-
I. Anwendungsgebiet
-
Die Erfindung betrifft Schachttrockner für Schüttgüter, beispielsweise Getreide.
-
II. Technischer Hintergrund
-
Vorliegend werden unter Schüttgütern schüttgutfähige Nahrungsmittel, insbesondere Getreide wie Körnermais und andere Nahrungsmittel verstanden, die nach einem Ernteprozess einen Trocknungsprozess durchlaufen müssen, bevor sie weiterverarbeitet werden können.
-
Getreide, beispielsweise Körnermais, weist nach der Ernte einen bestimmten Feuchtegehalt auf, der als Erntefeuchte bezeichnet wird. Insbesondere Körnermais ist eine Getreideart, die unabhängig von Sorte, Witterung und Erntebedingungen immer getrocknet werden muss. Die Erntefeuchte von Körnermais liegt hierbei üblicherweise zwischen 25 Gew.-% und 35 Gew.-%. Für die Weiterverarbeitung, wie beispielsweise die Lagerung oder für den Handel, wird herkömmlicherweise eine maximale Feuchte von 14,5 Gew.-% angestrebt.
-
Während der Behandlung des Schüttguts im Trockner sinkt das Schüttgut schwerkraftbedingt im Schacht nach unten mit einer Geschwindigkeit, die dadurch eingestellt wird, welche Menge an Schüttgut am unteren Ende des Schachtes ständig abgeführt wird.
-
Auf ihrem Weg von oben nach unten läuft das Schüttgut zwischen einer Vielzahl von etwa horizontalen und meist parallel zueinander in horizontalen Ebenen angeordneten, so genannten Luftdächern, hindurch, die den Schacht von der einen zur anderen Stirnwand überbrücken und wie ein Dach eine offene Unterseite besitzen. Das Schüttgut wird dadurch in einzelnen, nebeneinander laufenden Gutströme zerteilt.
-
Zusätzlich ist eine der Stirnseiten jedes Daches offen, so dass über diese offene Seite Luft in das Dach und damit in den Schacht eingesaugt werden kann, wobei es sich um trockene, meist erwärmte Luft handelt.
-
Die anderen, die so genannten Abluftdächer, sind dagegen mit ihrer offenen Stirnseite mit einem Abluftkanal verbunden, so dass aus ihnen die durch das Trockengut mit Feuchtigkeit angereicherte und in der Regel auch abgekühlte Abluft entweichen bzw. abgesaugt werden kann, so dass die Luft auf ihrem Weg von einem Zuluftdach zu einem Abluftdach quer durch das Trockengut hindurch von diesem Feuchtigkeit aufnimmt.
-
Üblicherweise sind in der Draufsicht auf einen Trockenschacht von oben betrachtet alle Zuluftdächer mit einem Zuluftraum verbunden, der auf der einen Seite des Trockenschachtes vertikal von unten nach oben verläuft und alle Abluftdächer mit einem Abluftschacht, der auf der gegenüberliegenden Seite des Schachtes liegt und vertikal von unten nach oben verläuft.
-
Da insbesondere die Anordnung der Zuluft- und Abluftdächer innerhalb des Schachtes z. B. für die Gleichmäßigkeit des Trocknungsergebnisses und insbesondere den dafür aufgewandten Energieverbrauch und die Trocknungszeit von großer Bedeutung ist, wurde in der Vergangenheit bereits versucht, diese Anordnung zu optimieren, wobei die einzelnen Dächer in der Regel in horizontalen, übereinander liegenden Ebenen angeordnet sind.
-
Dabei ist es auch von Bedeutung, dass der Trocknungsschacht selbst, d. h. dessen Außenhülle mit dem tragenden Gestell und den Einbauten wie etwa den Luftdächern, aus mehreren übereinander gesetzten Modulen besteht, meist aus Stahlblech oder Aluminium, die übereinandergesetzt sind und daher schnell montiert werden können, da die Luftdächer in den Modulen dort bereits vorher fertig verbaut worden sind. Alternativ können die Module auch erst am jeweiligen Einsatzort mit den Luftdächern versehen werden, um den Transport zu vereinfachen.
-
Bei einer ersten bekannten Bauform sind die Luftdächer in vertikaler Richtung direkt untereinander angeordnet, d. h. in den einzelnen Ebenen nicht zueinander versetzt, so dass eine Ebene nur Zuluftdächer und die nächste Ebene nur Abluftdächer enthält.
-
Der Nachteil dieser Bauform ist, dass sich das Schüttgut auf den einzelnen Dächern staut, aber dazwischen relativ schnell nach unten läuft, und das gestaute Gut entweder überhitzt oder nicht oder erst bei der Restentleerung des Schachtes getrocknet wird, so dass sich eine uneinheitliche Trocknung ergibt.
-
Bei einer zweiten bekannten Bauform sind in vertikaler Richtung betrachtet die Luftdächer nicht direkt untereinander, sondern seitlich zueinander versetzt angeordnet, so dass sich ein Dach jeweils unter der Lücke zwischen den Dächern der darüber liegenden Ebene befindet, d. h. in einem Rauten-Raster mit ausschließlich schrägen Rasterlinien.
-
Hierbei wurden wiederum in einer Ebene nur Zuluftdächer und in der nächsten Ebene darunter nur Abluftdächer installiert usw.
-
Der Vorteil dieser Bauform besteht darin, dass dabei das Schüttgut in einzelnen, schlangenförmigen Gut-Strömen von oben nach unten läuft und sich keine Stauzonen bilden.
-
Der Nachteil dieser Bauform besteht darin, dass die Luft einen vertikalen Teilstrom des Schüttgutes auf ihrem Weg von einem Zuluftdach zum nächstliegenden Dach immer nur von einer Seite her durchströmt, was somit innerhalb dieses Gut-Abluftdach des Schüttgutes eine ungleichmäßige Trocknung ergibt, da der Trocknungseffekt auf der dem Zuluftdach zugewandten Seite des Teilstromes durch die noch warme und trockene Luft höher ist als auf der davon abgewandten, dem Abluftdach zugewandten, Seite des Gutstromes.
-
Eine dritte bekannte Bauform vermeidet diesen Nachteil, indem die einzelnen Module, die identisch aufgebaut sind, jeweils in der Aufsicht betrachtet um 180 Grad zueinander verdreht aufeinandergesetzt montiert werden.
-
Wenn innerhalb der Module jeweils eine gerade Anzahl von Ebenen vorhanden ist, führt dies dazu, dass zwar innerhalb eines Moduls die Anströmrichtung eines Teilstromes des Schüttgutes gleich bleibt, am Wechsel von einem Modul zum nächsten jedoch auch die Anströmrichtung des Teilstromes von der einen auf die andere Seite wechselt.
-
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass sich hierdurch an jeder Trennebene zwischen zwei Modulen eine Häufung von Abluftdächern oder Zuluftdächern ergibt, in dem die beiden benachbarten Dachebenen oberhalb und unterhalb der Horizontalfuge zwischen zwei Modulen jeweils die gleiche Art von Dächern aufweisen, während im Inneren eines Moduls sich die Art von Dächern von oben nach unten, also in der Abfolge der Ebenen, jeweils ändert.
-
Dies führt zu einer ungleichmäßigen Luftströmung im Grenzbereich zwischen zwei Modulen, die gegenüber der angestrebten mittleren Luftgeschwindigkeit im einen Grenzbereich stark erniedrigt und im anderen stark erhöht ist.
-
Die erhöhte Luftgeschwindigkeit würde dabei zu verstärktem Austrag von kleinen und leichten Anteilen des Schüttgutes, bei Getreide beispielsweise von Samen, führen, was in der Regel einen unerwünschten Masseverlust darstellt, so dass aus diesem Grund die insgesamt eingestellte Geschwindigkeit der Zu- und Abluft reduziert werden muss.
-
Um zum gleichen Trocknungsergebnis zu kommen, muss daher die Größe, insbesondere die Höhe, des Schachtes heraufgesetzt werden, was zu einer Kostenerhöhung führt.
-
Insbesondere die Maistrocknung erfordert aufgrund des hohen Feuchteentzugs von ca. 35 Gew.-% auf ca. 15 Gew.-% die ca. vierfache Heizleistung pro Tonne im Vergleich zur Getreidetrocknung, bei der üblicherweise von 19 Gew.-% auf 15 Gew.-% getrocknet wird. Dementsprechend fallen die Trocknungskosten bei der Trocknung von Körnermais besonders hoch aus im Vergleich zu anderen Getreidearten.
-
Weiterhin verläuft die Trocknung von Körnermais nicht linear. Zu Beginn des Trockenvorgangs, wenn die eine Erntefeuchte bei ca. 35 Gew.-% liegt, werden ca. 7–10 Gew.-% Wasser/h entzogen. Hierbei ist die Sättigung der Trocknerabluft hoch und die Ablufttemperatur niedrig im Vergleich zum Ende der Trocknung. Diese Abluft kann aufgrund der geringen Temperatur und des hohen Sättigungsgrads nicht wiederverwendet werden.
-
Ab einem Feuchtegehalt des Körnermais von ca. 16% werden nur noch ca. 2% Wasser/h entzogen. Während dieses Trocknungsabschnitts ist die Sättigung der Abluft gering und die Ablufttemperatur hoch im Vergleich zum Beginn der Trocknung. Aus energetischen Gründen ist es daher sinnvoll, diese Abluft erneut zu verwenden. Daher wird diese Abluft bei den heute üblichen Trocknungsanlagen durch Re-Zirkulation zurückgewonnen.
-
Bei den bekannten Durchlauf-Trocknungsanlagen werden zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit Umluftzonen verwendet. Die Trocknerabluft ist nur im oberen Bereich der Anlage gesättigt und gekühlt. Im unteren Bereich ist die Sättigung gering und die Ablufttemperatur noch so hoch, dass sich die Re-Zirkulation dieser Luft lohnt. Ca. 1/3 der Trocknungsluft aus dem unteren Teil der Trocknungsanlage wird re-zirkuliert, und ca. 2/3 der Trocknungsluft wird angesaugt/erwärmt/ausgeblasen.
-
Diese rezirkulierte Umluft wird der aufgeheizten Frischluft beigemischt. Sie trägt eine geringe Menge Staub mit sich. Der Großteil dieses Staubs wird wieder in die Trockenmodule gesaugt und dort am Trockengut aus der Luft gefiltert. Ein geringer Anteil des Staubs jedoch lagert sich auf Trennblechen zwischen Trocknermodulen ab. Innerhalb der ca. zweimonatigen Trockenkampagne können sich auf diesen Trennblechen beträchtliche Staubdepots bilden, beispielsweise in der Größenordnung von ca. 10–20 kg Staub pro Trennblech bei einsäuligen Anlagen. Beim Betrieb der Trocknungsanlagen herrscht aufgrund der kurzen Erntephase und des großen Aufkommens an Ernteware immer Zeitnot. Gereinigt werden diese Trennbleche daher meist nur nach Abschluss der Trockenkampagne, um Stillstandzeiten zu vermeiden.
-
Zur weiteren Verbesserung der Wirtschaftlichkeit beim Trocknen von Schüttgütern werden außerdem Durchlaufkühler verwendet, um ein Tempern und Kühlen des Trockenguts zu realisieren. Die Gleichmäßigkeit des Trockenguts ist nach erfolgtem Tempern weitaus besser als beim ausschließlichen Trocknen und Kühlen in der Trocknungsanlage, da während des Temperns ein Feuchtigkeitsausgleich über die Gutstrombreite innerhalb des Trockners erfolgen kann. Voraussetzung für das Tempern ist das Erreichen einer Guttemperatur von 60–65°C beim Trocknen. Zudem sollte weiterhin eine ähnliche Trocknungskennlinie des Trockenguts wie beim Trocknen von Mais vorliegen, da erst bei der oben beschriebenen Guttemperatur ein effektives Tempern möglich ist und die Verweilzeit des Trockenguts im Trockner beschränkt ist.
-
Ein Nachteil dieser bekannten Trockner ist somit die Staubansammlung auf den Trennblechen. Der dort gelagerte Staub ist trocken und ständig der Warmluft ausgesetzt. Falls nun mit der Frischluft Partikel angesaugt werden und in der Heizung verbrannt werden, können sich heiße Aschepartikel oder Funken auf diese Staubdepots legen und diese entzünden. Üblicherweise sind in bekannten Trocknern die Trennbleche meist nur bei stillstehender Anlage erreichbar.
-
Gleichzeitig weisen die bekannten Schachttrockner den Nachteil auf, dass die Arbeitsgänge Trocknen und/oder Tempern und/oder Kühlen in mindestens zwei verschiedenen Anlagen durchgeführt werden. Das Schüttgut wird mit einem Fördergerät von einem Trockner zu einem Durchlaufkühler gefördert. Diese Vorgehensweise verursacht Kosten für die Förderwege und sie verursacht Temperaturverluste durch Luft, die in die Fördergeräte eindringen kann. Zudem fallen Kosten für die speziell ausgestaltete Steuerung, Abstimmung und Überwachung der gesamten Anlage an. Insbesondere sind die verschiedenen Zonen nicht variabel einstellbar. Dies führt dazu, dass nicht jedes beliebige Schüttgut in der Anlage getrocknet werden kann.
-
III. Darstellung der Erfindung
-
a) Technische Aufgabe
-
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen variablen Schachttrockner mit darin eingebauten Luftdächern zu schaffen, der trotz gleichmäßiger Trocknung bei geringem Energieverbrauch eine optimal kompakte, kleinvolumige Bauform ermöglicht.
-
b) Lösung der Aufgabe
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den abhängigen Schutzansprüchen.
-
Ein erfindungsgemäßer Schachttrockner weist auf: einen vertikalen Trocknerschacht bestehend aus mehreren aufeinander gesetzten Modulen, und eine Vielzahl von darin parallel, horizontal angeordneten Zuluft- und Abluftdächern, die in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind, wobei der Schüttguttrockner eine Luftrückführvorrichtung aufweist, mit der wenigstens ein Teil der Abluft der angesaugten Frischluft direkt zuführbar ist, während an mindestens einem der Module eine erste Absperrvorrichtung auf einer Zuluftseite des jeweiligen Moduls anordenbar ist, so dass bei geschlossener erster Absperrvorrichtung ausschließlich die Module bis zur ersten Absperrvorrichtung in Strömungsrichtung des Schüttguts mit Trocknungsluft durchströmbar sind.
-
Zur Reduzierung des Energieaufwandes beim Trocknen wird bei dem erfindungsgemäßen Trockner eine Wärmerückgewinnung mittels der Luftrückführvorrichtung durchgeführt, in dem der mit Feuchtigkeit durch das Schüttgut angereicherten Abluft bzw. Trocknungsluft vor dem Entlassen an die Umgebung wenigstens ein Teil ihrer Wärme entzogen wird, beispielsweise durch Zuführen der Abluft zur neu angesaugten und zum Trocknen zu benutzenden Umgebungsluft.
-
Die erste Absperrvorrichtung, beispielsweise eine Umstellklappe, ist so ausgeführt, dass aufliegender Staub beim Öffnen abrutschen kann. Die Absperrvorrichtung ist dazu mit einem Antrieb versehen, mit dessen Hilfe sie vorzugsweise zyklisch geöffnet werden. Somit wird der Staub ständig neu abgeworfen; gefährlich große Staubdepots können sich nicht mehr bilden.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die erste Absperrvorrichtung mittels eines Pneumatikzylinders angetrieben. Die erste Absperrvorrichtung steht bei nicht betätigtem Zylinder offen und wird mit der Aktivierung des Pneumatikzylinders geschlossen. Die Aktivierung erfolgt während des Betriebs der Anlage durch SPS-Programmbefehl.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schacht- bzw. Schüttguttrockner weiterhin eine zweite Absperrvorrichtung an einem zweiten der Module, wobei die zweite Absperrvorrichtung in Strömungsrichtung des Schüttguts stromabwärts der ersten Absperrvorrichtung angeordnet ist, so dass zwischen der ersten und zweiten Absperrvorrichtung eine Temperzone gebildet ist. Die erste und die zweite Absperrvorrichtung können entweder getrennt voneinander oder gemeinsam angesteuert werden.
-
Die mithilfe der ersten und zweiten Absperrvorrichtung erzeugten Temperzone bzw. Schwitzzone dient ebenfalls der Energieeinsparung:
Die in der Temperzone verwendeten Module sind insbesondere identisch mit einem zum Trocknen verwendeten Modul. Auf diese Weise kann über die gesamte Trocknerhöhe beispielsweise jeweils nur eine Modulart verbaut werden, was zu einer Erhöhung der Flexibilität bei einer gleichzeitigen Kostenreduktion führt. Weiterhin müssen keine speziellen Module zum Tempern/Schwitzen verwendet werden. Bei der Schwitzzone handelt es sich um eine vertikale Zone, in der keine aktive Trocknung erfolgt und die von dem Schüttgut von oben nach unten durchlaufen werden muss, wofür eine entsprechend der Durchsatzgeschwindigkeit bedingte Durchlaufzeit benötigt wird.
-
Diese Durchlaufzeit, die sogenannte Verweilzeit, dient dazu, die unterschiedlich stark aufgeheizten Körner und deren noch unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt, insbesondere auch vom Korninneren gegenüber der Kornaußenseite, aufgrund der Verweilzeit und des gegenseitigen Kontaktes der Körner und der dadurch bedingten Wärmeübertragung zu egalisieren.
-
Insbesondere wird dadurch der im Kernbereich des Kornes noch höhere Feuchtigkeitsgehalt egalisiert, so dass die noch im Inneren vorhandene Feuchtigkeit zur Außenseite und an die Oberfläche des Kornes wandert, u. a. durch die dabei vorhandene, noch relativ hohe Temperatur in den Körner von beispielsweise 60°C bis 70°C bedingt.
-
Diese danach an der Oberfläche der Körner vorhandene Feuchtigkeit kann mit Hilfe der unterhalb der Verweilzone folgenden Luftdächer mit relativ geringem Energieaufwand entfernt werden, indem in diesen nachfolgenden Luftdächern Luft mit Umgebungstemperatur zum weiteren Trocknen verwendet wird, d. h. ohne diese Luft zusätzlich aufheizen zu müssen, da bereits die relativ kühle Umgebungsluft ausreicht, um diese Oberflächenfeuchtigkeit von den Körnern zu entfernen.
-
Allein dadurch kann die Durchschnittsfeuchtigkeit des Schüttgutes um weitere ca. 2% gesenkt werden, ohne den Aufwand des Aufheizens der Umgebungsluft von z. B. 20°C auf 130°C bei Mais betreiben zu müssen.
-
Bevorzugt weist der Schüttguttrockner jedoch eine Vielzahl von Absperrvorrichtungen auf, wobei jede Absperrvorrichtung einem der Module zugeordnet ist. Auf diese Weise kann die Flexibilität bzw. der Einsatzbereich des Trockners weiter erhöht werden. Beispielsweise können so sehr unterschiedliche Schüttgüter mittels des Trockners getrocknet werden, da die Trocken- und Kühlzone sowie die optionale Temperzone automatisch variable einstellbar sind. Vorliegend kann somit entweder eine oder zwei der Absperrvorrichtungen aus der Vielzahl der Absperrvorrichtung geschlossen werden, wobei sie zur Staubentfernung zyklisch geöffnet werden.
-
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist daher, dass alle Komponenten in einem Trockner vorhanden sind. Somit werden neben dem Füllen und Entleeren keine weiteren Fördergeräte benötigt und es sind keine Aufwendungen für die Überwachung der Füllstände in Trockner und Kühler erforderlich. Dies führt zu einer geringeren mechanischen Belastung und somit zu einer schonenderen Trocknung. Weiterhin erfolgt keine Abkühlung des vorgetrockneten Guts durch eingesaugte Fremdluft. Zudem weist der erfindungsgemäße Trockner einen geringeren Platzbedarf und eine längere Durchlaufzeit im Vergleich zu bekannten Trocknern auf. Ein sich daraus ergebender Nachteil ist jedoch eine trägere Reaktion des Trockners auf Feuchteschwankungen wegen der verlängerten Durchlaufzeit.
-
Hinsichtlich der Gestaltung des Schachttrockners wird durch die Anordnung der Luftdächer – wie in Schutzanspruch 6 beschrieben – erreicht, dass zusätzlich zur abwechselnden Anströmung der Gutströme von links und rechts am Übergang zwischen den Modulen die Abweichung der Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft vom Mittelwert durch Häufung einer Art von Luftdächern im Grenzbereich zwischen zwei Modulen deutlich verringert wird.
-
Wenn zusätzlich die abwechselnde Anordnung der Luftdächer auf der einen Diagonallinie gleichmäßig erfolgt und insbesondere auf jedes Zuluftdach unmittelbar ein Abluftdach entlang dieser diagonalen Linie folgt, werden Häufungen von Zuluft- oder Abluftdächern an der Grenzlinie zwischen zwei Modulen vollständig vermieden.
-
Wenn zusätzlich die Luftdächer einen von der offenen zur geschlossen Seite hin abnehmenden Querschnitt aufweisen, wird dadurch die z. B. Verteilung der einströmenden Luft entlang der Länge des Zuluftdaches optimiert und dadurch die Gleichmäßigkeit der Trocknung gefördert.
-
Wenn der Querschnitt dabei gleichmäßig zunimmt, ergibt sich zusätzlich eine vereinfachte Herstellung dieser Luftdächer, in dem diese als Blechteile durch einfaches Stanzen oder anderweitiges Heraustrennen und anschließendes Abkanten hergestellt werden können, d. h. ohne Aufwand für das Zusammensetzen aus mehreren Einzelteilen oder gar Schweißen innerhalb eines der Luftdächer.
-
Indem die Module eine gerade Anzahl von Ebenen mit Luftdächern übereinander aufweisen und insbesondere alle Module die gleiche Anzahl von Ebenen aufweisen, wird einerseits der Aufwand für die Herstellung und gegebenenfalls auch die Vorratshaltung reduziert und dennoch beim Aufeinandersetzen der Module zu einem Schachttrockner die Anhäufung von einer Art von Dächern im Grenzbereich zwischen zwei Modulen vermieden, wenn die Module jeweils ohne Verdrehung um 180 Grad in gleicher Orientierung übereinander gesetzt werden.
-
Durch die gleichmäßig abwechselnde Folge von Zu- und Abluftdächern in einer einzelnen Ebene nebeneinander, wobei insbesondere auf jedes Zuluftdach unmittelbar daneben ein Abluftdach folgt und umgekehrt, wird bei Versatz der Dächer in den einzelnen untereinander liegenden Ebenen um jeweils eine halbe Luftdachabstand der gleiche Effekt erzielt, wie durch die zuvor beschriebene Abfolge entlang der diagonalen Linien.
-
Der Versatz um jeweils einen halben Luftdachabstand von Ebene zu Ebene bewirkt, dass Luftdächer der jeweils gleichen Art vertikal genau übereinander angeordnet sind.
-
Allerdings bleibt auf diese Art und Weise der sich schlangenlinienförmig von oben nach unten bewegende Gutstrom im Wesentlichen immer in sich gleich, weist also die gleiche Zusammensetzung auf, so dass sich immer die gleichen Körner im Außenbereich des Gutstromes oder im mittleren, für die Luft schwerer zugänglichen, Bereich des Gutstromes bewegen.
-
Wird stattdessen von einer Ebene zur nächsten, beispielsweise am Übergang von einem Modul zum nächsten, ein Versatz gewählt, der nicht exakt dem halben Luftdach-Abstand innerhalb einer Ebene entspricht, so wird dadurch der Gutstrom, der bis zu diesem Punkt schlangenlinienförmig, jedoch im Wesentlichen unzerteilt, nach unten gelaufen ist, aufgespalten und die aus diesem Gutstrom erzeugten Teilströme werden zu einem neuen Gutstrom zusammenkombiniert.
-
Wenn der an dieser Stelle vorgenommene zusätzliche Versatz eine halbe Breite eines Gutstromes beträgt, also z. B. ein Winkel eines horizontalen Luftdachabstandes, wird somit hierdurch der bisherige Gutstrom in der Mitte geteilt und die beiden etwa gleich breiten Teilströme zu einem neuen Gutstrom zusammengeführt.
-
Dies bewirkt, dass die Körner, die beim ursprünglichen Gutstrom in den Außenbereichen des Gutstromes lagen, nunmehr in der Mitte des neuen Gutstromes zu liegen kommen und umgekehrt diejenigen Körner, die in der Mitte des ursprünglichen Gutstromes positioniert waren, nun in den Außenbereichen des neuen Gutstromes zu liegen kommen.
-
Falls es über die Breite des ursprünglichen Gutstromes Unterschiede im Feuchtigkeitsgehalt der Körner – betrachtet über den Querschnitt des Gutstromes – gegeben hatte, beispielsweise eine zunehmende Feuchtigkeit zur Mitte des Gutstromes hin, so wird genau dies nach der Neukombination der Teilströme ausgeglichen, da dann die Körner aus der ursprünglichen Mitte mit dem hohen Feuchtigkeitsgehalt nunmehr außen im neuen Gutstrom zu liegen kommen und damit zuerst von der anströmenden, noch sehr trockenen Trocknungsluft erfasst und besonders stark getrocknet werden.
-
Statt einem zusätzlichen Versatz um eine halbe Breite eines Gutstromes kann dieser Versatz auch ein geringerer zusätzlicher Versatz sein und sich dafür mehrfach über die Höhe des Trockners wiederholen, dann allerdings vorzugsweise immer in die gleiche Richtung, so dass die Summe der zusätzlichen Versatzstrecken über die Höhe des Trockners ganz oder annähernd der Breite eines vollständigen Gutstromes entspricht.
-
Vorzugsweise wird dieser zusätzliche Versatz erzielt, indem innerhalb eines Moduls sämtliche Dächer diesen zusätzlichen Versatz gegenüber den Dächern des vorangehenden darüber liegenden Moduls aufweisen, so dass innerhalb eines Moduls nach wie vor die Luftdächer derselben Art wiederum genau vertikal übereinander liegen.
-
Weiterhin kann ein gleichmäßiger Durchlauf und damit eine gleichmäßige Trocknung durch den Schachttrockner verbessert werden, indem der Austragsschieber konvex in Richtung des Inneren des Trockners gewölbt ist oder auf dem ebenen Auftragsschieber ein so geformtes, also gewölbtes oder gewinkeltes, nach oben gebogenes, Deckblech aufgesetzt ist.
-
Um den Energieaufwand zu minimieren, kann die Wärmeabgabe der Außenwände des Schachttrockners an die Umgebung minimiert werden, entweder allein durch zweischalige Bauweise der Außenhaut, also doppellagige Beplankung oder durch eine Isolierung der Außenverkleidung z. B. durch Mineralwolle bzw. durch eine Kombination beider Maßnahmen, wobei sich dann das Isoliermaterial vorzugsweise im Freiraum zwischen den beiden Beplankungsschichten befindet, die vorzugsweise aus Metallblechen bestehen.
-
Das der Erfindung zu Grunde liegende Trocknungsverfahren beruht darauf, dass die einzelnen Gutströme auf ihrem Weg von oben nach unten abwechselnd einmal von links und einmal von rechts mit Trocknungsluft beaufschlagt werden, zusätzlich jedoch immer die von den Zuluftdächern einer Ebene zugeführte Trocknungsluft über Abluftdächer abgeführt wird, die sich in der unmittelbar darüber oder darunter liegenden Ebene befinden, so dass keine Häufung von Zu- oder Abluftdächern bei zwei aufeinander folgenden Ebenen vorliegt.
-
Dies gilt natürlich nicht für die oberste und unterste Ebene eines Schachttrockners, bei der es nach oben bzw. nach unten gar keine nachfolgende Ebene gibt.
-
Dadurch wird unter anderem das Wenden der Gutströme durch sogenannte Produktwender im Schachttrockner vermieden, die immer einen zusätzlichen Strömungswiderstand darstellen und damit die Gefahr von Produktstauungen und letztendlich Verstopfungen im Schachttrockner erhöhen.
-
Zusätzlich – aber auch unabhängig von der eben beschriebenen gleichmäßigen Anströmung der Gutströme von links und rechts – führt die zusätzliche ein- oder mehrfache Stromteilung der Gutströme auf dem Weg von oben nach unten zu den bereits beschriebenen Vorteilen einer neuen Zusammenstellung der Gutströme, betrachtet über deren Querschnitt.
-
Ein Ablauf der Bedienung der Absperrvorrichtung(en) beim Betrieb der Trocknungsanlage kann wie folgt aussehen:
- – Bei ausgeschalteter Anlage ist/sind die Absperrvorrichtung(en) offen.
- – Die Vorwahl, welche der Absperrvorrichtungen genutzt werden soll, kann entweder durch gezieltes einzelnes Ansteuern erfolgen oder durch das Anordnen der entsprechenden Absperrvorrichtung in dem Trockner vor dem Start der Anlage.
- – Beim Starten einer Trocken-Betriebsart wie Satztrocknen, Umlauftrocknen oder Durchlauftrocknen wird die mindestens eine erste Absperrvorrichtung geschlossen.
- – Die mindestens eine erste Absperrvorrichtung wird vor dem Starten der Ventilatoren geschlossen. Wenn eine Temperzone erforderlich ist, dann werden zwei Absperrvorrichtungen geschlossen.
- – Die Absperrvorrichtung(en) werden beispielsweise täglich 1× geöffnet.
- – Vorzugsweise erfolgt die Öffnung zyklisch, beispielsweise immer zur gleichen Uhrzeit; z. B. 10.00 Uhr vormittags.
- – Weiterhin wird die Absperrvorrichtung geöffnet, wenn die Anlage zwischendurch ausgeschaltet war, beispielsweise wegen einer Störung.
- – Das Öffnen der Absperrvorrichtung wird gestartet mit der Zeit „Vorlauf Luftklappen” (2–6 Sekunden).
- – Das Schließen der Absperrvorrichtung wird gestartet nachdem die Zeit „Nachlauf Luftklappen” (2–8 Sekunden) abgelaufen ist.
- – Das Zeitfenster für Öffnen und Schließen beträgt also ca. 5–18 s (2–6 s Vorlauf, 1–4 s Aktiv, 2–8 s Nachlauf). Üblicherweise summieren sich diese Zeiten auf ca. 8 s.
-
Ein grundsätzlicher Ablauf der Trocknung mit „Tempern” stellt sich wie folgt dar:
- – Vortrocknen des Trockenguts im Standard-Durchlauftrockner auf ca. 1,5%–2% über der gewünschten Zielfeuchte (typisch von 35% auf 16,5%)
- – Kühlen des Trockenguts am Ende des Trockners entfällt, da das Trockengut nach dem Vortrocknen eine Temperatur von ca. 65°C und eine Feuchtigkeit von ca. 16,5% aufweist.
- – Tempern des vorgetrockneten und während des Trockengangs erwärmten Gutes im Temperbereich des Trockners.
- • Beim Tempern wird von der im Gut gespeicherten Wärme Feuchtigkeit ausgetrieben. Das Trockengut „schwitzt” also.
- • Das ausgetriebene Wasser liegt auf der Schüttgutoberfläche auf und geht zum Teil in die Luft über, die sich zwischen den Körnern befindet.
- • Nach dem Durchlaufen des Temperbereichs gelangt das Schüttgut bzw. Trockengut in die Kühlzone.
- • Dort wird das ausgetriebene Wasser von der Kühlluft verdunstet und weggetragen. Zugleich wird das Gut gekühlt. Üblicherweise findet ein Wasserentzug von 16,5% auf 14,5% statt.
-
Durch die vorbeschriebenen Trocknungsverfahren und auch den vorbeschriebenen Aufbau eines entsprechenden Schachttrockners können spezifische Trocknungsverfahren, insbesondere die Trocknung von so genanntem parboiled Reis, vereinfacht und optimiert werden.
-
Das nach der Ernte noch vollständige Reiskorn (der sogenannte Paddy), besteht aus dem Mehlkorn, welches letztendlich üblicherweise zum Verkauf gelangt, das von einem sogenannten braunen Silberhäutchen umgeben ist, welches wiederum von der eigentlichen Schale, dem sogenannten Spelz, eingehüllt ist.
-
Nach Entfernen des Spelzes entsteht der sogenannte braune Reis, bei dem das Silberhäutchen vorhanden ist. Dieses wird üblicherweise beim Polieren des braunen Reises entfernt, wodurch dieser weiß und verkaufsfertig wird.
-
Dies hat jedoch den Nachteil, dass die primär in diesem Silberhäutchen enthaltenen positiven Inhaltsstoffe verloren gehen.
-
Genau dies soll durch das Parboiled-Verfahren wenigstens teilweise vermieden werden, in dem der Paddy, der üblicherweise mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 22 Gewichts-% vom Feld kommt, in Wasser eingeweicht und gekocht, insbesondere unter Zugabe von Dampf oder nur mit Hilfe von Dampf, wird.
-
Dadurch werden die Inhaltstoffe vor allem aus dem Silberhäutchen gelöst und diffundieren zumindest teilweise auch in das Mehlkorn hinein.
-
Natürlich wird durch diesen Vorgang auch der Feuchtigkeitsgehalt stark angehoben, beim Einweichen und Kochen beispielsweise von 22% auf 32%, mit der Folge, dass anschließend sehr schnell eine Trocknung dieses parboiled Reises erfolgen muss, um Schimmel und andere Fäulnis zu vermeiden.
-
Dies geschieht bisher entweder mittels Umlauftrocknen oder mittels Durchlauftrocknen: Beim Umlauftrocknen ist nur ein Umlauftrockner der Kocheinheit nachgeschaltet, der jedoch so groß dimensioniert sein muss, dass er die gesamte Charge an parboiled Reis aufnehmen kann und diese Charge in dem Umlauftrockner permanent solange umlaufend getrocknet wird, bis das Trocknungsgut die gewünschte Endfeuchte von meist 13 Gewichts-% erreicht hat, wofür in der Regel ca. 4 Stunden benötigt werden.
-
Dementsprechend wird zu Beginn der Trocknung mit erhöhten Temperaturen der Trocknungsluft von teilweise über 110°C gearbeitet, da das zu trocknende Gut noch 90°C aufgrund des Kochprozesses aufweist.
-
Anschließend sinken die Temperaturen der Trocknungsluft, so dass bei etwa 20% Restfeuchte im Trocknungsgut mit 50°C bis 60°C bei der Trocknungsluft gearbeitet wird.
-
Beim Durchlauftrocknen sind hintereinander mehrere Trockner im Einsatz, die vom Trocknungsgut durchlaufen werden und zwischen den Trocknern sind jeweils sogenannte Temperzellen vorhanden, in denen das Trocknungsgut lediglich verweilt und dabei im Wesentlichen seine Temperatur hält, wodurch Feuchteunterschiede innerhalb der Gutströme und auch innerhalb der einzelnen Körner ausgeglichen werden sollen.
-
Dementsprechend ist der Investitionsaufwand aufgrund der mehreren Trockner, meist Schachttrockner und der dazwischen notwendigen sogar jeweils mehreren Temperzellen, die meist ebenfalls in Form von schachtförmigen, vertikalen Silos realisiert sind, hoch.
-
Zusätzlich ist die gesamte Fördertechnik für die Weiterleitung vom einen Element zum nächsten notwendig.
-
Dabei besteht das grundsätzliche Problem speziell bei der Trocknung von Reis darin, dass Reis bei einer zu schnellen Trocknung Risse bekommt und aufgrund derer bei nachfolgendem Transport oder anderer Handhabung die betroffenen Reiskörner brechen und dann als minderwertige Ausschussware ausgesondert werden müssen und damit den Ertrag verringern.
-
Während man die Mittelwerte eines Trocknungsprozesses so regeln kann, dass eine zu starke Trocknung oder Überhitzung vermieden wird, kann dies aufgrund der Abweichung von diesem Mittelwerten in der Praxis in den einzelnen Bereichen der Gutströme, beispielsweise den Außenbereichen, nicht vollständig vermieden werden.
-
Ein Ausschuss aufgrund zu starker Trocknung einzelner Körner von etwa 3% wird daher im Moment als gutes Ergebnis gesehen.
-
Wird der parboiled Reis jedoch mit Hilfe des erfindungsgemäßen Trocknungsverfahren und insbesondere mit Hilfe eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schachttrockners getrocknet, insbesondere unter Voranschaltung eines Schichttrockners, so wird insbesondere aufgrund der Stromteilung und der gleichmäßigen Anströmung der Gutströme mit Trocknungsluft von links nach rechts eine so gleichmäßige Trocknung des parboiled Reises erzielt, dass der Ausschuss durch übertrocknete einzelne Körner unter 3% gedrückt werden kann und/oder der Energie- und Investitionsaufwand gegenüber den bisher praktizierten Trocknungsverfahren deutlich reduziert wird: Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Schachttrockner/Trocknungsverfahren wird von den sonst im Durchlaufverfahren z. B. drei vorhandenen Schachttrocknern mit dazwischen befindlichen Temperzellen, mindestens ein Schachttrockner mit den zugehörigen Temperzellen eingespart, was bereits den Investitionsaufwand ganz erheblich reduziert.
-
Das bisher praktizierte Umlaufverfahren ist in diesem Sinne nicht wirklich konkurrenzfähig, denn aufgrund der Verweilzeit von ca. 4 Stunden im Umlauftrockner, wird hierdurch ein Rhythmus der Chargenbearbeitung von 4 Stunden erzwungen, obwohl der eigentliche Koch- bzw. Dämpfprozess des Reises nur wenige Minuten benötigen würde.
-
Um dennoch eine größere Durchsatzgeschwindigkeit im Gesamtprozess zu erzielen, wäre hierfür eine Mehrfachanordnung der Umlauftrockner notwendig, was wiederum den Investitionsaufwand vervielfachen würde.
-
Selbst wenn das Trocknen des parboiled Reises nicht mittels eines einzigen erfindungsgemäßen Schachttrockners/Trocknungsverfahrens im Schachttrockner möglich sein sollte und zwei solcher Trockner hintereinander benötigt werden, kann trotz des bereits erfolgten Verringerns des Investitionsaufwandes weiterhin die Effizienz nochmals gesteigert werden, indem in den Temperzellen dazwischen nicht nur eine Egalisierung von Temperatur und Feuchtigkeit vollzogen wird, sondern zusätzlich am Ende des Temperns ein Beaufschlagen mit Trocknungsluft mit Umgebungstemperatur und ohne zusätzliche Aufheizung dieser Kühlluft bewirkt wird.
-
Zum einen wird dadurch die vom inneren der Körner an deren Oberfläche die fundierte Feuchtigkeit mit geringem Energieaufwand ausgetragen, in dem die Umgebungsluft lediglich durch das Trocknungsgut hindurchbewegt aber nicht aufgeheizt werden muss.
-
Zum anderen wird hierdurch das Trocknungsgut auch abgekühlt mit der Folge, dass in dem nachfolgenden Trockner die Trocknungsluft auf eine geringere Temperatur hochgeheizt werden muss, da die Temperatur der Trocknungsluft immer um ein ausreichendes Maß über der Temperatur des Trocknungsgutes selbst liegen muss.
-
c) Ausführungsbeispiele
-
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
-
1: einen erfindungsgemäßen Schachttrockner bei geöffneten Absperrvorrichtungen,
-
2: einen erfindungsgemäßen Schachttrockner mit zwei geschlossenen Absperrvorrichtungen,
-
3: einen Schachttrockner in den beiden Seitenansichten,
-
4: die erfindungsgemäße Anordnung der Luftdächer,
-
5: ein Luftdach im Detail, und
-
6: den Austragbereich des Trocknerschachtes.
-
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schachttrockner mit einem Trocknerschacht 1. Der Trocknerschacht 1 ist aus mehreren Modulen 1a, 1b, ... aufgebaut. In diesem Fall verfügt der Schachttrockner über insgesamt 13 Module. Hierbei weisen alle Module Zuluft- und Abluftdächer auf.
-
Das feuchte Schüttgut, vorzugsweise erntefeuchtes Getreide, insbesondere Körnermais, wird bei dem Schachttrockner über die Getreidezufuhr 32 zugeführt. Das getrocknete Getreide verlässt den Schachttrockner wieder am Getreideauslass 33.
-
Im Betrieb sinkt das Getreide entlang des Trocknerschachts 1 von der Getreidezufuhr 32 in Richtung des Getreideauslasses 33. Zum Trocknen des Getreides strömt Frischluft 34 in ein Zuluftmodul 16. Dort wird es von einem Heißlufterzeuger 18, beispielsweise einem Gasbrenner erwärmt. Die erwärmte Frischluft 35 strömt im Zuluftmodul 16 nach oben und in die einzelnen Module 1a, 1b, ... hinein. Gleichzeitig wird nicht zusätzlich erwärmte Frischluft 34 in den unteren Bereich des Zuluftmoduls 16 geleitet. Auf diese Weise kann sich ein natürliches Gleichgewicht einstellen von der Anzahl an Modulen, die mit erwärmter Frischluft 35 durchströmt werden und den Modulen, die lediglich mit Frischluft 34 durchströmt werden.
-
Erfindungsgemäß sind im Schachttrockner Absperrvorrichtungen vorhanden, deren funktionsweise unter Bezugnahme auf 2 später genauer erläutert wird. Im vorliegenden Beispiel stellen die gestrichelten Linien optionale Strömungswege der Luft dar, in Abhängigkeit von der Einstellung der Absperrvorrichtungen. Im vorliegenden Beispiel können Absperrvorrichtungen an sieben verschiedenen Positionen vorgesehen sein. Von oben gezählt zwischen dem sechsten und siebten Modul (1f und 1g), dem siebten und achten Modul (1g und 1h), dem achten und neunten Modul (1h und 1i), dem neunten und zehnten Modul (1i und 1j), dem zehnten und elften Modul (1j und 1k), dem elften und zwölften Modul (1k und 11) sowie dem zwölften und dreizehnten Modul (1l und 1m). Mindestens eine dieser Absperrvorrichtungen ist dabei in dem erfindungsgemäßen Schachttrockner vorhanden. Auf diese Weise kann gesteuert werden, welche Module bzw. welche Anzahl an Modulen mit erwärmter Frischluft 35 und welche mit normaler Frischluft 34 versorgt werden. Dementsprechend ergibt sich die Unterscheidung in Module zum Trocknen und Module zum Kühlen.
-
Nachdem die erwärmte Frischluft 34 durch die entsprechenden Module geströmt ist, wird ein Teil der mit Staub beladenen Abluft 36 über ein Abluftmodul 17 direkt einer Reinigungsvorrichtung zugeführt. In dieser Reinigungsvorrichtung wird die mit Staub beladene Abluft 36 gereinigt, so dass die gereinigte Abluft 40 den Schachttrockner an einem Auslass verlassen kann. Im vorliegenden Beispiel wird die mit Staub beladene Abluft der ersten fünf Module direkt der Reinigungsvorrichtung zugeführt.
-
Die mit Staub beladene Abluft der weiteren Module bis zur Absperrvorrichtung, also der Trocknungsmodule, wird rezirkuliert mittels einer Luftrückführung 37. Die rezirkulierte Abluft wird der erwärmten Frischluft 35 in einem Mischbereich 38 im Zuluftmodul 16 zugeführt.
-
Die Abluft aus den Kühlmodulen wird direkt der Reinigungsvorrichtung zugeführt und nicht wiederverwendet.
-
Nun Bezugnehmend auf 2 ist der Schachttrockner aus 1 dargestellt. Allerdings sind hier zwei Absperrvorrichtungen geschlossen. Das Ansteuern der Absperrvorrichtungen kann entweder über einen pneumatischen Antrieb erfolgen oder jede der Absperrvorrichtungen ist einzeln ansteuerbar mittels einer Steuerung.
-
Im vorliegenden Beispiel gemäß 2 werden die ersten sieben Module als Trockenmodule verwendet und dementsprechend mit erwärmter Frischluft 35 durchströmt. Die letzten zwei Module werden mit Frischluft 34 mit Umgebungstemperatur durchströmt. Diese Module werden somit zum Kühlen verwendet. Zwei Absperrvorrichtungen verhindern, dass Luft in die Module zwischen den Trockenmodulen und den Kühlmodulen strömt. Diese nicht durchströmten Module bilden daher eine Temperzone.
-
Wie zu 1 beschrieben, wird die mit Staub beladene Abluft 36 aus den ersten fünf Modulen direkt der Reinigungsvorrichtung zugeführt. Die Abluft aus den übrigen zwei mit erwärmter Frischluft 35 durchströmten Trockenmodulen wird mittels Luftrückführung 37 im Mischbereich 38 wieder der erwärmten Frischluft 35 zugeführt.
-
Die übrigen Luftströmungswege entsprechen den zu 1 beschriebenen Strömungswegen.
-
Die 3a und b zeigen den bekannten Grundaufbau eines Schachttrockners aus den beiden um 90° versetzten Seitenansichten:
Die Funktionsweise eines Schachttrockners ist anhand der 3a ersichtlich:
Dabei befindet sich in der Mitte des turmartigen Schachttrockners der Trocknerschacht 1, in dem sich das Trocknungsgut, beispielsweise Getreide, befindet, und dort langsam von oben nach unten wandert und dabei getrocknet wird, wobei die Durchsatzgeschwindigkeit von der pro Zeiteinheit entnommenen Menge an der Austragseinheit 20 am unteren Ende des Trocknerschachts 1 abhängt.
-
Um von der Austragseinheit 20 aus dem Trocknungsgut direkt in Fahrzeuge beladen zu können, ist der gesamte Trocknerschacht 1 aufgeständert, so dass Fahrzeuge unter die Tragkonstruktion fahren können.
-
Getrocknet wird das Trocknungsgut im Trocknerschacht 1 mittels hindurch strömender Trocknungsluft, die mittels eines Heißlufterzeugers 18 erwärmt wird und über ein Zuluftmodul 16, welches als Trocknungsluft 15 führendes Gehäuse an der einen Außenseite des Trocknerschachtes 1 über im Wesentlichen dessen gesamte Höhe angebaut ist, in den Trocknerschacht 1 geleitet wird. Von dort strömt sie auf der gegenüber liegenden Seite und nach Durchlaufen des Trocknungsgutes über ein wiederum gehäuseartig an den Trocknerschacht 1 angebautes Abluftmodul 17 in dieses ein, wird dort gesammelt und über einen Abluftfilter 19 ganz oder teilweise an die Umgebung entlassen. Vorher kann der immer noch meist warmen Abluft durch einen Wärmetauscher Energie entzogen werden, oder die Abluft wird teilweise in einem Kreisprozess wieder der Zuluft beigemischt, ggf. nach erneutem Aufheizen.
-
Vom Zuluftmodul 16 gelangt die Trocknungsluft in den Trocknungsschacht 1 über Luftführungselemente, beispielsweise so genannte Zuluftdächer 2, von denen in 3a eines beispielhaft dargestellt ist. Dabei handelt es sich um dachartige, nach unten offene Blechelemente, die auf der Zuluftseite an entsprechenden Verbindungsöffnungen in der Seitenwand des Trocknungsschachtes 1 zum Zuluftmodul 16 hin ansetzen und offen sind und von dort mit Zuluft versorgt werden, und an der gegenüber liegenden Stirnseite geschlossen sind.
-
Die Trocknungsluft tritt aus der Unterseite des Zuluftdaches 2 aus, strömt durch das Trocknungsgut und wird von analog gebildeten Abluftdächern 3 wieder aufgenommen, die mit der abluftseitigen Wand des Schachttrockners 1 und dortigen Durchlässen mit einer offenen Stirnseite angesetzt sind, und am zuluftseitigen Ende stirnseitig verschlossen sind.
-
Von diesen Zuluft- und Abluftdächern 2, 3 sind eine Vielzahl übereinander und nebeneinander angeordnet, wie anhand der 4 näher erläutert.
-
Wie die 3 ferner zeigen, ist der gesamte turmartige Aufbau des Schachttrockners, der in der Regel eine Stahlkonstruktion ist, aus übereinander gesetzten Modulen 1a, b zusammengefügt, wobei bereits innerhalb eines der Module 1a, b mehrere Ebenen von Luftdächern 2, 3 übereinander angeordnet sind.
-
In 3a ist der Schachttrockner 1 von der Seite des Heißlufterzeugers 18 aus dargestellt, woraus ersichtlich wird, dass sich Zuluftmodul 16 und Abluftmodul 17 nur auf einer der vier Seiten des in der Regel rechteckigen Trocknerschachts 1 befinden.
-
In beiden Seitenansichten ist von außen lediglich die Beplankung 14 des Schachttrockners, also des Trocknerschachts 1 sowie der Module 16 und 17, zu sehen, die in der Regel aus einer Blechbeplankung besteht, die zur Verbesserung der Stabilität diagonale Kantungen oder auch Verstrebungen durch Spanndrähte aufweisen.
-
Anders als in 3a schematisch eingezeichnet, verlaufen die Zuluft- und Abluftdächer von der Zuluftseitigen Frontwand 21 zur Abluftseitigen Rückwand 22 des Schachttrockners 1 durch, und sind an diesen stirnseitig jeweils befestigt. Der stirnseitige Verschluss auf jeweils einer Seite der Luftdächer wird dadurch erzeugt, dass dort in der entsprechenden Wand – Frontwand oder Rückwand – keine dem Querschnitt des Luftdaches entsprechende Durchtrittsöffnung 23 vorhanden ist, sondern lediglich das in 4a ebenfalls ersichtliche Lochmuster, durch welches hindurch die Stirnseiten der Luftdächer mit der entsprechenden Wand des Trocknerschachtes 1 verschraubt werden.
-
Jedes Modul 1a, b, ... des Trocknerschachts 1 besteht somit aus vier im Viereck angeordneten, miteinander verschraubten Platten, nämlich Frontwand 21, Rückwand 22, jeweils ausgestattet mit Durchtrittsöffnungen 23 und Lochmustern, sowie den dazwischen montierten, durchgehend geschlossenen Seitenwänden.
-
Der Trocknerschacht 1 wird erzeugt durch übereinander gesetzte Module 1a, b, ..., die soweit als möglich identisch sein sollen, um den Herstellungsaufwand zu minimieren.
-
Die Luftdächer 2, 3 sind innerhalb des Trocknerschachtes 1 und auch innerhalb der einzelnen Module 1a, b, ... in horizontalen Ebenen 4a, b, ... übereinander angeordnet.
-
Die 4b zeigt eine solche Frontwand 21 in der Abwicklung, also einschließlich der randseitigen Abkantungen 25, 26 zum Verschrauben mit den durchgehend geschlossenen Seitenwänden 21, 22.
-
Die mehreren übereinander angeordneten Frontwände 21 zeigen die Anordnung der Durchtrittsöffnungen 23, hinter denen jeweils ein Zuluftdach 2 angesetzt ist, zu der Anordnung der Lochmuster 24, hinter denen jeweils ein Abluftdach 3 angesetzt ist, und damit die Anordnung der Zuluftdächer 2 zu den Abluftdächern 3, die in perspektivischer Ansicht auch in 4a zu erkennen ist:
Dabei ist ersichtlich, dass im Normalfall die in einzelnen horizontalen Ebenen 4a, b, ... übereinander angeordneten Zuluftdächer 2 und Abluftdächer 3 innerhalb dieser Ebenen 4a, b so verteilt sind, dass sich ein diagonales Raster ergibt, deren Diagonallinien 5, 6 sich jeweils in einem Luftdach 2, 3 kreuzen.
-
Auf den einen diagonalen Linien 5 ist jeweils nur eine Art von Luftdächern (Zuluftdach 2 oder Abluftdach 3) angeordnet, und dies jeweils insbesondere abwechselnd für die hintereinander folgenden diagonalen Linien 5.
-
Auf den anderen diagonalen Linien 6 der anderen Richtung sind Zuluftdächer 2, 3 der beiden Arten abwechselnd, insbesondere jeweils ein Zuluftdach 2 auf ein Abluftdach 3 folgend, angeordnet.
-
Die Luftdächer einer Ebene z. B. 4a stehen damit genau oberhalb bzw. unterhalb der übernächsten darüber oder darunter befindlichen horizontalen Ebene z. B. 4c von Dächern.
-
Da jedes Modul 1a, b eine gerade Anzahl von Ebenen 4a, b, ... von Dächern beinhaltet, in diesem Fall vier Ebenen, können die einzelnen Module 1a, b und damit deren Frontwände 21 und Rückwände 22 für diesen Normalfall identisch ausgebildet sein.
-
Die zuvor für die Frontwände 21 beschriebene Anordnung der Zuluft- und Abluftdächer gilt analog auch – bei gleicher Blickrichtung – für die Rückwand 22.
-
Wie 4c anhand der eingezeichneten Gutströme 7 zeigt, bewirkt diese Anordnung, dass jeder der sich von oben nach unten durch den Trocknerschacht 1 hindurch bewegenden Gutströme 7, die durch die Trennwirkung der Luftdächer erzeugt werden, auf ihrem Strömungsweg abwechselnd einmal von der linken Seite und einmal von der rechten Seite her von einem jeweiligen Zuluftdach 2 aus mit Trocknungsluft 15 beaufschlagt werden und dass dennoch an keiner Stelle des Gutstromes 7 eine überproportionale Häufung von Zuluftdächern 2 oder Abluftdächern 3 auftritt, die sofort nachteilige Wirkungen wie Erhöhung der Temperatur des Trocknungsgutes oder verstärkten Druckabfall zur Folge hat.
-
Um darüber hinaus die Gleichmäßigkeit der Trocknung des Trocknungsgutes über den Querschnitt eines Gutstromes 7 betrachtet weiter zu verbessern, kann auf sehr einfache Art und Weise und ohne zusätzliche Produktwender und dadurch ohne zusätzlichen Strömungswiderstand und Verstopfungsgefahr eine Stromteilung erzielt werden, indem an einer oder mehreren Stellen in der Vertikalen, vorzugsweise jeweils am Übergang von einem zum nächsten Modul, ein Querversatz 9 um einen Bruchteil der Breite 8 des Gutstromes 7 bewirkt wird, also dort die diagonalen Linien 5, 6 einen seitlichen Versatz aufweisen.
-
In 4a ist dies am Übergang zwischen den Modulen 1c und 1d dargestellt:
Dabei ist in der Frontwand 21' des Moduls 1d die Anordnung der Durchtrittsöffnungen 23 und Lochmuster 24 zueinander die gleiche wie bei den Lochwänden 21 der übrigen Module, jedoch um die halbe Breite 8 eines Produktstromes 7, also ein Viertel des lichten Abstandes zwischen zwei benachbarten Dächern (Zuluftdach 2 und Abluftdach 3) insgesamt zur Seite versetzt, so dass hierdurch am Übergang vom Modul 1c zum Modul 1d jeder Gutstrom 7 aufgeteilt, in diesem Fall halbiert, wird in zwei Teilströme 7a, b.
-
Innerhalb des Moduls 1d werden zwei benachbarte Teilströme 7b, a, die ursprünglich zu verschiedenen Gutströmen 7 gehörten, zu einem neuen Gutstrom 7' vereinigt.
-
Dadurch befinden sich die Anteile des Trocknungsgutes, die beim vorherigen Gutstrom 7 in der Mitte des Gutstromes positioniert waren, im neuen Gutstrom 7' in den außen liegenden Randbereichen des Gutstromes 7', wodurch vorher eventuell über den Querschnitt des Gutstromes noch vorhandene Trocknungs- oder Temperaturunterschiede nun ausgeglichen werden.
-
Wird eine solche Stromteilung über die Höhe eines Schachttrockners 1 mehrfach, vorzugsweise über nicht nur jeweils eine Halbierung des Gutstromes, sondern auch eine Aufteilung in geringeren Bruchteilen, wie jeweils ein Drittel oder ein Viertel, durchgeführt, ergibt dies ein optimal gleichmäßiges Trocknen.
-
Bei der in den 4 dargestellten Halbierung des Gutstromes 7 besteht der Vorteil darin, dass über die Höhe des Schachttrockners hinweg nur jeweils zwei Arten von Frontwänden 21 und 21' benötigt werden, und dementsprechend auch nur zwei Arten von Rückwänden 22, 22', selbst wenn eine solche Stromteilung mehrfach hintereinander über die Höhe des Schachttrockners durchgeführt wird.
-
Da die Einzelteile eines solchen Schachttrockners meist über große Entfernungen bis zum Aufbauort transportiert und erst dort montiert werden müssen, wird unter anderem auf geringen Raumbedarf während des Transports zum Aufbauort Wert gelegt.
-
Dabei weisen die Luftdächer, die in der Regel als Zuluftdach 2 und Abluftdach 3 identisch gestaltet sind, einen von der offenen Stirnseite zur geschlossenen Stirnseite abnehmenden Querschnitt auf, entsprechend dem von bzw. zu der offenen Seite hin zunehmendem Luftdurchtritt.
-
Die 5 zeigen ein solches Luftdach 2, 3 in Detaildarstellung, in 5a in der Abwicklung mit den beiden späteren stirnseitigen Abkantungen zum Befestigen an den Frontwänden 21 und Rückwänden 22 des Trocknungsschachtes 1.
-
Zum einen ist ersichtlich, dass gemäß 5c die Höhe des Daches 2, 3 sich kontinuierlich verringert, also der Dachfirst eine gerade, geneigte Linie in der Seitenansicht darstellt.
-
Dementsprechend kann das konisch zulaufende Dach durch einfache, gerade Abkantungen aus einem ebenen Blechzuschnitt hergestellt werden, wie in der Abwicklung der 5a ersichtlich.
-
Die stirnseitigen Detaildarstellungen als auch die stirnseitige Ansicht des fertig hergestellten Daches 2, 3 von der Seite mit dem kleinen Querschnitt her, also der im montierten Zustand verschlossenen Seite, zeigt weiterhin, in welche Richtungen die Abkantungen 25, 26, die dem Verschrauben an den Wänden 21, 22 des Trocknerschachtes 1 dienen, hergestellt sind:
Dadurch, dass die Abkantungen 25, 26 an den beiden stirnseitigen Enden am einen Ende nach außen und am anderen Ende nach innen, und zwar am vorzugsweise stirnseitigen Ende mit dem kleineren Querschnitt nach innen und am Ende mit dem größeren Querschnitt nach außen angeordnet sind, lassen sich die so fertig herstellten und gekanteten Luftdächer auf einfache Art und Weise in relativ großer Anzahl übereinander stapeln und damit eine große Anzahl von Luftdächern bei geringstem Transportvolumen transportieren. Dies ist wichtig angesichts der Tatsache, dass ein solches Luftdach 2, 3 mehrere Meter lang ist und bereits in einem durchschnittlichen Schachttrockner durchaus ca. 200 Luftdächer oder auch mehr benötigt werden.
-
Ein weiteres konstruktives Detail zeigt die in den 6 dargestellte Austragseinheit 20, die in 6 in der Seitenansicht – daraus 6c ein Detail – und in 6b in der Aufsicht dargestellt ist:
Dabei ist in der Seitenansicht der 6a zu erkennen, dass sich unterhalb des Trocknerschachtes 1 jeweils linienförmige Rinnen mit V-förmigem Querschnitt aneinander anschließen, in deren Boden sich wiederum streifenförmige Auslauföffnungen 30 befinden, aus denen das getrocknete Gut abgelassen werden kann. Die Auslauföffnungen 30 können durch ebenfalls streifenförmige Austragsschieber 12 vollständig verschlossen werden, die aus Gründen der Stabilität in der Seitenansicht ihrerseits wiederum V-förmig ausgebildet sind, allerdings von einem darüber liegenden, nach oben leicht ballig gewölbtem Deckblech 13 überdeckt sind, auf welches im geschlossenen Zustand der Auslauföffnungen 30 das Trocknungsgut drückt.
-
Wie in 6a ersichtlich, besteht zwischen dem unteren Ende der schräg nach unten verlaufenden Zuführwände 31 und der Oberseite der Deckbleche 13 ein geringer Abstand, durch den das Trocknungsgut jedoch nicht seitlich herausströmen kann, da sich das Deckblech 13 im geschlossenen Zustand nach beiden Seiten weit genug über das seitliche Ende der Auslauföffnung 30 hinaus erstreckt.
-
Alle Austragsschieber 12 einschließlich ihrer Deckbleche 13 sind an ihren stirnseitigen Enden mit in Öffnungsrichtung der Austragsschieber – in der Seitenansicht der 6a nach links oder rechts – verlaufenden Längsstreben verbunden zu einem Austragsrahmen 29, der von einem Betätigungszylinder 27 in den 6 nach links oder rechts verschoben werden kann und damit die Auslauföffnungen 30 verschließt oder teilweise öffnet.
-
Ein vollständiges Öffnen, so dass die Deckbleche 13 vollständig aus dem Bereich der Auslauföffnungen 30 herausfahren, ist dabei nicht gewünscht:
Falls nämlich die Auslauföffnung 30 vollständig geöffnet würde, würde die Produktsäule, die direkt über der Auslauföffnung 30 steht, sehr schnell durch die Auslauföffnung laufen, während die Produktbereiche, die über den schrägen Zuführwänden 31 stehen, nur sehr langsam oder gar nicht zur Auslauföffnung 30 laufen würden. Damit wäre ein gleichmäßiger Austrag aus dem Trocknerschacht 1 nicht gewährleistet.
-
Stattdessen werden die Austragschieber 12 mit den Deckblechen 13 nur soweit gemeinsam zur Seite verfahren – und zwar abwechselnd zur linken und zur rechten Seite – dass sich die Auslauföffnung 30 nur teilweise öffnet.
-
Zusammen mit der Tatsache, dass die Deckbleche 13 leicht ballig nach oben gewölbt – betrachtet in ihrer Längsrichtung, wie in 6c zu erkennen – sind, bewirkt dies ein gleichmäßiges Einströmen in den freigegebenen Teil der Auslauföffnungen 30 sowohl derjenigen Anteile, die an den Zuführwänden 31 anliegen, als auch derjenigen Anteile, die über der freigegebenen Auslauföffnung 30 angeordnet sind.
-
Ausführungsbeispiele:
-
- 1. Steuerverfahren eines Schüttguttrockner mit einem vertikalen Trocknerschacht aus mehreren aufeinander gesetzten Modulen und einer Vielzahl von darin parallel, horizontal angeordneten Zuluft- und Abluftdächern, die in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind, wobei eine Wärmerückgewinnung aus der Trocknungsluft erfolgt, nachdem diese das Schüttgut durchströmt hat und bevor diese an die Umgebung abgegeben wird, insbesondere indem wenigstens ein Teil der Trocknungsluft der angesaugten Frischluft direkt zugeführt wird, während an mindestens einem der Module eine erste Absperrvorrichtung auf einer Zuluftseite des jeweiligen Moduls anordenbar ist, so dass bei geschlossener erster Absperrvorrichtung ausschließlich die Module bis zur ersten Absperrvorrichtung in Strömungsrichtung des Schüttguts mit Trocknungsluft durchströmbar sind, das die folgenden Schritte aufweist:
– Schließen der ersten Absperrvorrichtung, danach
– Einschalten des Trockners durch Starten von Ventilatoren, anschließend
– zyklisches Öffnen der ersten Absperrvorrichtung, um auf der ersten Absperrvorrichtung angesammelten Staub zu entfernen und
– Öffnen der ersten Absperrvorrichtung beim Ausschalten des Trockners.
- 2. Steuerverfahren nach Ausführungsbeispiel 1, wobei der Schüttguttrockner eine zweite Absperrvorrichtung an einem zweiten Modul oder eine Vielzahl von Absperrvorrichtungen aufweist, wobei jede Absperrvorrichtung einem Modul zuordenbar ist, während das Steuerverfahren die weiteren Schritte umfasst:
– Schließen von mindestens zwei Absperrvorrichtungen vor dem Einschalten des Trockners in Abhängigkeit von dem zu trocknenden Schüttgut,
– zyklisches Öffnen der mindestens zwei Absperrvorrichtungen, um auf den Absperrvorrichtungen angesammelten Staub zu entfernen und
– Öffnen der mindestens zwei Absperrvorrichtungen beim Ausschalten des Trockners.
- 3. Trockenverfahren zum Trocknen eines Schüttgutes in einem vertikalen Trocknerschacht aus mehreren aufeinander gesetzten Modulen und einer Vielzahl von darin parallel, horizontal angeordneten Zuluft- und Abluftdächern, die in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind, wobei eine Wärmerückgewinnung aus der Trocknungsluft erfolgt, nachdem diese das Schüttgut durchströmt hat und bevor diese an die Umgebung abgegeben wird, insbesondere indem wenigstens ein Teil der Trocknungsluft der angesaugten Frischluft direkt zugeführt wird, während an mindestens einem der Module eine erste Absperrvorrichtung auf einer Zuluftseite des jeweiligen Moduls anordenbar ist, so dass bei geschlossener erster Absperrvorrichtung ausschließlich die Module bis zur ersten Absperrvorrichtung in Strömungsrichtung des Schüttguts mit Trocknungsluft durchströmbar sind, wobei der Schüttguttrockner eine zweite Absperrvorrichtung an einem zweiten Modul oder eine Vielzahl von Absperrvorrichtungen aufweist, wobei jede Absperrvorrichtung einem Modul zuordenbar ist, das die Schritte aufweist:
– Vortrocknen des Schüttguts in einer Trockenzone auf eine erste vorgebbare Feuchte, beispielsweise ungefähr 1,5%–2% über einer Zielendfeuchte,
– Tempern des vorgetrockneten Schüttguts in einer Temperzone des Trockners und
– Nachtrocknen des getemperten Schüttguts in einer Kühlzone auf die vorgebbare Zielendfeuchte.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Trocknerschacht
- 1a, b
- Modul
- 2
- Zuluftdach
- 2a
- geschlossene Stirnseite
- 2b
- offene Stirnseite
- 3
- Abluftdach
- 3a
- geschlossene Stirnseite
- 3b
- offene Stirnseite
- 4a, b
- Ebene
- 5
- diagonale Linie
- 6
- diagonale Linie
- 7
- Gutstrom
- 8
- Gutstrom-Breite
- 9
- Versatz
- 10
- Fliessrichtung
- 11
- Querrichtung
- 12
- Austragsschieber
- 13
- Deckblech
- 14
- Beplankung
- 15
- Trocknungsluft
- 16
- Zuluftmodul
- 17
- Abluftmodul
- 18
- Heisslufterzeuger
- 19
- Abluftfilter
- 20
- Austragseinheit
- 21
- Frontwand
- 22
- Rückwand
- 23
- Durchtrittsöffnung
- 24
- Lochmuster
- 25
- Abkantung
- 26
- Abkantung
- 27
- Betätigungszylinder
- 28
- Rollen
- 29
- Austragsrahmen
- 30
- Auslauföffnung
- 31
- Zuführwände
- 32
- Getreidezufuhr
- 33
- Getreideauslass
- 34
- Frischluft
- 35
- erwärmte Frischluft
- 36
- mit Staub beladene Abluft
- 37
- Luftrückführung
- 38
- Mischbereich
- 39
- Staubauslass
- 40
- gereinigte Abluft