DE2660745C2

DE2660745C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Verfestigen von zumindest teilweise noch plastischen, vorgeformten Teigwaren

Info

Publication number: DE2660745C2
Application number: DE2660745A
Authority: DE
Inventors: Georg Oberbürgen Dankesreiter; Josef Uzwil Manser
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1985-08-22
Also published as: IT1064685B; DE2634267A1; CA1083808A; BR7605033A; GB1560545A; US4126945A; JPS5218251A; DE2634267C2; FR2319863A1; FR2319863B1

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen und Verfestigen von zumindest teilweise noch plastischen, vorgeformten Teigwaren, bei dem die aus einer Teigwarenpresse austretenden Teigwaren fortlaufend durch eine Vortrocknungszone und sodann durch eine dieser nachgeschaltete weitere Trocknungszone geführt werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Beim Trocknen von Teigwaren wird bei der Teigwarenherstellung großer Wert darauf gelegt, daß jedes Tcjgwarcnteil nach der Behandlung eine gleichmäßige physikalische Struktur im Inneren aufweist Es ist bekannt, daß dies mit einer langsamen, gleichmäßigen Trocknung erreichbar ist und große innere Spannungen und daraus resultierende Riß- und Bruchbildungen verhindert werden können. Während oder nach der Trocknung dürfen jedocä keine unerwünschten biochemischen Vorgänge auftreten. Ferner sollen Kocheigenschaften und Farbe der Teigwaren den von Verbrauchern verlangten Qualitätsanforderungen entsprechen.

Auch muß die Form der Teigwaren, die als feuchter Teig aus der Presse austreten, bei dem Trocknungsvorgang erhalten bleiben.

Das Trocknen selbst umfaßt sowohl das Vortrocknen wie auch das Endtrocknen. Vortrocknen und Endtrocknen kann jeweils aus einer oder mehreren Stufen bestehen, wobei jede Stufe wiederum einen oder mehrere Schritte aufweisen kann.

Die bekannten Trocknungsliniet. für Teigwaren sind in der Regel in drei baulich getrennten Einheiten, nämlich in Schüttelvortrockner, Vortrockner und Endtrockner unterteilt Im Schütteltrockner wird nur eine Verfestigung der äußersten Schicht der Teigwaren (Krustenbildung) in wenigen Minuten erreicht, damit die Teigwaren für das nachfolgende Trocknen eine ausreichende Festigkeit haben. Im Vortrockner kann eine sehr große Wassermenge während etwa einer halben Stunde Durchlaufzeit den Teigwaren entzogen werden. Der Endtrockner schließlich erfordert baulich die größte Einheit, um die Restwassermenge während einer Dauer von ca 6 Stunden bis auf beispielsweise 12.5% relative Feuchte aus den Teigwarenteilen auszutreiben und wegzuführen.

Es gilt in der Fachwelt als Tatsache, daß die Teigwarenteile in der Vortrocknung und insbesondere im Schüttelvortrockner besonders vorsichtig getrocknet werden müssen und jede mechanische Beanspruchung der einzelnen Teile verhindert oder zumindest so klein wie möglich gehalten werden sollte. Deshalb müssen die einzelnen Teigwarenteilchen besonders vorsichtig durch die Vortrocknungsräume geführt werden. Ferner ist es bekannt, daß bei ungeeigneter Regelung von Temperatur und Feuchtigkeit der Trocknungsluft die Teigwarenteile nach einer ersten Verfestigung erneut eine weiche teigige Beschaffenheit annehmen können und die Gefahr der Verformung und des Zusammenlebens sogar im Bereich der Endtrocknung noch gegeben sein kann.

Es ist bekannt, während der Vortrocknung die Teig-

Warenteile nur einschichtig auf ein luftdurchströmtes Sieb sorgfältig aufzuspeisen, das dann in feine Schüttelbewegungen versetzt und so der Transport der Teigwarenteiie bei gleichzeitiger Verhinderung einer unerwünschten Verformung bewirkt wird. Die anschließende etwas erschwerte Trocknung wegen des weniger günstigen Flüssigkeitstransports aus dem Inneren der Teigwarenteilt durch die erstarrte Außenhaut an die Oberfläche wird dabei bewußt in Kauf genommen; auch deshalb, weil die nachfolgende Trocknung ohnehin vorsichtig und mit geringem Feuchtigkeits- und Temperaturunterschieden zwischen Luft und Teigwarenteil durchgeführt werden muß, um schädliche Erscheinungen wie Verfärbung, Rißbildung oder ein nochmaliges Weichwerden usw. zu verhindern.

Beim Trocknungsvorgang für Teigwaren handelt es sich um verhältnismäßig große Massenströme vieler kleiner Teile eines Schüttgutes, wobei jedem Teil des Massenstroms eine etwa gleiche, genügend lange Zeit gegeben werden muß, um das gewünschte Resultat zu erhalten. In der Praxis rechnet man z. B. mit eiirer durchschnittlichen Trocknungszeit für »Hömli« ven etwa 7 Stunden, um sie von ca. 32% auf ca. 124% Wassergehalt zu trocknen. Bedingt durch die anfänglich nur sehr niedrige Schichthöhe ergibt sich in der Praxis ein Gesamttrocknungsweg in der Größenordnung von 150 m. Damit die Trocknungseinheit nicht zu lang baut und Wärmeverluste klein gehalten werden können, weisen die Trockner mehrere Etagen an einer Einheit auf, sei es mehrere Trockenbänder oder mehrere Siebpaletten.

Für den Betrieb der Trockner kennt der Fachmann eine Mehrzahl von wichtigen Einflußfaktoren, z. B. unterschiedliche Bedingungen über die Breite eines Bandes usw, die mit Sicherheit nur mit noch tieferen Bandgeschwindigkeiten, Temperaturdiifcrenzen usw. beherrscht werden können, so daß für eine gegebene Anlage eine (gemessen an Trocknungsvorgängen anderer Industriezweige) nur verhältnismäßig kleine Durchsatzleistung erreichbar ist

In der DE-OS 22 46 027 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung empfindlicher Güter wie Nahrungsmittel bekannt, die im Durchlaufbetrieb in einem senkrechten gewendelten Wellenleiter zur Trocknung einem Mikrowellenfeld ausgesetzt werden. Die Lehre dieser Druckschrift stellt dabei insbesondere auf eine ganz bestimmte Ausbildung dieses Mikrowellen-Erhitzungsfeldes ab. indem dieses nämlich nacheinander mehrere waagerecht und parallel untereinander angeordnete Hohllciterzüge aufweist, die eine mäanderförmige Wellenleiieranordnung ausbilden sollen. Hierdurch soll gegenüber einer vorher schon bekannten Mikrowellenerhitzung eine vollkommen gleichmäßige Energieverteilung und damit Trocknung des Gutes erreicht werden. In dieser Druckschrift wird jedoch an keiner Stelle die Möglichkeit einer weiteren nach- oder vorgeschalteten Trocknungsstufe erwähnt, desgleichen werden auch Teigwaren nicht ausdrücklich angesprochen.

Aus der DE-AS 12 17 296 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen und Verfestigen von plastischen, vorgeformten Teigwaren geschildert, bei dem die aus der Teigwarenpresse austretenden Teigwaren fortlaufend durch eine Vortrocknungszone und hiernach durch eine dieser nachgeschaltete weitere Trocknungszone geführt werden. Im Bereich der nachgeschalteten Trocknungszone werden aie Teigwaren durch den Einsatz eines Hochfrequenzfeldes erhitzt und erst nach der Hochfrequenztrocknung fertiggetrocknet. Die Hochfrequenztrocknung stellt somit bei diesem vorbekam>ten Stand der Technik keine Endtrocknung, sondern eine Zwischenerhitzung zwischen zwei konventionellen Trocknern dar.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß eine beschleunigte Endtrocknung ohne örtliche Verbrennungen der Teigwarenteilchen und dadurch eine gesteigerte Trockenleistung (kg

ίο Trockengut pro Zeiteinheit) erzielt werden kann, sowie eine für die Durchführung eines solchen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zu finden.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangsgenannten Art dadurch erreicht, daß die Teigwaren im Bereich der weiteren Trocknungszone durch Einwirkung eines Mikrowellenenergiofeldes erhitzt und dabei endgetrocknet werden. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus von einer Vorrichtung, bei der die aus einer Teigv.. / enpresse austretenden Teigwaren einem Vortrocknet· un* einen diesem nachgeschalteten weiteren Trockner zugeführt werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des weiteren Trockners ein Mikrowellenerhitzer angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht etwa die gesamte Erhitzung und Trocknung innerhalb eines Mikrowellenfeldes vorgenommen, sondern die aus der Teigwarenpresse austretenden Teigwarenteilchen durchlaufen zunächst eine Vortrocknungszone, der dann erst gezielt in einem nachfolgenden Endtrocknungsschritt die Mikrowellen-Endtrocknung folgen soll, wobei erst diese Art der Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte in der Gesamtfocknung beim erfindungsgemäßen Verfahren die erwünschte und überraschend vorzügliche Gesarnttrocknung des Endproduktes bewirkt Überraschenderweise zeigt sich dabei, daß es möglich ist Teigwaren mit hoher Mikrowellenei.crgie rasch und ohne örtliche Verbrennungen auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen, wodurch mit großer Mik,owellendichte und daher mit großer Leistung getrocknet werden kann. Mit zunehmender Erwärmung des Trocknungsgutes dringt die Feuchtigkeit schneller an die äußere Oberfläche der Teile und zudem geht die Wärmewanderung in den einzelnen Teilen schneller als die Feuchtigkeitswanderung vor sich.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Endtrocknung der Teigwaren über zwei Behandlungsstufen, wobei die Erhitzung der Teigwaren durch Mikrowellen in der ersten Behandlungsstufe vorgenommen wird und wobei, wiederum vorzugsweise, während des Durchlaufs des Mikroweller/eldes ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Luft, durch die Teigwaren, bevorzugt pulsierend, geleitet wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch darin, daß während der Energieumsetzung im Mikrowellenfeld zwischen den Teigwaren wechselnde Berührungspunkte geschaffen werden und insbesondere Teigwarenketten oder -reihen parallel zürn Energiefeld der Mikrowellen gebildet werden. Die ständige Bewegung und beidseitige Beanspruchung der Teigwarenteile während der Trocknung hilft dabei offensichtlich, örtliche Spannungen abzubauen und aufzulösen. Die relative Bewegung der Teile untereinander und der wechselnde gegenseitige Abstand zwischen den Teilen bewirken ersichtlich, daß dabei die Teile in der Richtung der größten elektrischen Feldstärke immer neue kettenartise Gebilde mit

wechselnden Teilen und wechselnden Berührungspunkten hervorrufen. Dies erlaubt eine rasche Umsetzung hoher Mikrowellenenergie in Wärme, ohne daß örtliche Verbrennungen auftreten.

Mit Vorteil kann auch die Erhitzung der Teigwaren bei einem erfindungsgemäßen Verfahren mittels eines Mikrowellenfeldes in der Endtrocknung zweimalig durchgeführt werden, wodurch sich besonders große Trocknungsleitungen erreichen lassen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Teigwaren in einem pulsierenden Wirbelbett durch die dem Mikrowellenfeld ausgesetzte Behandlungszone geführt werden, wobei unter Wirbelbett nicht nur das bloße Durchblasen einer Materialschicht, sondern vielmehr ein Zustand verstanden wird, bei dem die Luftkräfte annähernd gleich groß oder größer sind als die an den Teigwaren angreifenden Schwerkräfte. Dadurch werden die einzelnen Teile relativ zueinander verschoben und gedreht, wobei die auftretenden Luftkräfte fast an der gesamten Oberfläche der Teigwarenteile angreifen, was letztlich für die Teigwaren eine kleinere Beanspruchung ergibt als dies bei mechanischen Kraftangriff der Fall ist, da die Kräfte beim mechanischen Kraftangriff meist nur punktartig an kleinen Flächenteilen angreifen können.

Insgesamt hat sich gezeigt, daß sich durch das erfindungsgemäße Verfahren eine bislang nicht für möglich gehaltene Verkürzung der Endtrocknung erreichen läßt.

Die Erhitzung der Teigwaren erfolgt besonders schonend und intensiv, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Mikrowellenerhitzer in Form eines mit einem Mikrowellenerzeuger verbundenen Hohlleiter ausgebildet ist, der, wiederum vorzugsweise, als Wirbelkanal ausgebildet sein kann. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht auch darin, daß der Mikrowellen-Hohlleiter horizontal angeordnet und mit einem luftdurchlässigen Boden ausgerüstet oder im wesentlichen lotrecht angeordnet und mit einer das zu behandelnde Gut zickzackförmig von oben nach unten durch den Hohlleiter führenden Leiteinrichtung ausgerüstet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht auch darin, daß der als Wirbelkanal ausgebildete Hohlleiter mit einem elektrisch nicht-leitenden, luftdurchlässigen Boden versehen ist, der sich von der Eintritts- zur Austrittsöffnung erstreckt, wobei an dem Hohlleiter ein Mikrowellengenerator angeschlossen ist. Vorzugsweise liegt hier bei horizontaler Lage des Hohlleiters der Bereich der größten elektrischen Feldstärke über dem durchlässigen Boden.

Die erfindungs^emäße Vorrichtung ermöglicht raumsparend eine intensive Erwärmung der Teigwaren bei bester Schonung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen Behandlungskanal mit einem Mikrowellenerhitzer,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Hohlleiter längs der Linie X-X der F i g. 1,

F i g. 3 einen vertikalen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Behandlungskanals in Form eines Wirbelkanals mit einem Mikrowe'Ienerhitzer.

Fig.4 einen Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig.3. ■

F i g. 5 die schematische Darstellung eines Beispiels für eine vollständige Teigwarentrocknungsanlage,

F i g. 6 ein Beispiel von zwei Behandlungskanälen in Form von Wirbelkanälen zur Durchführung von zwei aufeinanderfolgenden Behandlungsstufen, wobei der obere Behandlungskanal der vorangehenden Behandlungssmfe einen Mikrowcllencrhitzcr aufweist,
Fig.7 einen Schnitt längs der Linie XV-XV der Fig.6,

Fig.8 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine vollständige Teigwarentrocknungsanlage, und
Fig.9 einen Ausschnitt aus einer Teigwarentrocknungsanlage, die nur eine Vortrocknungsstufe aufweist, an die sich eine Erhitzungsstufe der Endtrocknung anschließt.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel für einen Behandlungskanal, in dem die Teigwaren mit Mikrowellen erhitzt werden. Der Behandlungskanal wird durch einen Hohlleiter 76 gebildet, der an einen Mikroweilengenerator 77 anschließt. Der Mikrowellengenerator 77 kann z. B. für C'n? ?!pktri«"hp l.ei<;tuniy vnn 25 kW bei einer Frequenz von 915 MHz ausgelegt sein. Der Hohlleiter 76 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. dessen Abmessungen der Arbeiisfrequenz angepaßt sind und im vorliegenden Fall bei 915MH/ 150 · 250 mm betragen. Die Hinweisziffer 75 bezeichnet einen geraden, vertikalen Abschnitt des Hohlleiters 76, welcher den eigentlichen Erhitzungsraum bildet. Der Abschnitt 75 des Hohlleiters 76 besteht aus dem gleichen e)-'Vtrisch leitenden Material und besitzt den gleichen Querschnitt wie die übrigen Teile des Hohlleiters 76. Im Abschnitt 75 sind die schmalseitigen Wände 78 und 79 perforiert, d. h. luftdurchlässig. Durch die perforierten Wände 78 und 79 ist wegen des besonderen Verhaltens von Mikrowellen in einem Hohlleiter eine Abstrahlung ausgeschlossen. An der perforierten Wand 78 endet eine mit einem Blaslufterzeuger 80 verbundene Zuluftleitung 81, und an die Wand 79 schließt eine Abluftleitung 82 an. Die durch die Zuluftleitung 81 zugeführte Kühlluft erwärmt sich am Behandlungsgut und führt ggf. aus diesem Feuchtigkeit ab. Im Abschnitt 75 verlaufen parallel und zickzackförmig jeweils quer zum elektrischen Feldstärkevektor zwei perforierte Wände 83 und 84 aus Material mit besonders niedrigen dielektrischen Verlusten, die seitlich an die breitscitigen Wände des Hohlleiters 76 anschließen und mit diesem ein im Querschnitt rechteckiges Hohlprofil bilden, welches als kaskadenförmige Rutsche 87 für das Behandlungsgut dient. Zu Beginn wird das Schüttgut z. B. vorgetrocknete Teigwaren, in einen Trichter 85 gegeben, von dem es durch eine Eintrittsöffnung 86 in die kaskadenförmige Rutsche 87 gelangt, die es durch eine Austrittsöffnung 88 verläßt, der ein Vibrator 89 zugeordnet ist S,. wohl die Eintrittsöffnung 86 als auch die Austrittsöffnung 88 sind als UHF-Schleusen ausgebildet Die vom Schüttgut nicht absorbierten Mikrowellen werden nach bekannter Art in einer Wasserlast 90 aufgenommen. Mit dem Vibrator 89 kann die Menge des von der Eintriitsöffnung 86 zur Austrittsöffnung 88 strömenden Schüttgutes reguliert werden. Durch die Kaskadenform wird das Schüttgut zusätzlich quer zum elektrischen Feldstärkevektor hin- und herbewegt Hierdurch wird dem Schüttgut eine dauernde Bewegung nach einer weiteren Raumrichtung (x-Achse) aufgezwungen. Gleichzeitig wird eine Verschiebung der einzelnen Teile in Richtung der y-Achse sowie eine Rotation um eine oder mehrere der drei Raumachsen begünstigt Diese andauernde Relativbewegung zwischen den einzelnen Teilen in der Rutsche 87 wird durch die aus der Zuluftleitung 81 hindurchgeblasene Luft zusätzlich unterstützt Weiter obliegt dieser Kühlluft die Aufgabe, durch ihre Konvek-

lionswirkung in den einzelnen Teilen zusätzlich eine gleichmäßige Erhitzung zu beschleunigen. Das Hindurchblasen von Luft ist indessen nicht zwingend, z. B. dann, wenn das Schüttgut Teigwaren sind und diesen nur ein Hilzestoß zu applizieren ist oder wenn im Schüttgut durch Erhitzen lediglich schädliche Lebewesen /if inaktivieren sind.

F i g. 2 zeigt den Verlauf der elektrischen Feldstärke. Ihr Vektor ist parallel zu den Wänden 78 und 79 des Hohlleiters 76 und senkrecht auf die Mitte'ü der beiden anderen Seiten orientiert. Durch die kaskadenförmige Ausbildung der Rutsche 87 wird das Schüttgut zickzackförmig von einem Feldstärkeminimum durch das Maximum hindurch zum anderen Minimum und zurück geführt. Die einzelnen Teile werden dadurch wiederholt durch die Zone des elektrischen Feldstärkemaximums geführt, wodurch eine gleichmäßige Energieübertragung erreicht Wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein Mikrowellengenerator 91 vorgesehen, an den ein im Querschnitt rechteckiger (F i g. 4) Hohlleiter 92 anschließt. Der Teil 93 des Hohlleiters 92 bildet den Behandlungskanal 99. in dem das Schüttgut, z. B. Teigwaren, erhitzt wird und der als Wirbelkanal ausgebildet ist. Die Leistung, die Frequenz des Mikrowellengenerators 91 und die Querschnittsabmessung des Hohlleiters 92 sind gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die schmalseitigen Wände im Abschnitt 93 des Hohlleiters 92 sind perforiert und gasdurchlässig, wobei keine Abstr„llung der Mikrowellen wegen ihres besonderen Verhaltens in einem Hohlleiter auftritt. Etwas unterhalb der Längsmittelachse des Abschnittes 93 ist ein poröser Boden 94 mindestens angenähert horizontal angeordnet. An der perforierten Wand 95 des Hohlleiters 92 endet eine Luftzuleitung 96, die mit einem Blaslufterzeuger 97 verbunden ist. Die vom Blaslufterzeuger 97 abgegebene Blasluft durchdringt die Wand 95 des Abschnittes 93, den porösen Boden 94 und dann das daraufliegende Schüttgut, worauf sie den Abschnitt 93 durch die schmalseitige Wand 98 verläßt. Der poröse Boden 94 besteht aus einem Material mit besonders niedrigen dielektrischen Verlusten. Zwischen der Wand 95 und dem Blaslufterzeuger 97 ist ein Luftpulsator 100, z. B. eine rotierende Drosselklappe, vorgesehen, welche den Luftstrom zerhackt, so daß dieser in pulsierender Form dem porösen Boden 94 zugeführt wird. Zur Regulierung des Luftdruckes und der Luftmenge ist weiter eine Drosselklappe 101 in der Luftzuleitung 96 angeordnet Das zu behandelnde Schüttgut gelangt von einem Speisetrichter 102 über einen Vibrospeiser 103 zu einer als UHF-Schleuse ausgebildeten Eintrittsöffnung 104. Mit dem Vibrospeiser K03 kann die Zuführung des Schüttguts reguliert werden. Durch die Eintrittsöffnung 104 gelangt das Schüttgut auf den porösen Boden 94. Die vom Blaslufterzeuger 97 abgegebene Blasluft ist hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit so zu wählen, daß das auf dem porösen Boden liegende Schüttgut in einen Schwebezustand versetzt wird. Durch das pulsierende Zuführen der Blasluft entsteht eine gleichmäßig dicke Wirbelschicht und die einzelnen Partikel werden im Schwebezustand in vertikaler Richtung auf- und abbewegt. Im Schwebezustand verhält sich das Schüttgut auf dem porösen Boden 94 wie eine Flüssigkeit, so daß es von dort durch eine Austrittsöffnung 105 mit einer UHF-Schleuse abfließt. Die vom Schüttgut nicht aufgenommenen Mikrowellen werden im Endabschnitt 106 des Hohlleiters 92 durch eine Wasserlast 107 entfernt. Auf dem porösen Boden 94 fließt das Schüttgut in Richtung einer Raumachse

(z-Achse). Im pulsierenden Wirbelbett wird jedem einzelnen Partikel zusätzlich eine Bewegung in Richtung einer weiteren Raumachse fx-Achse) aufgezwungen, wobei eine Verschiebung in Richtung der dritten Raumachse (y-Achse) sowie eine Rotation um wenigstens eine der drei Raumachsen begünstigt wird.

Da sich der poröse Boden 94 leicht unter der Längsmitte des Hohlleiters 92 befindet, bewcgl sich das Schüttgut in Form eines Wirbelbettes mit seiner Mitte

ίο im Bereich der größten elektrischen Feldstärke (F i g. 4). Das sich auf dem porösen Boden 94 bildende Wirbelbett weist statisch eine gleichmäßige Dichte auf und stellt somit eine konstante Impedanz dar, die keine plötzlichen Energieflexionsspitzen hervorruft. Demgemäß ist die Erhitzung der Teile regelmäßig, so daß die Mikrowellenenergie und die Verweildauer gut einreguliert werden können. Mit einer Drosselklappe 108 kann die Lüftgcichwindigkcii ciiigcMcnt werden, !viii höherer Luftgeschwindigkeit nimmt die Dicke des Wirbelbettes auf dem porösen Boden 94 zu und ihre Dichte entsprechend ab. In der Folge kann die Energieaufnahme durch das Schüttgut durch die Luftgeschwindigkeit beeinflußt werden. Die Blasluft dient bei diesem Ausführungsbeispiel, wenn auch untergeordnet, neben der Wirbelbettbildung auch der Abfuhr der Feuchtigkeit aus dem Schüttgut und dem Wärmeausgleich innerhalb des Wirbelbettes.

Die zur Bildung des Wirbelbettes benötigte Blasluft kann in einer Gesamtanlage zur Wirkungsgradverbesserung weiter verwertet werden, wenn sie im Umluftverfahren vorangehenden oder nachfolgenden Trocknungsstufen zugeleitet wird.

In F i g. 5 ist eine gesamte Trocknungsanlage dargestellt. Von einer Preßschnecke 109 werden die frischgepreßten Teigwaren direkt in einen Vortrockner 113 eingegeben, der aus drei Trocknungseinheiten l!0, ill, »12 besteht, deren jede eine Behandlungsstufe bildet. Bekanntlich ist der Trocknungsvorgang anfänglich sehr schnell, geht aber in dem Maße, wie der Feuchtigkeitsgehalt der zu trocknenden Substanz abnimmt, immer langsamer vor sich. Wie mit einer ersten Versuchsanlage ermittelt wurde, ist es möglich, im Vortrockner 113 mit den drei Trocknungseinheiten 110, 111, 112 (bei durchschnittlichen Presseleistungen von 500 kg pro Stunde) von ca. 30 bis 32 um 10 bis 15 Gewichtsprozente Wasser den Teigwaren zu entziehen. Dabei bedeckt das Wirbelbett in jeder Trocknungseinheit 110,111,112 nur eine Fläche von angenähert einem Quadratmeter. Mit drei solchen Trocknungseinheiten ist es möglich, in einer konventionellen Trocknungsanlage den Vortrocktier, den Schüttelvortrockner und den ersten Teil des anschließenden Endtrockners zu ersetzen.

Aus der die dritte Stufe bildenden Trocknungseinheit 112 des Vortrockners 113 werden die Teigwaren durch einen Förderer 114 einem Endtrockner 120 zugeführt. Im Endtrockner 120 werden die Teigwaren in zwei Stufen 115,116 bzw. 118,119 fertig getrocknet. Beide Stufen 115, 116 bzw. 118, 119 sind in zwei Behandiungsschritte unterteilt. Der erste Behandlungsschritt erfoigt in einer Erhitzungsvorrichtung 115. Dabei wird im wesentlichen das Wasser aus dem Inneren der einzelnen Teile an deren Oberfläche getrieben. Im anschließenden Schritt wird in einer Trocknungseinheit 116 mittels Blasluft das Wasser von der Oberfläche der Teigwarenteile abgeführt. Der dritte Schritt wieder erfolgt in einer Erhitzungsvorrichtung 118. Erneut wird das Wasser aus dem Inneren der Teigwarenteile an ihre Oberfläche getrieben. Beim anschließenden vierten Schritt in der

Trocknungseinheit 119 wird das Wasser wieder mit Blasluft von der Oberfläche der Teigwarenteile abgeführt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erhitzungsvorrichtungen 115 und 118 ist mit Bezug auf die Fig. 11 und 12 beschrieben. Die Trocknungseinheiten 116 und 119 können gleich ausgebildet sein wie jene 110, 111,112 des Vortrockners 113. In den beiden Stufen des , Endtrockners 120 sind die Heizvorrichtungen 115 und

118 mit den zugehörigen Trocknungseinheiten 116 und

119 bevorzugt in der mit Bezug auf die Fig.6 und 7 beschriebenen Weise verbunden.

In den Trocknungseinheiten J16 und 119 werden die Teigwaren beim genannten Beispiel auf 14 bzw. 12% getrocknet. Die Zwischenerhitzung hat vor allem die Aufgabe, die Teigwarenteile über den gesamten Querschnitt auf eine gleichmäßige hohe Temperatur zu bringen, damit der Flüssigkeitstransport an die Oberfläche

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Trocknung auch in der Endtrocknung intensiviert werden kann.

Obwohl in der Endtrocknung die ununterbrochene Umschichtung und die Bewegung der einzelnen Teigwarenteile zueinander und gegenüber der Luftströmung eine weniger große Bedeutung hat als in der Vortrocknung, hat sich gezeigt, daß damit die Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage erhöht werden kann, da die Trocknung und die gesamte Energieübertragung auf Höchstwerte gesteigert werden kann.

Bei wenig problematischen Produkten ist es grundsätzlich möglich, den gesamten Trocknungsvorgang in einem zusammenhängenden Wirbelbett durchzuführen, wobei es dann allerdings vorteilhaft ist, verschiedene Zonen des Luftdurchsatzes und auch des Klimas zu schaffen.

Ferner ist es durchaus realisierbar, zum Beispiel die Vortrocknung und die Endtrocknung in je einem getrennten Wirbelbett durchzuführen.

Die beiden letztgenannten Ausführungsformen haben aber doch den Nachteil, daß jede Anlage nach Maß angefertigt werden muß und spätere Änderungen sehr aufwendig sind. Es hat sici. deshalb trotz eines scheinbar größeren Aufwandes für die Trocknung von Teigwaren als vorteilhafteste Lösung erwiesen, die ganze Trocknungslinie auf einer größeren Anzahl Grundeinheiten aufzubauen. Dies hat den Vorteil, daß die Einheiten zum Beispiel den Gebäudeabmessungen angepaßt werden können, in dem alle Einheiten hintereinander oder mehrere Einheiten übereinander angeordnet werden können.

Da bei den bekannten Pressen für Kurzwaren vielfach zwei Preßköpfe mit einem Abstand von ca. 1 m verwendet werden, erlaubt die Lösung mit den Baueinheiten durch das Nebeneinanderanordnen von zwei Linien auf dem kleinstmöglichen Raum eine Verdoppelung der Trocknungsleistung.

Die F i g. 6 und 7 zeigen im einzelnen einen möglichen Auibau der beiden Stufen 115, 116 bzw. 118, 119 des Endtrockners 120. Die Beschreibung erfolgt anhand der ersten Stufe 115,116.

Der erste Schritt in der ersten Stufe 115,116 erfolgt in einer Erhitzungsvorrichtung 115, wie sie im wesentlichen in Fig.3 und 4 beschrieben wurde. Der zweite Schritt in der ersten Stufe 115, 116 erfolgt in einer bekannten Trocknungseinheit 116. In den Fig.3, 4 6, 7 bezeichnen gleiche Hinweisziffern gleiche oder äquivalente Teile, wobei auf eine wiederholende Beschreibung von Einzelheiten verzichtet wird.

Die Erhitzungsvorrichtung 115 ist über dem Wirbelkanal 31 auf die Trocknungseinheit 116 aufgesetzt. Der untere poröse Boden 94 ist in die obere Abdeckplatte der Trocknungseinheit 116 integriert, so daß die Behandlungsluft aus dem Wirbelkanal 31 durch die perforierte Wand 95 in die Erhitzungsvorrichtung 115 übertreten kann. Der Blaslufterzeuger 97 saugt die Blasluft aus dem Wirbelkanal 31 durch die poröse Wand 95, den porösen Boden 94 und die ebenfalls poröse Wand 95, den porösen Boden 94 und die ebenfalls pcröse Wand 98 und führt sie über eine Leitung 121 zurück in einen Druckraum 34 der darunter liegenden Trocknungseinheit 116. Mit Hilfe einer Drossel 122 und einer Luftdrossel 47 kann jene Luftmenge bestimmt werden, die in der Heizvorrichtung 115 und in der Trocknungseinheit 116 gemeinsam und andererseits auch nur innerhalb der Trocknungseinheit 116 umgewälzt wird. Die Wärme der in der Erhitzungsvorrichtung 115 erwärmten Blasluft wird in de

der Trock

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einen äußerst wirtschaftlichen Energiehaushalt ermöglicht. Nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, zwischen mehreren sich folgenden Stufen eine Blasluftumwälzung vorzusehen, wenn dies zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit angezeigt ist.
Der in den F i g. 6 und 7 gezeigte Aufbau der einzclnen Stufen des Endtrockners 120 zeigt, daß dieser in äußerst kompakter, raumsparender Form herstellbar ist.

F i g. 8 zeigt eine Anlage, die zum Trocknen und Rösten von Kaffeebohnen, Mandeln oder dgl. geeignet ist, aber auch Bestandteil einer Teigwarentrocknungsanlage sein kann.

Durch eine Leitung 123 wird ein Schüttgut in eine Trocknungseinheit 124 mit einem Wirbelkanal aufgegeben. Ein Ventilator 125 speist die Trocknungseinheit 124 mit warmer Abluft aus einem Mikrowellenerhitzer 126. Die Temperatur der warmen Abluft kann in einem Wärmeaustauscher 127 weiter gesteigert werden. Das Schüttgut verläßt die Trocknungseinheit 124 durch einen Kanal 128, unter dem ein Vihrospeiser 129 angeordnet ist, der das Behandlungsgut dosierbar an -.inen Elevator 130 übergibt. Dieser fördert das Schüttgut in einen Zwischenbunker 131, der mit einem Niveauteslcr 132 versehen ist, der über eine Leitung 133 einen EinAusschalter 134 betätigt. Der Ein-Ausschalter 134 schließt oder unterbricht den Speisestromkreis des Antriebes des Vibrospeisers 129, so daß der Vibrospeiscr 129 nur in Abhängigkeit vom Niveaustand im Zwischenbunker 131 dem Elevator 130 Schüttgut zuführt Der Zwischenbunker 131 soll unter allen Umständen ein Leerlaufen des Mikrowellenerhitzers 126 vermeiden, da sonst unerwünschte Reflexionen der Mikrowellen auftreten, die einen Mikrowellengenerator 135 zerstören können. Wird die Zuführung des Schüttgutes unterbrochen oder soll die Anlage leergefahren werden, so erteilt der Niveautester 132 über eine Leitung 135 dem Mikrowellengenerator 135 den Befehl zum Abschalten. Aus dem Mikroweüenerhitzer 126 wird das Schüttgut durch einen Vibrator 137 ausgestragen. Dieser reguliert die Durchlaufgeschwindigkeit des Schüttgutes durch den Mikrowellenerhitzer 126. Der Mikrowellenerhitzer 126 weist einen an den Mikrowellengenerator 135 angeschlossenen Hohlleiter 138 auf, an dessen Ende sich in bekannter Weise eine Wasserlast 139 befindet Durch den Hohlleiter 138 wird Luft hindurchgeblasen, die in einer Abluftleitung 140 gesammelt und über ein Vierwegeventil 141 entweder ins Freie ab- oder dem Ventilator 125 zugeleitet wird. Ist die Abluft zu feucht, wird sie ins Freie geleitet, wobei der Ventilator 125 seine Zuluft

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ebenfalls aus dem Freien ansaugt. Der Mikrowellenerhilzcr 126 kann wie in den Fig. 1 und 2 beschrieben ausgebildet sein.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 zeigt eineTeigwarcntrocknungsanlage mit Vortrockner 142 und Endtrockner 143. Vor- und Endtrockner 142 und 143 weisen je eine Behandlungsstufe auf, wobei jene des Endtrockners in einen Erhitzungs- und einen Trocknungsschritt unterteilt ist. Die Teigwaren werden vorerst in einem Wirbelkanal 144 vorgetrocknet, der von einem Ventilator 145 mit Blasluft gespeist wird. Ein Elevator 146 übernimmt die Teigwaren vom Wirbelkanal 144 und übergibt sie an einen Speisetrichter 147, an den sich eine kaskadenförmige Rutsche 148 eines Mikrowellenerhitzers 149 anschließt Die Rutsche 148 ist im vertikalen Abschnitt 150 eines Mikrowellenhohlleiters 151 angeordnet, den die Mikrowellen von oben nach unten durchlaufen, wobei die nicht absorbierten Mikrowellen durch eine Wasserlast 152 aufgenommen werden. In der Rutsche 148 werden die Teigwaren erhitzt, und das im Inneren vorhandene Wasser diffundiert an die Oberfläche der Partikel: die warmen Partikel schwitzen. Ein Austritt 154 der Rutsche 148 wirkt mit einem Vibrator !53 zusammen, der die Durchsatzmenge des Schüttgutes durch die Rutsche 148, d. h. durch den Wirkbereich der Mikrowellen reguliert. Die Rutsche 148 kann mit dem Schüttgut über den ganzen Querschnitt oder nur über einen Teil desselben ausgefOllt sein. Der Vibrator 153 gibt die Teigwaren in einen zveiten Wirbelkanal 155, der über eine Leitung 156 am Druckstutzen des Ventilators 145 oder einer anderen Blasluftquelle für trockene Blasluft angeschlossen ist Die Wirbelkanäle 144 und 155 können in Baueinheiten angeordnet sein. Der Mikrowellenerhitzer 149 ist im einzelnen anhand der F i g. 1 und 2 beschrieben, kann aber auch wie in den

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trockner so aufgebaut sein kann, wie dies in F i g. 6 und 7 gezeigt ist.

Das in F i g. 6 und 7 gezeigte Ausführungsbeispiel eignet sich besonders für intensivierte Wärmebehandiung. So wurde festgestellt, daß mit dieser Vorrichtung äußerst vorteilhaft Produkte wie Kakaobohnen, Nips, Kaffee und Nüsse verschiedener Art, wie Erdnüsse, Haselnüsse getrocknet und/oder geröstet werden können. Im ersten Schritt kann das Gut gezielt auf eine gewünschte Temperatur erhitzt und im anschließenden Schritt zum Trocknen und/oder Rösten unter optimalen Bedingungen behandelt werden. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt auch darin, daß eine für den industriellen Gebrauch ausreichende Abtötung von Keimen. Pilzen und anderen Schädlingen gleichzeitig mit dem Erhitzen und auch mit dem nachträglichen Halten in einer Temperatur erreicht wird, da die Mikrowellenenergie vor allem auch die Wasser enthaltenden Schädlinge trifft

Für die Erhitzung kommt man mit Hohlleitern von 1 bis 1,5 m Länge in vielen Fällen bereits aus.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trocknen und Verfestigen von zumindest teilweise noch plastischen, vorgeformten Teigwaren, bei dem die aus einer Teigwarenpresse ausgetretenen Teigwaren fortlaufend durch eine Vortrocknungszone und sodann durch eine dieser nachgeschaltete weitere Trocknungszone geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teigwaren im Bereich der weiteren Trocknungszone durch Einwirkung eines Mikrowellenenergiefeldes erhitzt und dabei endgetrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die End trocknung der Teigwaren über zwei Behandlungsstufen vorgenommen wird, wobei die Erhitzung der Teigwaren durch Mikrowellen in der ersten Behandlungsstufe erfolgt.

3. Verfei jen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daS während des Durchlaufs des Mikrowellenfeldes ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Luft, durch die Teigwaren geleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Energieumsetzung im Mikrowellenfeld zwischen den Teigwaren wechselnde Berührungspunkte geschaffen werden und insbesondere Teigwarenketten oder -reihen parallel zum Energiefeld der Mikrowellen gebildet werden.

5. Verfallen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der Teigwaren mittels eines Miicrowellenfeldes in der Endtrocknung zweimalig «furchaeführt wird.

6. Verfahren nach einem de< Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teigwaren in einem pulsierenden Wirbelbett durch die dem Mikrowellenfeld ausgesetzte Behandlungszone geführt werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6. bei der die aus einer Teigwarenpresse austretenden Teigwaren einem Vortrockner und einem diesem nachgeschalteten weiteren Trockner zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des weiteren Trockners ein Mikrowellenerhitzer angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellenerhitzer in Form eines mit einem Mikrowellenerzeuger verbundenen Hohlleiters ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellen-Hohlleiter zugleich als Wirbelkanal ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellen-Hohlleiter horizontal angeordnet und mit einem luftdurchlässigen Boden ausgerüstet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9. dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellen-Hohlleiter im wesentlichen lotrecht angeordnet und mit einer das zu behandeinte Gut zickzackförmig von oben nach unten durch den Hohlleiter führenden Leiteinrichtung ausgerüstet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der als Wirbelkanal ausgebildete Hohlleiter (93) mit einem elektrisch nicht leitenden, luftdurchlässigen Boden (94) versehen ist, der sich von der Eintritts- zur Austrittsöffnung (104, 105) erstreckt, wobei an dem Hohlleiter (93) ein Mi

krowellengenerator (91) angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei horizontaler Lage des Hohlleiters der Bereich der größten elektrischen Feldstärke über dem luftdurchlässigen Boden liegt.