van vloeistof die tenminste een van de bestanddelen van het product bevat.

Met een dergelijke warmtewisselaar is het mogelijk om de temperatuur van de oplossing die tenminste een van de bestanddelen bevat en opgelost of verdeeld gas in te stellen.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een gesproeid droogd product waarin een oplossing van tenminste één van de bestanddelen van het product wordt toegevoerd aan een sproeimondstuk binnen een huis waarbij een onder druk verkerend gas wordt toegevoerd aan bedoelde oplossing om een opschuimen van de oplossing die het mondstuk verlaat als een stroom van druppels te veroorzaken en waarbij een gasstroom die een gedroogd deeltjesvormig materiaal omvat wordt toegevoerd aan de stroom van druppels.

Volgens de uitvinding wordt de werkwijze van het beschreven type gekenmerkt doordat men de stroom van een gedroogd deeltjesvormig materiaal omvattend gas laat botsen met de door het sproeimondstuk afgegeven stroom van druppels en waarbij tenminste bij het elkaar snijden van bedoelde stroom van gas met gedroogd deeltjesvormig materiaal en de stroom van druppels de dwarsdoorsnede van gas met gedroogd deeltjesvormig materiaal ringvormig is waarbij de as van de stroom van druppels in hoofdzaak loodrecht staat op het vlak van bedoelde ring en in de verhouding tussen de hoeveelheid gedroogd deeltjesvormig materiaal en de hoeveelheid oplossing die wordt toegevoerd aan het sproeimondstuk wordt ingesteld om een gewenst stortgewicht voor het gesproeidroogde product te bereiken.

Gevonden is dat door het invoeren van een ringvormige stroom van gas die gedroogd deeltjes materiaal omvat waarbij men bedoelde stroom laat botsen met de stroom van door het sproeimondstuk afgegeven druppels het mogelijk is om een zeer gelijkmatig geaglomereerd materiaal te verkrijgen; door instellen van de verhouding tussen de hoeveelheid gedroogd deeltjes vormig materiaal en de hoeveelheid oplossing die aan het sproeimondstuk wordt toegevoerd is het mogelijk bevonden om een stortgewicht van het eindproduct te verkrijgen dat elke bepaalde gewenste waarde heeft.

In het bijzonder wordt een optimale agglomerering bereikt door gebruik van een sproeidruk tussen 20 en 400 bar, bij voorkeur tussen 50 en 150 bar, terwijl een snelheid van de gasstroom in ringvorm in de nabijheid van het sproeimondstuk ten hoogste 20 meter per seconde bedraagt, bij voorkeur echter tussen 6 en 12 meter per seconde.

Het gedroogde deeltjesvormig materiaal kan worden gekozen uit de droge bestanddelen die de rest van de productbestanddelen vormen en die niet in geschuimde toestand zijn, fijne deeltjes die zijn verkregen na drogen van het geagglomereerde product en classificatie daarvan zoals door zeven of cycloneren en hercirculeerde deeltjes die zijn meegesleept in de naar boven gerichte gasstroom binnen het huis of combinaties van bovenaangegeven droge materialen.

In het algemeen zal het deeltjesvormige materiaal zijn opgebouwd uit alle drie van de bovengenoemde mogelijke bestanddelen.

Opgemerkt moet worden dat de bovengenoemde droge bestanddelen die de rest van de productbestanddelen vormen uiteraard ook gelijk kunnen zijn aan de productbestanddelen. Met andere woorden, een gesproeidroogd product kan worden bereid door een vloeistof te verstuiven die een bestanddeel in opgeloste toestand bevat en door als gedroogd deeltjesvormig materiaal een gedroogd product in te voeren dat gelijk is aan het product dat in opgeloste toestand aanwezig is in de te versproeien vloeistof.

In het algemeen wordt het product dat wordt verkregen na het verwijderen van fijne delen geconditioneerd in een gepakt bed om het vochtgehalte tot een gewenste graad terug te brengen.

De hiervoor beschreven inrichting en werkwijze volgens de uitvinding zijn in het bijzonder bruikbaar om deeltjes te bereiden die bestaan uit holle kogels die gedroogd deeltjes-vormig materiaal bevatten waarbij de gedroogde deeltjes van het gedroogd deeltjesvormige materiaal inwendig of uitwendig met de holle kogels verbonden zijn.

Een bijzonder bruikbaar product is beschreven in de niet-voorgepubliceerde Britse octrooiaanvrage 8807135.2 die werd ingediend op 25 maart 1988; beschreven daarin zijn samenstellingen met hoge zoetkracht en sucrose samenstellingen.

De producten kunnen in elke gewenste dichtheid worden verkregen tussen een lage dichtheid die overeenkomt met de dichtheid van het opgeschuimde product en waarbij geen droge bestanddelen zijn ingebouwd en een hoge dichtheid van het product in niet-opgeschuimde toestand.

De uitvinding zal nu worden toegelicht met behulp van de tekening waarin zich een enkele figuur bevindt die schetsmatig een inrichting voor de bereiding van een gesproeidroogd product volgens de uitvinding toont.

In de figuur is een huis aangegeven met verwijzingscijfer 1, welk huis een sproeimondstuk 2 en een in het huis eindigende buis 3 onderbrengt. De buis is zodanig opgesteld dat het buisuiteinde het sproeimondstuk omringt; het sproeimondstuk is zodanig opgesteld dat het is gecentreerd rond de as van de buis 3 terwijl het sproeimondstuk 2 in het vlak ligt waar eveneens het uiteinde van de buis 3 binnen het huis is gelegen. Voor het bereiken van een optimale gelijkmatigheid van het product is het sproeimondstuk 2 instelbaar opgesteld. Het sproeimondstuk kan schuiven langs de as van de buis 3. Aan de buis 3 wordt een stroom 5 van gedroogd deeltjesvormig materiaal toegevoerd. Aan het sproeimondstuk wordt een oplossing van het te sproeidrogen materiaal toegevoerd, aan welke stroom bij 8 een stroom van samengeperst gas zoals Co 2 of N2 wordt toegevoerd. De onder druk staande vloeistof wordt in warmtewisselaar 7 opgewarmd tot een temperatuur die gewenst is voor de versproeingsbewerking in het sproeimondstuk. Met 9 is schematisch een hoge-druk pomp aangegeven terwijl de toevoer van vloeistof die tenminste één van de bestanddelen van het eindproduct bevat is aangegeven met 10. Het mondstuk 2 geeft een stroom 11 van opgezwollen druppels van de aan het sproeimondstuk 2 toegevoerde vloeistof af; met bedoelde stroom 11 botst een gasstroom 5 waarin zich gedroogd deeltjesvormig materiaal bevindt dat wordt toegevoerd via de ringvormige opening 4 die aanwezig is tussen de buitenomtrek van het sproeimondstuk 2 en de binnenomtrek van de buis 3.

In de tekening is aangegeven dat het huis 1 slechts eén sproei mondstuk 2 en één buis 3 bevat. Om de capaciteit van de inrichting te vergroten kan uiteraard een geschikt huis meer dan een samenstel van een sproeimondstuk en een omringende buis herbergen.

In de figuur is een tussenwand 15 getoond die een scheiding vormt tussen de stroom 12 van warm gas die van de bovenzijde van het huis komt via een niet-getoonde opening en een stroom 13 van koude lucht die het huis binnenkomt via een opening die evenmin is getoond. De stroom warme lucht die voor droogdoeleinden wordt ingevoerd is in het algemeen groter dan de hoeveelheid koude lucht 13.

Claims (13)

1. Inrichting voor de bereiding voor een gesproeiddroogd product tenminste omvattende een huis en een daarin ondergebracht sproeimondstuk, waarin het sproeimondstuk aansluit op een leiding voor het toevoeren van een vloeistof die tenminste één van de bestanddelen van het product omvat en waarbij een toevoer van onder druk staand en/of vloeibaar gemaakt gas aansluit op bedoelde leiding terwijl middelen voorzien zijn om een gasstroom die gedroogd deeltjesvormig materiaal omvat toe te voeren aan de stroom van druppels die door het betreffende sproeimondstuk wordt afgegeven met het kenmerk dat het huis (1) is voorzien van een buis (3) voor het toevoeren van genoemde stroom (5) van gas die een gedroogd deeltjesvormig materiaal omvat; waarbij de buis (3) binnen het huis (1) eindigt en het sproeimondstuk (2) is opgesteld nabij het uiteinde van de buis (3) waarbij de projectie van de buis (3) in de richting van de as van de buis de projectie van het sproeimondstuk (2) in dezelfde richting omgeeft.

2. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het sproeimondstuk (2) hoofdzakelijk in het vlak van het eind van de buis (3) is opgesteld waarbij een ringvormig open oppervlak (4) aanwezig is tussen de buitenomtrek van het sproeimondstuk (2) en de binnenomtrek van de buis (3).

3. Inrichting volgens conclusie 2 met het kenmerk dat de verhouding tussen de binnendiameter van de buis (3) en de buitendiameter van het sproeimondstuk (2) tussen 1,5 en 5 ligt.

4. Inrichting volgens conclusie 3 met het kenmerk dat genoemde verhouding tussen 1,5 en 2,5 ligt.

5. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1 tot 4 met het kenmerk dat voor droogdoeleinden een gefluidiseerd bed aansluit op de uitgang van het huis (1) en in het gefluidiseerd bed tenminste een gedeelte aanwezig is waarin turbulente mengomstandigheden heersen.

6. Inrichting volgens conclusie 5 met het kenmerk dat een poederverzamelingseenheid aanwezig is die aansluit aan de uitvoer van het gefluiseerde bed om fijne deeltjes af te scheiden waarbij hercirculeringsmiddelen voorzien zijn om deze fijne deeltjes toe te voeren aan de gastroom (5) die aan de buis (3)wordt toegevoerd die binnen het huis (1) eindigt om onderdeel te vormen van het gedroogde deeltjesvormige materiaal dat zich in bedoelde stroom (5) bevindt.

7. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 1 tot 6 met het kenmerk dat middelen aanwezig zijn om binnen het huis (1) meegesleepte deeltjes te onttrekken en deze deeltjes toe te voeren aan de gasstroom (5) die aan de buis wordt toegevoerd die binnen het huis (1) eindigt om onderdeel te vormen van het gedroogde deeltjesvormige materiaal dat zich in de stroom (5) bevindt.

8. Inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies met het kenmerk dat een warmte wisselaar (7) is opgenomen in de leiding (6) voor het toevoeren van de tenminste één van de bestanddelen van het product bevattende vloeistof.

9. Werkwijze voor de bereiding voor de bereiding van een gesproeidroogd product waarin een oplossing van tenminste een van de bestanddelen van het product wordt toegevoerd aan een sproeimondstuk binnen een huis waarbij een onder druk staand gas wordt toegevoerd aan de oplossing om een opschuimen van de oplossing/ die het mondstuk als een stroom van druppels verlaat/ te veroorzaken en waarbij een stroom gas die een gedroogd deeltjesvormig materiaal omvat toegevoerd wordt aan de stroom druppels methetkenmerk dat men de gasstroom (5) die een gedroogd deeltjesvormig materiaal omvat laat botsen met de stroom (11) van druppels die door het sproeimondstuk (2) wordt afgegeven en waarbij tenminste bij het snijden van de gasstroom (5) en de stroom (11) van druppels de dwarsdoorsnede van de gasstroom (5) ringvormig is en waarbij de as van de stroom van druppels in hoofdzaak loodrecht staat op het vlak van de ringvormige doorsnede van de stroom (5) en waarbij de verhouding tussen de hoeveelheid gedroogd deeltjesvormig materiaal en de hoeveelheid aan het sproeimondstuk toegevoerde oplossing wordt ingesteld om een gewenst stortgewicht voor het gesproeiddroogde product te verkrijgen.

10. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk dat teneinde een optimale agglomerering tussen de druppels die het sproeimondstuk (2) verlaten en het droge deeltjesvormige materiaal van de ringvormige gasstroom (5) te bereiken een sproeidruk tussen 20 en 400 bar wordt toegepast en de snelheid van de ringvormige gasstroom (5) in de nabijheid van het mondstuk (2) ten hoogste 20 meter per seconde bedraagt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10 met het kenmerk dat een sproeidruk wordt toegepast tussen 50 en 150 bar en een snelheid van de ringvormige gasstroom (5) tussen 6 en 12 meter per seconde.

12. Werkwijze volgens conclusie 9 tot 11 met het kenmerk dat het gedroogde deeltjesvormige materiaal wordt gekozen uit droge bestanddelen die de rest van de productbestanddelen in niet-opgeschuimde toestand vormen, fijne deeltjes die zijn verkregen na drogen in een gefluiseerd bed, in welk bed tenminste een deel is waar turbulente omstandigheden heersen en classificatie; en hercirculeerde deeltjes die worden meegesleept in de opwaarts gerichte gasstroom binnen het huis.

13. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies met het kenmerk dat het product, na uitzeven van de fijne deeltjes wordt geconditioneerd in een gepakt bed om het vochtgehalte tot een gewenste graad te verlagen.