DE10111582C1 - Trockner für schüttfähiges Gut, insbesondere für landwirtschaftliche Produkte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockner (1) für schüttfähiges Gut, insbesondere für landwirtschaftliche Produkte, wobei im Trockner (1) eine Durchlauf-Förderstrecke (20) für das zu trocknende Gut mit einerseits einer Feuchtgutaufgabe (23) und andererseits einer Trockengutausgabe (25) vorgesehen ist, in deren Verlauf das Gut zunächst mittels Durchströmung mit erhitzter Trocknungsluft und anschließend ab einem vorgebbaren Rest-Feuchtegehalt mittels Beaufschlagung mit Mikrowellen auf einen gewünschten End-Feuchtegehalt getrocknet wird, wobei ein mit Brennstoff beheizbarer Lufterhitzer (4) vorgesehen ist, der über mindestens einen Luftkanal (24) mit der Förderstrecke (20) verbunden ist, und wobei mindestens ein Mikrowellenerzeuger (3) über mindestens einen Mikrowellenhohlleiter (30) mit der Förderstrecke (20) verbunden ist. DOLLAR A Der Trockner gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das förderstreckenseitige Ende (32) des Mikrowellenhohlleiters (30) in seiner Position relativ zur Förderstrecke (20) parallel zu deren Förderrichtung (29) verstellbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trockner für schüttfähiges Gut, insbesondere für landwirtschaftliche Produkte, wobei im Trockner eine Durchlauf-Förderstrecke für das zu trocknende Gut mit einerseits einer Feuchtgut­ aufgabe und andererseits einer Trockengutausgabe vorge­ sehen ist, in deren Verlauf das Gut zunächst mittels Durchströmung mit erhitzter Trocknungsluft und anschlie­ ßend ab einem vorgebbaren Rest-Feuchtegehalt mittels Be­ aufschlagung mit Mikrowellen auf einen gewünschten End- Feuchtegehalt getrocknet wird, wobei ein mit Brennstoff beheizbarer Lufterhitzer vorgesehen ist, der über minde­ stens einen Luftkanal mit der Förderstrecke verbunden ist, und wobei mindestens ein Mikrowellenerzeuger über mindestens einen Mikrowellenhohlleiter mit der Förder­ strecke verbunden ist.

Aus der DE 35 46 129 A1 ist ein Trockner für feste Le­ bensmittel mit feuchtem Inneren bekannt, der sowohl ther­ mische Konvektionsvorgänge als auch Mikrowellenenergie für die Trocknung verwendet. Der Trockner wird allein mit einem Kraftstoff, beispielsweise Erdgas, betrieben und benötigt keinen Anschluß an das Stromnetz, weil er eine einzige Kraftmaschine dazu verwendet, um sowohl thermische Energie als auch elektrische Energie zu er­ zeugen, beispielsweise in Form einer Brennkraftmaschine, die sowohl Wärme für die Konvektionstrocknung entwickelt als auch einen Generator betreibt, der die Stromversor­ gung für eine Mikrowellenquelle liefert. Zu trocknende Lebensmittel werden auf einem luftdurchlässigen Band oder anderen geeigneten Einrichtungen durch eine erste Zone geleitet, in der sie durch thermische Konvektion getrocknet werden, und werden dann durch eine zweite Zo­ ne geleitet, in der sie durch Mikrowellenbestrahlung ge­ trocknet werden. In diesem bekannten Trockner wird zwar eine wirksame und schnelle Trocknung der Lebensmittel er­ reicht, jedoch ist der Trockner technisch sehr aufwendig und deshalb teuer in der Herstellung, was dazu geführt hat, daß sich diese Trockner zumindest auf dem Markt der Trocknung landwirtschaftlicher Güter nicht durchgesetzt haben.

Aus der US 3 854 219 ist ein Wäschetrockner mit einer Wäschetrommel bekannt, in der Wäsche durch eine Kombina­ tion von Warmluft und Mikrowellen getrocknet wird. Ein Mikrowellenhohlleiter, der die Mikrowellenenergie von einem Magnetron in Richtung zur Wäschetrommel führt, dient gleichzeitig als Warmluft-Zuführungskanal, um die Abwärme des Magnetrons zur Lufterwärmung zu nutzen. Im Verlauf des Luftzuführungskanals ist eine zusätzliche Heizeinrichtung vorgesehen, die zur weiteren Erwärmung der Luft auf einen vorgegebenen Temperaturwert dient. Für die Trocknung von schüttfähigen Gütern, insbesondere landwirtschaftliche Produkte, ist ein derartiger Wäsche­ trockner nicht geeignet.

Aus der DE 41 38 865 C2 sind ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Aufbereitung und Konservierung von Futter­ stoffen oder Erntegütern mittels kombinierter Mikrowel­ len- und Lufttrocknung bekannt. Dabei wird das zu behan­ delnde Gut zuerst einer Mikrowellen-Vorbehandlung mit ei­ ner Energie unterzogen, welche zum Aufbrechen der Zell­ oberflächenstruktur führt und bei welcher die Zellflüssigkeit weitgehend erhalten bleibt. Anschließend wird das vorbehandelte Gut einer Niedrigtemperatur-Lufttrock­ nung unterworfen, wobei hier der überwiegende Teil der Gutfeuchte entfernt wird und dabei eine vorbestimmte Restfeuchte des getrockneten Guts eingestellt wird. Nach­ teilig ist bei diesem Verfahren, daß die Mikrowellen zur Zerstörung der Zelloberflächenstruktur führen, was für viele Anwendungen unerwünscht oder unzulässig ist.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Trockner der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem schüttfähige Güter energie- und zeit­ sparend und zugleich schonend getrocknet werden können, wobei der Trockner technisch möglichst unkompliziert auf­ gebaut und zugleich flexibel an unterschiedliche zu trocknende Güter anpaßbar sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Trockner der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das förderstreckenseitige Ende des Mikrowellenhohlleiters in seiner Position relativ zur Förderstrecke parallel zu deren Förderrichtung ver­ stellbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Trockner wird auf überraschend einfache Art und Weise eine Möglichkeit geschaffen, den Bereich, in dem das zu trocknende Gut mit den Mikrowel­ len beaufschlagt wird, räumlich innerhalb des Trockners zu verschieben. Diese Verschiebung schafft die vorteil­ hafte Möglichkeit, die Mikrowellen genau dort auf das zu trocknende Gut einwirken zu lassen, wo die Lufttrocknung in ihrem Wirkungsgrad prinzipbedingt nachläßt. Damit kann der Trockner an unterschiedliche zu trocknende Gü­ ter mit unterschiedlichem Trocknungsverhalten und unter­ schiedlicher Ausgangs- und/oder gewünschter Rest-Feuchte angepaßt werden. Der Trockner gemäß Erfindung ermöglicht also einen Trocknungsverlauf, der im wesentlichen dem Trocknungsverfahren gemäß dem eingangs an erster Stelle zum Stand der Technik zitierten Dokument entspricht, wo­ bei aber die dafür erforderlichen technischen Mittel we­ sentlich einfacher sind. Der Trockner ist damit in sei­ ner Herstellung und im Betrieb sowie in seiner Unterhal­ tung wesentlich günstiger, was einen wirtschaftlichen Be­ trieb erwarten läßt. Vorteilhaft ist dabei insbesondere die relativ kurze Trocknungszeit, die aufgewendet werden muß. Insbesondere bei der Trocknung von landwirtschaft­ lichen Produkten, wie Getreide oder Mais, stellt während der Erntezeit die Trocknung einen Engpaß dar, der mit dem erfindungsgemäßen Trockner beseitigt oder wenigstens gemildert wird.

In weiterer Ausgestaltung ist für den erfindungsgemäßen Trockner bevorzugt vorgesehen, daß die Förderstrecke in einer hohlzylindrischen Form durch einen luftdurchlässi­ gen und gutundurchlässigen doppelwandigen Hohlzylinder mit in dessen Axialrichtung verlaufender Förderrichtung gebildet ist, daß der Mikrowellenhohlleiter in das Hohl­ zylinderinnere geführt ist und daß nahe dem im Hohlzylin­ derinneren liegenden förderstreckenseitigen Ende des Mi­ krowellenhohlleiters ein Mikrowellenreflektor zur Ablen­ kung der Mikrowellen etwa radial nach außen in das zu trocknende Gut angeordnet ist, wobei zumindest in diesem Bereich der Förderstrecke eine innere Wandung des Hohlzy­ linders aus einem mikrowellendurchlässigen Material be­ steht. Diese Gestaltung der Förderstrecke ermöglicht ei­ ne Förderung des zu trocknenden Gutes mit relativ gerin­ gen Gutschichtdicken bei dennoch hohem Durchsatz, so daß der technische Aufwand für die Förderung niedrig gehal­ ten wird. Zugleich bietet der Hohlzylinder eine günstige Form für die Einleitung der Mikrowellen in das zu trock­ nende Gut, wobei zugleich auf einfache Art eine Abschir­ mung gegen einen Austritt von Mikrowellen nach außen in die Umgebung möglich ist. Schließlich bietet diese Ausge­ staltung den Vorteil, daß Teile von an sich bekannten, nur mit Warmluft arbeitenden Trocknern verwendet werden können, die dann um die Teile, die für die ergänzende Be­ aufschlagung des zu trocknenden Gutes mit Mikrowellen nö­ tig sind, ergänzt werden. Damit ist auch eine besonders wirtschaftliche Nachrüstung von vorhandenen Warmluft­ trocknern um eine Mikrowellentrocknung möglich.

Um das Zusammenwirken von Mikrowellenhohlleiter und Mi­ krowellenreflektor bei Verstellung des förderstreckensei­ tigen Endes des Mikrowellenhohlleiters nicht ungünstig zu beeinflussen, ist bevorzugt vorgesehen, daß der Mikro­ wellenreflektor zusammen mit dem förderstreckenseitigen Ende des Mikrowellenhohlleiters verstellbar ist.

Um die in Axialrichtung des Hohlzylinders zugeführten Mikrowellen wirksam in das zu trocknende Gut umzulenken, ist bevorzugt der Reflektor kegelförmig mit einer zum förderstreckenseitigen Ende des Mikrowellenhohlleiters weisenden Spitze ausgeführt.

Damit sich die Mikrowellen über einen ausreichend großen Bereich des zu trocknenden Gutes verteilen, sieht die Er­ findung weiter vor, daß der Reflektor ein rotierbarer Taumel- oder Prismenreflektor ist. Lokale Überhitzungen des zu trocknenden Gutes oder von den Mikrowellen unbe­ aufschlagte Anteile des zu trocknenden Gutes werden so ausgeschlossen.

Der erfindungsgemäße Trockner kann nicht nur für die Trocknung von schüttfähigem Gut eingesetzt werden, son­ dern kann auch zur Hygienisierung des Gutes, vorzugswei­ se parallel zur Trocknung, genutzt werden. Es ist eine bekannte Tatsache, daß Getreide nach seiner Ernte ober­ flächlich mit Pilzen und Mikroorganismen besiedelt ist, deren unkontrollierte Vermehrung während der Lagerung des Getreides vermieden werden muß, um einen Verderb des Getreides zu verhindern. Die Beaufschlagung des zu trocknenden Gutes mit Mikrowellen sorgt für eine Abtötung oder zumindest Verminderung der Aktivität der Pilze und Mikroorganismen, so daß eine bessere Lagerfähigkeit er­ reicht wird. Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Hygienisierung des Gutes kann dadurch erreicht werden, daß zusätzlich im Verlauf der Förderstrecke mindestens eine UV-Lichtquelle zur Beaufschlagung des geförderten Guts mit ultraviolettem Licht vorgesehen ist. Auch ultra­ violettes Licht ist in der Lage, Mikroorganismen oder Pilze abzutöten oder zumindest ihre biologische Aktivi­ tät so weit zu mindern, daß danach eine Vermehrung in nennenswertem Umfang bei fachgerechter, insbesondere trockener und kühler, Lagerung des Gutes nicht mehr auf­ tritt. Gleichzeitig wird das beaufschlagte Gut weder durch die Mikrowellen noch durch das ultraviolette Licht in seiner Qualität gemindert.

Weiter ist für den erfindungsgemäßen Trockner bevorzugt vorgesehen, daß die Förderstrecke im wesentlichen verti­ kal von oben nach unten verläuft, daß der Luftkanal für die erhitzte Trocknungsluft oben in das Innere des Hohl­ zylinders mündet und daß außen um den Hohlzylinder herum ein Mantel angeordnet ist, durch den die Trocknungsluft nach ihrem Durchtritt durch das zu trocknende Gut abführ­ bar ist. Dieser Verlauf der Förderstrecke ermöglicht vor­ teilhaft eine Förderung des Guts im wesentlichen durch Schwerkraftwirkung, was den technischen Aufwand für die Förderstrecke niedrig hält. Alternativ kann man auch ei­ ne Trommel, ein Förderband oder eine Rüttelrinne als För­ derstrecke einsetzen. Durch den außen um den Hohlzylin­ der herum angeordneten Mantel wird ein kontrollierter Ab­ zug der Trocknungsluft nach ihrem Durchtritt durch das zu trocknende Gut ermöglicht, wodurch einerseits der Wir­ kungsgrad der Trocknung hoch gehalten wird und wodurch andererseits ein unkontrollierter Staubaustrag in die Um­ gebung unterbunden wird.

Um die von den Mikrowellen aus dem zu trocknenden Gut ausgetriebene Feuchtigkeit aus dem Gut abzutransportie­ ren, ist bevorzugt der gesamte Strom oder ein Teilstrom der Trocknungsluft durch den von den Mikrowellen beauf­ schlagten Bereich der Förderstrecke und das darin befind­ liche zu trocknende Gut in den Mantel führbar. Hierdurch wird ein wirksamer und rascher Abtransport der Feuchtig­ keit, die von den Mikrowellen aus dem zu trocknenden Gut ausgetrieben wird, gewährleistet. Die Anbringung von se­ paraten Luftführungseinrichtungen wird so vermieden, was ein weiterer Beitrag zur technisch einfachen Gestaltung des Trockners ist.

Weiter schlägt die Erfindung vor, daß mit dem Mantel ein Luftabzugskanal mit einem Sauggebläse verbunden ist. Hierdurch wird dafür gesorgt, daß im Trockner gegenüber der Außenluft ein Unterdruck herrscht, so daß keinerlei Austritt von Staub aus dem Trockner nach außen auftreten kann. Dies ist insbesondere aus Umweltschutzgesichtspunk­ ten vorteilhaft.

Weiterhin schlägt die Erfindung einen Trockner vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Lufterhitzer als Brennstoff ein Teilstrom des getrockneten Guts aus der Trockengutausgabe zuführbar ist. Dabei kann der Trockner entweder die Merkmale eines der Ansprüche 1 bis 9 oder nur die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 auf­ weisen. Mit diesem Trockner wird ein kostengünstiger Be­ trieb erreicht, da kein besonderer Brennstoff, z. B. in Form von Heizöl, Erdgas oder Propangas, benötigt wird. Vielmehr wird ein Teilstrom des getrockneten Guts als Brennstoff eingesetzt, was beispielsweise bei der Trock­ nung von Getreide problemlos möglich ist. Zur Erzeugung der benötigten Wärme für die Trocknung genügt ein Teil­ strom in der Größenordnung um etwa 5% der den Trockner durchlaufenden Gutmenge, wobei getrocknetes Getreide et­ wa den gleichen Heizwert wie Braunkohle hat. Vorteilhaft wird bei der Verbrennung von pflanzlichen Festbrennstof­ fen eine neutrale und damit umweltfreundliche CO₂-Bilanz erzielt. Damit kann beispielsweise ein Landwirt, der den Trockner einsetzt, den benötigten Brennstoff selbst er­ zeugen, was niedrigere Heizkosten ergibt als der Einsatz von konventionellen fossilen Brennstoffen, deren Preise stetig angestiegen sind.

In weiterer Ausgestaltung ist in dieser Hinsicht bevor­ zugt vorgesehen, daß der Lufterhitzer einen Vielstoff­ brenner umfaßt, dem über eine Festbrennstoff-Zuleitung der Teilstrom des getrockneten Guts als Brennstoff zu­ führbar ist. Dem Vielstoffbrenner können unterschiedli­ che Brennstoffe zugeführt werden, so daß ein flexibler Einsatz gewährleistet ist.

Eine Weiterbildung des Trockners sieht vor, daß im Luft­ abzugskanal außer dem Sauggebläse ein erster Feststoff- Abscheider vorgesehen ist, wobei ein Feststoff-Ausgang dieses Abscheiders mit der Festbrennstoff-Zuleitung des Lufterhitzers verbindbar ist. Auf diese Weise können die mit der Trocknungsluft aus dem zu trocknenden Gut ausge­ tragenen Feststoffe als Brennstoff für die Erhitzung der Trocknungsluft eingesetzt werden, was den Wirkungsgrad des Trockners weiter erhöht.

Eine weitere Maßnahme zur effizienten Energienutzung beim erfindungsgemäßen Trockner besteht darin, daß der in Förderrichtung gesehen letzte Teil der Förderstrecke als Kühlbereich ausgeführt ist, in dem Kühlluft von au­ ßen her durch das getrocknete Gut führbar und anschlie­ ßend über eine Luftrückführleitung dem Lufterhitzer als vorgewärmte Trocknungs- oder Verbrennungsluft zuführbar ist. Zugleich erhält so das getrocknete Gut eine günsti­ ge, nämlich niedrige Lagerungstemperatur.

Für die Ausführung des Trockners mit einer hohlzylindri­ schen Förderstrecke ist bevorzugt vorgesehen, daß zur Trennung von Trocknungsbereich und Kühlbereich der För­ derstrecke voneinander im Inneren des Hohlzylinders ein parallel zur Förderstrecke verstellbarer Trennkolben vor­ gesehen ist. Mit dem Trennkolben wird auf technisch ein­ fache Weise die gewünschte Trennung bewirkt, wobei der Trennkolben nach Bedarf verstellt und in der gewünschten Position festgelegt wird. Der Trennkolben kann dabei bei­ spielsweise eine flache Platte oder auch ein pneumatisch expandierbarer Körper sein.

Da auch die durch das getrocknete Gut geführte Kühlluft Feststoffe aus dem Trocknungsgut mitnimmt, ist bevorzugt vorgesehen, daß in die Luftrückführleitung ein zweiter Feststoff-Abscheider eingeschaltet ist und daß ein Fest­ stoff-Ausgang dieses Abscheiders mit der Festbrennstoff- Zuleitung des Lufterhitzers verbindbar ist. Hierdurch wird auch der aus dem Kühlbereich der Förderstrecke aus­ getragene Anteil an Feststoffen der Verbrennung zuge­ führt, was ein weiterer Schritt zur Erzielung eines ho­ hen Wirkungsgrades ist.

Da in der Regel die den Trockner verlassende Trocknungs­ luft noch eine Temperatur oberhalb der Umgebungsluft hat, sieht eine Ausgestaltung des Trockners vor, daß ei­ nem Luftausgang des zweiten Feststoff-Abscheiders ein Wärmetauscher nachgeschaltet ist, in dem ein gasförmiges oder flüssiges Medium mittels der abgeführten Trocknungs­ luft erwärmbar ist. Das erwärmte Medium kann beispiels­ weise die dem Lufterhitzer zugeführte Frischluft sein, die im Lufterhitzer weiter erhitzt und dann als Trock­ nungsluft durch das zu trocknende Gut geführt wird. Al­ ternativ kann das erwärmte Medium auch bedarfsweise für andere Heizzwecke eingesetzt werden.

Weiter ist vorgesehen, daß in die Festbrennstoff-Zulei­ tung eine Einrichtung für die Eingabe von externem Fest­ brennstoff und/oder ein Aufbereiter zur mechanischen Auf­ bereitung, insbesondere Zerkleinerung, des Festbrenn­ stoffs eingeschaltet ist. Die Eingabeeinrichtung dient dazu, den Vielstoffbrenner des Trockners auch in einer Startphase des Trocknerbetriebes, in der noch kein aus­ reichend getrocknetes Gut am Ausgang des Trockners zur Verfügung steht, mit Festbrennstoff betreiben zu können. Der Aufbereiter sorgt für eine gute Verbrennbarkeit des Festbrennstoffs im Vielstoffbrenner. Zusätzlich kann der Lufterhitzer des Trockners auch noch einen konventionel­ len Brenner für gängige Brennstoffe, beispielsweise Heiz­ öl, Erdgas oder Propangas, aufweisen, um bei Bedarf da­ mit die Trocknungsluft erhitzen zu können oder um eine zusätzliche Erhitzung über die vom Vielstoffbrenner er­ brachte Leistung hinaus zu ermöglichen. Weiterhin kann während der Startphase eine Rückförderung des ausgegebe­ nen Guts in den Trockner erfolgen, bis ausreichende Trocknungswerte erreicht werden.

Um den Trockner mit einem möglichst geringen Personalbe­ darf, idealerweise mit nur einer Bedienungsperson oder sogar per Fernbedienung, betreiben zu können, ist vorge­ sehen, daß der Trockner eine elektronische Steuereinheit mit Sensoren, insbesondere für die Luft- und Trocknungs­ gut-Temperaturen und -Feuchtegehalte, und mit Stellglie­ dern, insbesondere für den Trocknungsgut-Durchsatz, für die Lufterhitzer-Heizleistung, für den Trocknungsluft- Durchsatz, für die Mikrowellenerzeuger-Leistung und für die Positionierung des förderstreckenseitigen Endes des Mikrowellenhohlleiters, umfaßt, wobei mit der Steuerein­ heit der Betrieb des Trockners nach Maßgabe vorgegebener oder vorgebbarer Gut- und Trocknungs-Parameter unter Pro­ grammkontrolle steuer- und regelbar ist. Bei Bedarf kann noch eine Datenfernverbindung zum Zwecke einer Fernsteue­ rung und -überwachung des Trockners vorgesehen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 einen kompletten Trockner in einer schematisier­ ten Darstellung,

Fig. 2 den einen Teil des Trockners bildenden Trock­ nungsgutförderer in einer vergrößerten, schema­ tisierten Schnittdarstellung,

Fig. 3 den Trocknungsgutförderer aus Fig. 2 in Drauf­ sicht und

Fig. 4 ein Kurvendiagramm, das zwei verschiedene Trock­ nungsverläufe darstellt.

Gemäß Fig. 1 umfaßt der Trockner 1 mehrere Komponenten, die miteinander verbunden sind und zusammenwirken. Zen­ traler Teil ist ein Trocknungsgutförderer in Form eines doppelwandigen Hohlzylinders 2 mit vertikaler Längsach­ se. Aus statischen Gründen ist ein runder Querschnitt günstig; alternativ kann der Förderer auch eine Polygon­ form aufweisen. An seinem oberen Ende besitzt der Hohl­ zylinder 2 eine Feuchtgutaufgabe 23, durch die hindurch das zu trocknende, bei seiner Eingabe noch feuchte Gut in die hohlzylindrische, zwischen den konzentrischen Wan­ dungen 21, 22 verlaufende Förderstrecke 20 eingebracht wird. Durch die Förderstrecke 20 wandert das zu trocknen­ de Gut unter Schwerkraftwirkung in Förderrichtung 29 von oben nach unten. Ein oberer Bereich der Förderstrecke 20 dient zur Warmlufttrocknung des Gutes. Hierzu wird in einem in der Zeichnung in Fig. 1 links sichtbaren Luft­ erhitzer 4 Luft mittels geeigneter Brennstoffe erhitzt und in Form von Warmluft durch einen Luftkanal 24 vom Lufterhitzer 4 zum Hohlzylinder 2 geführt. Der Luftkanal 24 ist in das hohle Innere 2' des Hohlzylinders 2 geführt. Im hohlen Inneren 2' des Hohlzylinders 2 verteilt sich die Warmluft und tritt durch entsprechende kleine Öffnungen in der inneren Wandung 21 des Hohlzylinders 2 in das zu trocknende Gut ein. Weiter strömt die Warmluft durch das zu trocknende Gut hindurch nach außen und ge­ langt dort in einen den Hohlzylinder 2 umgebenden Mantel 5. Bei ihrem Durchlauf durch das zu trocknende Gut hat die Warmluft einen Teil ihrer Wärmeenergie an das zu trocknende Gut abgegeben sowie Feuchtigkeit vom und aus dem zu trocknenden Gut aufgenommen. Die abgekühlte und mit Feuchtigkeit beladene Luft wird aus dem Mantel 5 mit­ tels eines Sauggebläses 51 abgezogen. Hierdurch herrscht im Hohlzylinder 2 und im Mantel 5 ein Unterdruck gegen­ über dem Umgebungsluftdruck, so daß ein Staubaustrag nach außen ausgeschlossen ist. Der Ausgang des Sauggeblä­ ses 51 ist mit dem Eingang eines ersten Feststoff-Ab­ scheiders 52, hier ein Zyklon, verbunden. Die im Abschei­ der 52 gereinigte Luft tritt durch einen Luftausgang 54 nach oben hin aus und kann von dort in die Atmosphäre entlassen oder alternativ einem Wärmetauscher 55 zuge­ führt werden. In dem Wärmetauscher 55 kann bedarfsweise mit der noch eine gewisse Restwärme enthaltenden Abluft des Trockners 1 ein gasförmiges oder flüssiges Medium erwärmt werden.

Die in dem Abscheider 52 abgetrennten Feststoffe gelan­ gen zu einem Feststoff-Ausgang 53 des Abscheiders 52, der mit einer Schleuse 53' ausgestattet ist. Von dort können die Feststoffe einer weiteren Verwendung zuge­ führt werden, die später noch erläutert werden wird.

Innerhalb des Hohlzylinders 2 befindet sich im Verlauf der Förderstrecke 20 in deren in etwa mittlerem Bereich ein Förderstreckenbereich 20', in welchem eine Trocknung des Gutes durch Beaufschlagung mit Mikrowellen erfolgt. Je nach Feuchtegehalt des zu trocknenden Gutes und nach dem im Verlauf der Förderstrecke 20 bereits erreichten Rest-Feuchtegehalt erfolgt die Trocknung mittels Beauf­ schlagung durch Mikrowellen in einem weiter oben oder weiter unten liegendem Bereich, wozu der Bereich 20' ent­ sprechend räumlich versetzbar ausgestaltet ist.

Zur Abführung der durch die Beaufschlagung mit Mikrowel­ len aus dem zu trocknenden Gut freigesetzten Feuchtig­ keit wird der zuvor beschriebene Luftstrom aus dem Luft­ erhitzer 4 durch das zu trocknende Gut in den Mantel 5 mit verwendet.

Den unteren Teil der Förderstrecke 20 bildet ein Kühlbe­ reich 20", in welchem das nun getrocknete Gut durch von außen herangeführte Umgebungsluft abgekühlt wird, um gün­ stige Lagerbedingungen für das getrocknete Gut einzustel­ len. Hierzu ist ein weiterer Luftkanal 56 vorgesehen, durch den die aus der Umgebung zugeführte Luft nach ih­ rem Durchtritt durch das getrocknete Gut dem Lufterhit­ zer 4 als vorgewärmte Warmluft zur weiteren Erhitzung zu­ geführt wird. Im Verlauf dieser Luftrückführleitung 56 ist ein zweiter Feststoff-Abscheider 57 vorgesehen, in dem die Luft von mitgeführten Feststoffen, insbesondere Staub, gereinigt wird. Die reine Luft wird dem Lufterhit­ zer 4 zugeführt; die abgetrennten Feststoffe fallen nach unten durch einen Feststoff-Ausgang 58, von wo aus eine weitere Verwendung erfolgt.

Am unteren Ende des Hohlzylinders 2 befindet sich eine Trockengutausgabe 25, der eine Austrageinrichtung 25' zugeordnet ist. Durch entsprechende Betätigung der Aus­ trageinrichtung 25' wird die Menge des ausgegebenen ge­ trockneten Gutes pro Zeiteinheit bestimmt, so daß hier­ durch auch die Fördergeschwindigkeit des Gutes innerhalb der Förderstrecke 20 bestimmt werden kann.

Über eine Zweigleitung wird aus dem Bereich der Trocken­ gutausgabe 25 ein Teil des getrockneten Gutes abgezweigt und einer Leitung 41 zugeführt. Diese Leitung 41 ist ei­ ne Festbrennstoff-Zuleitung, die über einen Brennstoff­ aufbereiter 46, der insbesondere zur Zerkleinerung der Festbrennstoffe dient, zu einem Vielstoffbrenner 40 in­ nerhalb des Lufterhitzers 4 führt. Durch diese Festbrenn­ stoff-Zuleitung 41 kann ein Teilstrom des getrockneten Gutes, z. B. getrocknetes Getreide, dem Vielstoffbrenner 40 als Brennstoff zugeführt werden. Hierdurch wird für den Betreiber des Trockners der Betrieb kostengünstig, weil eigener Brennstoff verwendet wird. Zugleich ist der Betrieb durch seine neutrale CO₂-Bilanz umweltfreund­ lich. Neben dem Teilstrom des getrockneten Gutes gelan­ gen in die Festbrennstoff-Zuleitung 41 auch noch die in den beiden Abscheidern 52 und 57 aus den jeweiligen Luft­ strömen abgetrennten Feststoffe, die so ebenfalls der Verbrennung im Vielstoffbrenner 40 zugeführt werden.

Am Anfang der Festbrennstoff-Zuleitung 41 ist rechts in Fig. 1 eine Festbrennstoff-Eingabeeinrichtung 45 darge­ stellt, durch die bei Bedarf zusätzlicher Festbrennstoff in die Festbrennstoff-Zuleitung 41 eingegeben werden kann. Konstruktiv ist die Festbrennstoff-Zuleitung 41 im dargestellten Beispiel mit einer Förderschnecke ausge­ führt, die über einen Förderantrieb 41' an der rechten Stirnseite der Festbrennstoff-Zuleitung 41 in Drehung versetzbar ist.

Neben dem Vielstoffbrenner 40 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb des Lufterhitzers 4 noch ein weiterer Brenner 42 angeordnet, der ein konventionel­ ler Brenner für Heizöl, Erdgas oder Propangas ist. Am oberen Ende des Lufterhitzers 4 schließlich ist noch ein Abgasrohr 44 dargestellt, durch das die Verbrennungsgase abgeführt werden. Bei Bedarf kann hier auch noch eine Ab­ gasreinigungsstufe eingeschaltet sein, wenn diese aus Emissionsschutzgründen erforderlich ist. Falls es das zu trocknende Gut zuläßt, können die Rauchgase auch unmittelbar zur Trocknung durch das Gut geleitet werden.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Trockners 1 ist hier als stationäre Anlage dargestellt; alternativ ist auch eine mobile Konstruktion des Trock­ ners 1 mit einem Fahrgestell möglich, wobei zweckmäßig für den Transport der Hohlzylinder 2 in eine horizontale Lage verbringbar ist.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt den Hohlzylinder 2 aus Fig. 1 in einer etwas vergrößerten Darstellung in einem sche­ matisierten Vertikalschnitt. Links und rechts in Fig. 2 verläuft die Förderstrecke 20 mit ihrer von oben nach un­ ten verlaufenden Förderrichtung 29, wobei diese Förder­ strecke 20 durch den Hohlzylinder 2 begrenzt ist. Nach innen hin ist der Hohlzylinder 2 durch eine erste zylin­ drische Wandung 21 und nach außen hin durch eine konzen­ trisch dazu angeordnete zweite zylindrische Wandung 22 begrenzt, wobei beide Wandungen luftdurchlässig sind, aber für das zu trocknende Gut undurchlässig sind. Dies kann z. B. durch eine feine Perforation erreicht werden. Oben rechts am Hohlzylinder 2 ist die Gutaufgabe 23 dar­ gestellt. Von dieser aus wird das aufgegebene Gut mit ei­ ner drehbaren Verteilereinrichtung 23' gleichmäßig über das obere Ende des Hohlzylinders 2 verteilt. Von links her mündet der Luftkanal 24, der von dem hier nicht dar­ gestellten Lufterhitzer kommt, in das Innere 2' des Hohl­ zylinders 2 ein. Von dort durchströmt die warme Luft, wie schon anhand von Fig. 1 beschrieben, das entlang der Förderstrecke 20 bewegte zu trocknende Gut. Nach un­ ten hin folgt ein Förderstreckenbereich 20', in dem das zu trocknende Gut, hier ergänzend zur Warmluft, mit Mi­ krowellen beaufschlagt wird. Hierzu ist am oberen Ende des Hohlzylinders 2 eine Anordnung von mehreren Mikro­ wellenerzeugern 3, z. B. Magnetrons, vorgesehen. Von je­ dem Mikrowellenerzeuger 3 verläuft ein Mikrowellenhohl­ leiter 30 nach unten in das Innere 2' des Hohlzylinders 2. Die unteren Enden 32 der Mikrowellenhohlleiter 30 en­ den im Abstand von einem kegelförmigen Mikrowellenreflek­ tor 33, dessen Spitze nach oben weist. Hierdurch ergibt sich eine Reflexion der durch die Mikrowellenhohlleiter 30 zugeführten Mikrowellen im wesentlichen in Radialrich­ tung nach außen, also in das zu trocknende Gut hinein. Die Wandung 21 des Hohlzylinders 2 ist zumindest in die­ sem Bereich aus einem mikrowellendurchlässigen Material, z. B. Kunststoff, gefertigt. Die äußere Wandung 22 ist da­ gegen aus einem für die Mikrowellen undurchlässigen Mate­ rial gefertigt, z. B. perforiertes Metallblech. Der Mikro­ wellenreflektor 33 ist vorzugsweise ein um eine vertika­ le, konzentrisch zum Hohlzylinder 2 verlaufende Achse drehbarer Taumel- oder Prismenreflektor, wodurch eine gu­ te, gleichmäßige Verteilung der Mikrowellen innerhalb des zu trocknenden Guts bewirkt wird.

Um den Bereich 20', in welchem das zu trocknende Gut mit den Mikrowellen beaufschlagt wird, dem jeweils erreich­ ten Restfeuchtegehalt des zu trocknenden Gutes anpassen zu können, ist die Anordnung aus Mikrowellenquellen 3, Mikrowellenhohlleitern 30 und Mikrowellenreflektor 33 in Längsrichtung des Hohlzylinders 2 beweglich, wie durch den Doppelpfeil unten am Ende 32 der Mikrowellenhohllei­ ter 30 und am oberen Ende der Anordnung durch die beiden einzelnen Pfeile angedeutet ist. Zur Verschiebung dieser Anordnung ist am oberen Ende des Hohlzylinders 2 eine Hubführung 35 vorgesehen, die die Mikrowellenquellen 3, die Mikrowellenhohlleiter 30 und über eine Drehwelle 34' den Mikrowellenreflektor 33 trägt. Für das Drehen des Mi­ krowellenreflektors 33 ist am oberen Ende der Welle 34' ein Drehantrieb 34, z. B. in Form eines Elektromotors, vorgesehen.

An den Bereich 20', in welchem das zu trocknende Gut mit Mikrowellen beaufschlagt wird, schließt sich nach unten hin ein Kühlbereich 20" der Förderstrecke 20 an. In diesem Bereich wird durch von außen zugeführte kühle Umge­ bungsluft das getrocknete Gut gekühlt und so auf eine günstige Lagertemperatur gebracht. Zur Trennung des In­ neren 2' des Hohlzylinders 2 in den oberen Trocknungsbe­ reich und den unteren Kühlbereich ist dort ein Trennkol­ ben 26 höhenverstellbar geführt und angeordnet.

Am linken unteren Ende des Hohlzylinders 2 ist ein Ab­ schnitt der Luftrückführleitung 56 erkennbar, durch wel­ che die kühle Luft, die von außen her zur Abkühlung des getrockneten Guts durch dieses hindurchgeführt worden ist, zum Lufterhitzer führbar ist, wie in Fig. 1 erläu­ tert. Ganz unten in Fig. 2 schließlich liegt die Troc­ kengutausgabe 25 des Hohlzylinders 2, durch die das ge­ trocknete Gut ausgebbar ist. Von dort kann das getrock­ nete Gut dann in ein Gutlager transportiert werden, bei­ spielsweise mit einer Förderschnecke, einem Förderband oder einem Fördergebläse.

Fig. 3 zeigt den Hohlzylinder 2 aus Fig. 2 in Drauf­ sicht. Ganz außen liegt die äußere Wand 22 des Hohlzylin­ ders; nach innen hin liegt konzentrisch dazu die innere Wand 21 des Hohlzylinders 2. Im Inneren 2' des Hohlzylin­ ders sind die drei Mikrowellenquellen 3 mit ihren zuge­ hörigen Mikrowellenhohlleitern 30 erkennbar. Im Zentrum der Anordnung liegt der Drehantrieb 34 mit der zugehöri­ gen Welle 34' für die Halterung und den Antrieb des Mi­ krowellenreflektors 33.

Ganz rechts in Fig. 3 ist die Gutaufgabe 23 in Form ei­ ner kreisrunden Öffnung erkennbar. Unterhalb dieser Öff­ nung rotieren die beiden Teile des Verteilers 23', der das aufgegebene Gut gleichmäßig innerhalb des Hohlzylin­ ders 2 verteilt. Der Bereich zwischen den beiden Wandun­ gen 21, 22 bildet die Förderstrecke 20 für das zu trock­ nende Gut.

Ganz links in Fig. 3 ist schließlich noch ein Teil des Luftkanals 24 erkennbar, durch den die vom Lufterhitzer kommende Warmluft in das Innere 2' des Hohlzylinders 2 führbar ist.

Fig. 4 der Zeichnung schließlich zeigt qualitativ den Verlauf einer Trocknung, einmal bei reiner Anwendung von Warmluft und einmal bei Verwendung von Warmluft und Mi­ krowellen, gemäß entsprechenden Trocknungsversuchen.

Auf der Skala für den Feuchteentzug ist mit F₀ der Aus­ gangs-Feuchtewert des zu trocknenden Gutes dargestellt; mit F₁ ist ein Feuchte-Grenzwert gekennzeichnet, ab wel­ chem die Warmlufttrocknung allein in ihrer Trocknungsge­ schwindigkeit und damit in ihrem Wirkungsgrad nachläßt. Ab diesem Bereich wird die Mikrowellentrocknung ergän­ zend eingesetzt, die zu einem weiterhin schnellen Abfall des Feuchtegehalts im zu trocknenden Gut führt, so daß bei Verwendung der Mikrowellentrocknung in der zweiten Phase der Trocknung nach einer wesentlich kürzeren Zeit der gewünschte Rest-Feuchtegehalt F₂ erreicht wird. Wie die obere Kurve zeigt, dauert es bis zum Erreichen die­ ses Rest-Feuchtegehalts F₂ bei reiner Warmlufttrocknung annähernd doppelt so lange.

Claims (18)

1. Trockner (1) für schüttfähiges Gut, insbesondere für landwirtschaftliche Produkte, wobei im Trockner (1) eine Durchlauf-Förderstrecke (20) für das zu trock­ nende Gut mit einerseits einer Feuchtgutaufgabe (23) und andererseits einer Trockengutausgabe (25) vorge­ sehen ist, in deren Verlauf das Gut zunächst mittels Durchströmung mit erhitzter Trocknungsluft und an­ schließend ab einem vorgebbaren Rest-Feuchtegehalt mittels Beaufschlagung mit Mikrowellen auf einen ge­ wünschten End-Feuchtegehalt getrocknet wird, wobei ein mit Brennstoff beheizbarer Lufterhitzer (4) vor­ gesehen ist, der über mindestens einen Luftkanal (24) mit der Förderstrecke (20) verbunden ist, und wobei mindestens ein Mikrowellenerzeuger (3) über mindestens einen Mikrowellenhohlleiter (30) mit der Förderstrecke (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das förderstreckenseitige Ende (32) des Mikrowel­ lenhohlleiters (30) in seiner Position relativ zur Förderstrecke (20) parallel zu deren Förderrichtung (29) verstellbar ist.

2. Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecke (20) in einer hohlzylindri­ schen Form durch einen luftdurchlässigen und gutun­ durchlässigen doppelwandigen Hohlzylinder (2) mit in dessen Axialrichtung verlaufender Förderrichtung (29) gebildet ist, daß der Mikrowellenhohlleiter (30) in das Hohlzylinderinnere (2') geführt ist und daß nahe dem im Hohlzylinderinneren (2') liegenden förderstreckenseitigen Ende (32) des Mikrowellenhohl­ leiters (30) ein Mikrowellenreflektor (33) zur Ablen­ kung der Mikrowellen etwa radial nach außen in das zu trocknende Gut angeordnet ist, wobei zumindest in diesem Bereich (20') der Förderstrecke (20) eine in­ nere Wandung (21) des Hohlzylinders (2) aus einem mi­ krowellendurchlässigen Material besteht.

3. Trockner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellenreflektor (33) zusammen mit dem förderstreckenseitigen Ende (32) des Mikrowellenhohl­ leiters (30) verstellbar ist.

4. Trockner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Reflektor (33) kegelförmig mit einer zum förderstreckenseitigen Ende (32) des Mikrowellen­ hohlleiters (30) weisenden Spitze ausgeführt ist.

5. Trockner nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (33) ein rotier­ barer Taumel- oder Prismenreflektor ist.

6. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zusätzlich im Verlauf der Förderstrecke (20) mindestens eine UV-Lichtquelle zur Beaufschlagung des geförderten Guts mit ultra­ violettem Licht vorgesehen ist.

7. Trockner nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecke (20) im wesent­ lichen vertikal von oben nach unten verläuft, daß der Luftkanal (24) für die erhitzte Trocknungsluft oben in das Innere (2') des Hohlzylinders (2) mündet und daß außen um den Hohlzylinder (2) herum ein Man­ tel (5) angeordnet ist, durch den die Trocknungsluft nach ihrem Durchtritt durch das zu trocknende Gut ab­ führbar ist.

8. Trockner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Strom oder ein Teilstrom der Trock­ nungsluft durch den von den Mikrowellen beaufschlag­ ten Bereich (20') der Förderstrecke (20) und das da­ rin befindliche zu trocknende Gut in den Mantel (5) führbar ist.

9. Trockner nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß mit dem Mantel (5) ein Luftabzugskanal (50) mit einem Sauggebläse (51) verbunden ist.

10. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lufterhitzer (4) als Brenn­ stoff ein Teilstrom des getrockneten Guts aus der Trockengutausgabe (25) zuführbar ist.

11. Trockner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufterhitzer (4) einen Vielstoffbrenner (40) umfaßt, dem über eine Festbrennstoff-Zuleitung (41) der Teilstrom des getrockneten Guts als Brennstoff zuführbar ist.

12. Trockner nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftabzugskanal (50) außer dem Sauggebläse (51) ein erster Feststoff-Abscheider (52) vorgesehen ist, wobei ein Feststoff-Ausgang (53) dieses Abscheiders (52) mit der Festbrennstoff- Zuleitung (41) des Lufterhitzers (4) verbindbar ist.

13. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der in Förderrichtung (29) gesehen letzte Teil der Förderstrecke (20) als Kühl­ bereich (20") ausgeführt ist, in dem Kühlluft von außen her durch das getrocknete Gut führbar und an­ schließend über eine Luftrückführleitung (56) dem Lufterhitzer (4) als vorgewärmte Trocknungs- oder Verbrennungsluft zuführbar ist.

14. Trockner nach Anspruch 2 und 13, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Trennung von Trocknungsbereich und Kühl­ bereich der Förderstrecke (20) voneinander im Inne­ ren (2') des Hohlzylinders (2) ein parallel zur För­ derstrecke (20) verstellbarer Trennkolben (26) vorge­ sehen ist.

15. Trockner nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Luftrückführleitung (56) ein zweiter Feststoff-Abscheider (57) eingeschaltet ist und daß ein Feststoff-Ausgang (58) dieses Abschei­ ders (57) mit der Festbrennstoff-Zuleitung (41) des Lufterhitzers (4) verbindbar ist.

16. Trockner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß einem Luftausgang (54) des zweiten Feststoff-Ab­ scheiders (57) ein Wärmetauscher (55) nachgeschaltet ist, in dem ein gasförmiges oder flüssiges Medium mittels der abgeführten Trocknungsluft erwärmbar ist.

17. Trockner nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Festbrennstoff-Zuleitung (41) eine Einrichtung (45) für die Eingabe von exter­ nem Festbrennstoff und/oder ein Aufbereiter (46) zur mechanischen Aufbereitung, insbesondere Zerkleine­ rung, des Festbrennstoffs eingeschaltet ist.

18. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß dieser eine elektronische Steuereinheit mit Sensoren, insbesondere für die Luft- und Trocknungsgut-Temperaturen und -Feuchtegehalte, und mit Stellgliedern, insbesondere für den Trocknungsgut-Durchsatz, für die Lufterhitzer-Heiz­ leistung, für den Trocknungsluft-Durchsatz, für die Mikrowellenerzeuger-Leistung und für die Positionie­ rung des förderstreckenseitigen Endes des Mikrowel­ lenhohlleiters, umfaßt, wobei mit der Steuereinheit der Betrieb des Trockners nach Maßgabe vorgegebener oder vorgebbarer Gut- und Trocknungs-Parameter unter Programmkontrolle steuer- und regelbar ist.