DE1022523B - Verfahren zur Zerstaeubungstrocknung unter Verwendung eines Fliehkraftzerstaeubers - Google Patents

Description

• Verfahren zur Zerstäubungstrocknung unter Verwendung eines Fliehkraftzerstäubers Es ist bekannt, in einer flüssigen Phase dispergierte Festbestandteile durch Zerstäubung zu trocknen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß besonders hitzeempfindliche Inhaltsstoffe der Festbestandteile bei der Trocknung geschont werden. Diese schonende Trocknulig wird z. B. dort angewandt, wo derVitamingehalt der zu trocknenden Stoffe in möglichst großem Umfange erhalten bleiben soll.
• Die Zerstäuhung erfolgt in geschlossenen Räumen, die entsprechend der Fallgeschwindigkeit'und dem Flüssigkeitsgehalt des zu trocknenden Gutes erheblicht Abmessungen aufweisen müssen. Als Zerstäubungsorgane dienen entweder schnell rotierende Scheibein. die das auf ihre Oberfläche auffließende Gut mit Hilfe der fliehkrafteinwirkung an ihrem Rande in feine Tröpfchen zerstäuben, oder Zerstäubungsdüsen, welche das ihnen unter Druck zugeführte Gut versprühen.
• In allen diesen Fällen muß die Konsistenz des zu behandelnden Gutes so sein, daß eine gute Fließfähigkeit vorhanden ist. Das Zerstäubungsverfahren der bisher üblichen Art erfordert also einen solchen Gehalt an Flüssigkeit, daß die Pumfpähigkeit bzw. fließfähigkeit des Gutes gegeben ist. Bei vielen zu zerstäubenden Stoffen wird diese Fließfähigkeit durch eine geahisse Viskosität beeinträchtigt, wodurch eine Steigerung des Anteils der flüssigen Phase erforderlieb wird. Es ist jedoch wünschenswert. den Flüssigkeitsgehalt so niedring wie möglich zu halten, damit der Wärmeaufwand für die Trocknung sich in möglichst engen Grenzen hält.
• Gemäß der Erfindung soll die Zerstäubungstrocknung mit Hilfe eines Fliehkraftzerstäubers durchgeführt werden. Während jedoch bisher als Fliehkraftzerstäuber rotierende Scheiben dienten. wird nach der Erfindung ein bekanntes Kreiselgerät, das die Feinstdispergierung der Festbestandteile gegebenenfalls in Verbindung mit ihrer Feinstzerkleinerung bewirkt, für die Zerstäubung verwendet. Dieses Kreiselgerät ist an geeigneter Stelle in den Zerstäubungstrockner eingebaut und mit diesem fest verbunden, wie das auch sonst für die Zerstäubungsorgane üblich ist.
• Bei Zerstäubungsscheiben ist allgemein bekannt, an ihrem Außenumfang einen Kranz von Prallkörpern einzuordnen. Hierdurch werden die vom Erfindungsgegenstand gelösten Funktionen nicht berührt.
• Es ist in der Literatur eine Anordnung beschrieben worden, bei der ein Dispergiergerät und ein Fliehkraftzerstäuber räumlich unmittelbar nebeneinander bei einem Zerstäubnngstrockner zur Verwendung gelangen. Dieser bekannte Fall unterscheidet sich aber von der Erfindung dadurch. daß zwei getrennte Geräte verwendet werden, während bei der Erfindung nur ein Gerät. und zwar ein Dispergiergerät, das gleichzeitig als Zerstäubungsorgan dient. Anwendung findet.
• Das Kreiselgerät zeichnet sich dadurch aus. daß es über eine oder mehrere als Vielkammersysteme ausgebildete Drosselstufen verfügt. Solche Kreiselgeräte sind an sich bekannt. so beispielsweise aus der belgischen Patentschrift 499 081. Während das Trocknungsgut das Kreiselgerät in der Drosselzone durchfließt, werden in dem Gut selbst. vornehmlich in der flüssigen Phase, hydrodynamische Druckwellen erzeugt, die durch die rhythmischen Ouerschnittverengungen innerhalb des Vielkammersystems als Spannungen bzw. Entspannungen auftreten. Durch diesen Vorgang werden die Festbestandteile in der Flüssigkeit dispergiert bzw. feinst dispergiert und gegegeben falls in demselben Arbeitsvorgang auch fein zerkleinert. Die Verwendung derartiger Kreiselgeräte als Fliehkraftzerstäuber ist bisher nicht bekannt geworden. Der Vorzug in der Verwendung eines solchen Gerätes besteht darin, daß in dem Gerät selbst mehrere Arbeitsvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden. ohne daß das Behandlungsgut eine weitere Vorrichtung - wie z. B. Pumpen - durchströmen muß. Das Trocknungsgut wird nach Behandlung in dem Vielkammersvstem der Drosselzone unmittelbar anschließend von dem Gerät selbst im Trocknungsraum zerstäubt. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß so viel Flüssigkeit verwendet wird, als zu dem Durchfließen des Gerätes erforderlich ist. Bei den bisher üblichen Zerstäubungsorganen. wie Schleuderscheiben und Düsen. muß der flüssige Anteil so hoch bemessen werden, daß das Trocknungsgut über eine Leitung dem Zerstäubungsorgan, z. B. unter Verwendung einer Pumpe, zugeführt werden kann. Bei erfindungsgemäßer Verwendung des Kreiselgerätes wird der nötige Zerstäubungsdruck in dem Gerät durch die Zentrifugalkraft erzeugt.
• Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sehr bedeutend, weil die Einsparung an Flüssigkeit sich günstig auf die Energiebilanz des Trocknungsvorganges auswirkt.
• Der Druck. innerhalb des Kreiselgerätes reicht auch aus, solche Trocknungsgüter. die über eine gewisse Viskosität verfügen. zu zerstäuben, ohne daß weitere Flüssigkeit zum Zweck der Verdünnung dem Trocknungsgut zugesetzt werden muß. Es ist bekannt, daß die viskosen Stoffe sich bei Verwendung von rotierenden Scheiben bzw. Düsen nur unter entsprechender Verdünnung zerstäuben lassen.
• Beim Austritt in den Trocknungsraum erfolgt eine Entspannung des Gutes. die, wie die durchgeführten Versuche gezeigt haben, dabinführt, daß die flüssige Phase in ihrem wesentlichen Umfange in Tröpfchen verwandelt wird. wie dies beim Einspritzen von Flüssigkeiten an sich allgemein zu beobachten ist. Die Festbestandteile der Dispersionen werden durch diesen Vorgang im wesentlichen von der flüssigen Phase geschieden. Je nach der Art der zu behandelnden Dispersionen kann die flüssige. in einen Nebel umgewandelte Phase aus dem Trocknungs- bzw. Expansionsraum abgesaugt oder in anders geeigneter Weise entfernt werden, während die Festbestandteile unter Einwirkung der Schwerkraft zu Boden rieseln.
• Es ist bekannt, daß eine Druckerhöhung den Zerstäubungseffekt wesentlich begünstigt und zu einer möglichst feinen Ausbildung der Flüssigkeitströpfchen führt. Bei weiterer Steigerung des Druckes. unter dem das Gut dem Zerstäubungsraum zugeführt wird. kann durch die plötzlich eintretende Expansion bei Eintritt des Gutes in den Expansionsraum es dahin gebracht werden, daß die flüssige Phase sich in eine dampfförmige verwandelt. Diese Umwandlung ist spontan und führt dazu, daß die Festbestandteile praktisch in trockner Form abrieseln, so daß dann eine weitere Wärmebehandlung während des Abrieselns nicht mehr oder nur noch in geringem Umfange erforderlich ist.
• Die Kreiselvorrichtung kann in der Weise ausgestaltet werden, daß dem Gut während des Durchlaufens der Drosselzone ein zu den Einwirkungen der Zentrifugalkraft zusätzlich wirkender äußerer Druck - beispielsweise vermittels Druckluft oder Dampf -übertragen wird.
• Das neue Verfahren hat sich besonders bewährt z. B. bei derZerstäubung vonDispersionen von Früchten und Gemüse; insbesondere die sehr wärmeempfindlichen Vitamine, wie das Vitamin C und B, werden fast in ihrem ganzen Umfange erhalten. Selbstverständlich können auch Dispersionen anderer Art getrocknet werden.
• In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt.
• Abb. 1 zeigt den Einbau eines Kreiselgerätes im oberen Teil eines Zerstäubungstrocknungsturms; Abb. 2 ist ein Schnitt durch das Kreiselgerät entsprechend dem Hinweis in Abb. 1; Abb. 3 ist ein Schnitt in der Linie A-B, der die Drosselstufe in ihrer Ausbildung als Vielkammersystem zeigt Das Kreiselgerät 7 mit dem Motor 8, der durch eine Schutzhülle 9 gegen den Trocknungsturm 6 abgeschirmt ist, wird über die Zuführung 11 mit dem zu dispergierenden und zu zerstäubenden Behandlungsgut beschickt. Durch dieAustrittsöffnungen 10 gelangt das aufbereitete Behandlungsgut in den Innenraum des Turms 6, der über die Vorrichtung 1 mit Frischluft versorgt und über die Vorrichtung 2 entlüftet wird. Das getrocknete Gut wird mit Hilfe eines umlaufenden Besens 3 in einen am Boden des Turms 6 angeordneten Spalt 5 befördert und über die Vorrichtung 4 ausgetragen. In der Wand des Turms 6 können zusätzliche Heizorgane 12 angeordnet sein.
• Sobald das Bebandlungsgut durch die Zuführung 11 in das Kreiselgerät gelangt ist, wird es mit Hilfe des mit hohen Touren umlaufenden Läufers 15 erfaßt und zwischen den Schernuten des Läufers 15 und den am Gehäusekopf 13 und am Gehäuse 14 angeordneten Schernuten vorzerkleinert.
• Bevor das Behandlungsgut durch den Austrittsspalt 10 das Kreiselgerät verläßt und zerstäubt wird, wird es in der Drosbelstufe von dem Vielkammersystem erfaßt und feinst zerkleinert lizw. feinst dispergiert.
• In dem Läufer 15 ist die Verzahnung unter 16 und in dem Gehäuse 14 unter 17 dargeslellt.
• Unter Einwirkung der Zentrifugalliraft wird das Behalldlungogut der Verzahnung des Läufers 15 zugeführt. Die hydrodynamischen Druckwellen entstehen dadurch, daß, sobald sich zwei Zahnlücken 16 bzw. 17 Kammern - eiilander gegenüber befinden, der Strömungsweg weg für das Behandlungsgut einen größeren Querschnitt aufweist. als wenn eine Zahnlücke 16 einer Kammerwand 18/19 gegenübersteht. Im letzteren Fall bewirkt die Öuerschnittsverringerung einen Stau des Behandlungsgutes. der sich als Druckstoß in der flüssigen Phase des Behandlullgsgutes auswirkt.
• PATENTANSPRttCIIE : 1. Verfahren zur Zerstäubungstrocknung unter Verwendung eines Fliehkraftzerstäubers. der mit dem Zerstäubungstrockner fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet. daß als Fliehkraftzerstäuber ein bekanntes, mit einer oder mit mehreren als Vielkamujiersysteme ausgebildeten Drosselstufen, die aus einem innen verzahnten Gehäuse (14) und einem in diesem mit hohen Touren umlaufenden, ebenfalls verzahnten Läufer (15) gebildet werden, versehenes Kreiselgerät verwendet wird, in dessen Drosselstufe unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft und der sich daraus ergebenden hohen Strömungsgeschwindigkeit hydrodynamische Druckwellen in dem fließfähigen Behandlungsgut während des Durchfließens erzeugt werden, die die Feinstdispergierung der Festhestandteile gegebenenfalls in Verbindung mit ihrer Feinstzerkleinerung bewirken, während im Anschluß an die Drosselstufe die Zerstäubung des Behandlungsgutes erfolgt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trocknende, in einer Flüssigkeit feindispergierte Gut aus dem Kreiselgerät mit Überdruck austritt, wobei dieser Überdruck entweder durch Einführung des Gutes in den Fliehkraftzerstäuber unter Überdruck oder durch Verkleinerung des Durchströmquerschnittes in den Drosselstufen des Kreiselgerätes oder durch beides gemeinsam hervorgerufen wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 159 903, 312 424, 531 571, 688 458, 692 808, 743 731; deutsche Patentanmeldung B 8403 V/82a, bekanntgemacht am 19. 7. 51; britische Patentschriften Nr. 631 790, 647 958; USA.-Patentschriften Nr. 2 469 553, 2 473 035; belgische Patentschrift Nr. 499 081.