DE618160C

DE618160C - Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen von Fluessigkeiten

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Publication number: DE618160C
Application number: DEB146847D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-11-20
Filing date: 1929-11-20
Publication date: 1935-09-03
Also published as: CH151742A

Description

Die Erfindung betrifft die gänzliche oder teilweise Entfernung verdampfbarer Bestandteile aus Flüssigkeiten, Pasten oder festen Massen in Film oder Schichtform durch die Einwirkung von Strömen trockener Luft oder eines anderen dampfabsorbierenden Mittels, das sich dem Material senkrecht unter zunehmender Geschwindigkeit nähert und nach dem Auftreffen von ihm senkrecht abzieht.

Die Erfindung bezieht sich besonders, aber nicht ausschließlich auf die Entfernung von Wasser oder Feuchtigkeit aus feuchten oder flüssigen Massen, die getrocknet oder in einen festen Zustand durch sehr sorgfältige Behandlung gebracht werden müssen, um ein Verschlechtern ihrer chemischen, physikalischen oder biochemischen Eigenschaften zu vermeiden. Eine derartige sorgfältige Behandlung ist z. B. beim Trocknen von Stoffen notwendig, die wirksame Bestandteile, wie Enzyme und Vitamine, enthalten.

Das Hauptziel der Erfindung ist, einen Behandlungsprozeß und eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, in -welcher ein gut regulierbarer und hoher Grad von Absonderung verdampfbarer Teile* besonders Wasser, erzielt werden kann, ohne die Wirksamkeit der Enzyme oder Vitamine des Stoffes zu verschlechtern bzw. zu verderben, so daß ζ. Β.

Milch getrocknet werden kann, um ein Präparat zu erhalten, in dem sogar die wohlschmeckenden Oxydasen nicht angegriffen wurden; in ähnlicher Weise kann auch Hefe getrocknet werden, ohne die löslichen Fermente zu verderben und ohne die Lebensfähigkeit der Hefezellen zu zerstören.

Es ist bereits bekannt, auf Flüssigkeiten, die in Film- oder Schichtform eine umlaufende Trommel bedecken, zwecks Entfernung verdampfbarer Bestandteile Ströme trockner Luft oder Gase senkrecht zu blasen, dann sie einen längeren Zickzackweg über die Schicht bei Heizung streichen und alsdann seitswärts abziehen zu lassen. Es wurden fernerhin kurze Berührungswege für das Gas mit der Schicht vorgeschlagen, die einmalig parallel geschaltet angewendet oder beliebig oft wiederholt werden können, was durch Anordnung von Lenkwänden erfolgen kann, die das Gas zur Schicht hinlenken und von dieser abheben.

Erfindungsgemäß wird vorzugsweise durch. geeignete Dimensionierung der Leitkanäle sowie des Abstandes der Kanäle von der Flüssigkeitsoberfläche die Geschwindigkeit der Trockenluft augenblicklich nach dem Auf treffen auf die Flüssigkeit erhöht und, während das Mittel eine beträchtliche Strecke über und durch die Schicht des zu trocknenden Materials zieht, aufrechterhalten, worauf das Mit-

tel senkrecht vorzugsweise unter herabgesetzter Geschwindigkeit abzieht. Hierdurch wird ein sehr gutes Ergebnis bezüglich Wirksamkeit und schnellen Verlauf des Trockenvorganges erzielt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Vorrichtung aus einem laufenden Träger, auf welchem das zu behandelnde Material ausgebreitet wird, und einer ίο Plattenzusammenstellung, die Einlaß- oder Näherungskanäle von allmählich abnehmendem Querschnitt für den Fluß des Mittels senkrecht auf das Material abwechselnd mit Auslaß- oder Abzugskanälen für den Fluß des dampfbeladenen Mittels von dem Material weg darbieten.

Angenommen nun, das gasförmige Mittel sei senkrecht auf das zu behandelnde Material durch eine rechtwinklige Düse mit der öffnungsweite A in einem Abstand B von der Flüssigkeitsoberfläche gerichtet, verbreite sich dann seitlich nach beiden Richtungen um eine Strecke C über diese Oberfläche und ziehe dann senkrecht durch Auslaßkanäle ab, die je die Breite d aufweisen. Die Bedingungen für größten Wirkungsgrad einer Absonderung und Entfernung der Feuchtigkeit oder eines änderen verdampfbaren Teiles im Material sind dann erfindungsgemäß, daß 2^B kleiner als A, A kleiner als d und C größer als 2^B ist. Diese Bedingungen gelten, ob nun das Material an der Düse bzw. der Gruppe von Düsen auf einem Laufband, einer rotierenden Trommel, Platte oder auf sonstige Weise vorbeiwandert.

Ein ferneres Ziel ist, ein verbessertes Mittel für die Regulierung und Erhaltung irgend-. einer gewünschten Stärke der Materialschicht vorzusehen, wenn letztere ausgebreitet wird, um sie der Hitze auszusetzen. Eine Genauigkeit der Schichtstärke ist besonders bei einer Trocknungs- oder Verdampfungsvorrichtung wünschenswert, so z. B. wenn sie für die Herstellung von Milchpulver in der Weise gebraucht wird, daß die flüssige Milch über zwei in Abständen angeordnet rotierende Trommeln oder Walzen strömt und einer Hitze, wie z. B. einem heißen Luftstrom, unterworfen wird; bei dieser Vorrichtung ist es notwendig, die trocknende Milch an einer Anhäufung zu hindern, da eine tiefe Schicht infolge der übermäßigen Tiefe eine Ver^dampfung verzögert und dieMilch vor der vollkommenen Trocknung zu einer Abkratzklinge o. dgl. herumgeführt wird. Überdies bedingt irgendeine Ungleichmäßigkeit der Materialschicht eine entsprechende Unregelmäßigkeit in der Temperatur, auf die sie erhöht wird. Bezüglich der Regulierung der Dicke der Materialschicht wird der gewünschte Zwischenraum zwischen der Trommel und einer mit ihr zusammenwirkenden Abstandswalze dadurch gesichert, daß sie an ihren Enden mit in Wechselberührung stehenden Oberflächen versehen sind, die bei einer gegenseitigen Verstellung den Zwischenraum verändern. Diese Konstruktion ergibt für eine verhältnismäßig große oder grobe Verstellung- der verstellbaren Elemente eine feine Einstellung des Zwischenraumes.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch, dargestellt.

Fig. ι ist ein Seiteoaufriß des Trockners. Fig. 2 ist eine Seitenansicht und Fig. 3 ein entsprechender - Kantenschnitt einer Platte, deren mehrere, wenn Vorderseite mit Vorderseite und Rückseite mit Rückseite zusammengefügt wird, die Wände von Kanälen oder Führungen für einen Strom trocknender Luft oder eines anderen Gases bilden.

Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Gruppe von drei Platten, nicht im Maßstab, sondern nur zur Veranschaulichung der Hauptwirkung der Zusammenfügung.

Fig. 5 ist eine vergrößerte schematische Darstellung der bevorzugten Dimensionswerte der Luftzuführungen oder Kanäle, wenn die Luft sich der Trommeloberfläche nähert und von ihr zurücktritt.

Fig. 6 ist ein teilweise geschnittener Aufriß einer Plattengruppe, wie sie praktisch ausgeführt und zusammengefügt werden.

Fig. 7 ist ein geschnittener Endaufriß der Trockentrommel mit einer benachbart dazu angebrachten Walze und Mitteln zur Regulierung des Zwischenraumes gemäß vorliegender Erfindung.

Fig. 8 ist ein längs geschnittener Aufriß derselben Teile.

Fig. 9 und 10 sind Längsschnitte zweier Abarten der Walze.

Der gezeigte Trockner enthält eine rotierende Trommel 1, auf der das ^u trocknende Material in einer gleichmäßigen Schicht irgendeiner gewünschten Stärke ausgebreitet wird und von der es gegebenenfalls abgekratzt oder auf eine andere Art entfernt wird. Im Umkreis von ²/₃ der Trommeloberfläche befindet sich die Anordnung für die Zuförderung der Luft oder eines anderen gasförmigen tio Mediums und für den Abzug von der Trommeloberfläche. Die Luft wird unter Druck zu jeder Seite des Trockners durch ein Einlaßrohr 2 in ein Verteilerrohr 3 geschickt und von dort durch Verbindungsrohre 4 zu entsprechenden Trichtern 5, die über den Enden der Plattengruppen, die nachstehend beschrieben werden, angeordnet sind. Die Luft tritt seitlich zwischen die Platten ein und radial nacE innen auf die Trommel zu, streicht dann über das Material auf der Trommel und zieht radial nach außen durch, andere Kanäle zwi-

sehen den Platten in einen mittleren Satz an der Außenseite befindlicher Trichter 6 ab, die zu einem Sammelrohr 7 führen, und von dort durch ein Auslaßrohr 8.

Die Leitungen oder Kanäle für die Luft oder ein anderes gasförmiges Trocknungsmittel werden durch eine Zusammenstellung von Platten 9 gebildet, die jede mit seitlichen Rippen 10 an den Seitenkanten ihrer Vorderfläche und mit einer Rippe oder einem gekrümmten Teil 11 am obersten Ende auf der entgegengesetzten oder Rückseite versehen sind. Die Platten werden Vorderseite an Vorderseite bezüglich eines Paares zusammengefügt' und Rückseite an Rückseite bezüglich jeder Platte dieses Paares und der nächsten Platte. Wenn man so die drei Platten X₁ Y₁ Z der Fig. 4 betrachtet, sieht man, daß die beiden Platten X" und Y einen leicht schräg zu-

ao laufenden Kanal oder Düse A zwischen sich bilden und daß dieser Raum an den Seitenkanten der Platten und an den schmalen oder inneren Kanten offen, aber an den äußeren Kanten, wo die gekrümmten Teile 11 gegeneinander anliegen, geschlossen ist. Die beiden Platten Y und Z bilden einen Kanal d von gleichmäßiger Weite, und dieser Raum ist an den inneren und äußeren Plattenkanten offen, aber an den Seitenkanten, wo die Rippen 10 anliegen, geschlossen.

Außer den Rippen 10 und den Rippen oder gekrümmten Teilen π können die Platten in der praktischen Ausführung mit entsprechenden abstandhaltenden Vorsprüngen in Ab- ständen versehen werden, um den richtigen Abstand zu bewahren, wenn die Platten zusammen verbolzt werden.

Die seitlichen Einlaßtrichter 5 werden über die Seitenkanten der Plattengruppen so gesetzt, daß die trockene Luft oder das andere gasförmige Medium in die Kanäle oder Düsen A von beiden Seiten der Vorrichtung strömt, und die mittleren Umfangsausströmtrichter 6 werden über die Außenkanten der Plattengruppen so gesetzt, daß sie die mit Dampf gesättigte Luft oder das andere gasförmige Medium sammeln und abziehen lassen, die radial nach außen längs der Kanäle d herausströmt.

LTm beste Ergebnisse zu sichern, sollten gewisse Dimensionen beachtet werden, wie jetzt an Fig. 5 erläutert. Jeder Auslaßkanal ist von der Weite d, die.Gesamtauslaßweite für die durch irgendeinen dazwischenliegenden Einlaß oder Düse von der Weitet ankommende Luft ist 2^a, was mit D bezeichnet werden mag. Angenommen, die Tro^nmeloberfläclie sei in einem Abstand B von den inneren Kanten der Plattenzusammenstellung und die Stärke jeder Platte sei C, dann sind die ' Bedingungen für größte Wirksamkeit der Absonderung und Entfernung der Feuchtigkeit oder eines anderen verdampfbaren· Teiles in dem Material, daß 2^B kleiner als A, A kleiner als D und 2^C größer als B sein soll.

Wenn es gewünscht wird, kann die komprimierte Luft oder das andere gasförmige Absonderungsmedium vorgewärmt oder vorgetrocknet werden, wie z. B. durch eine einleitende Abkühlung, so daß in jedem Falle ihre Fähigkeit, Dampf aufzunehmen, vergrößert wird.

Für viele Zwecke ist Luft als gasförmiges Entziehungsmedium angemessen, aber ein anderes Gas oder andere Gase können auch verwendet werden, so z. B. CO₂ oder Stickstoff, wo der Sauerstoff der Luft schädlich sein könnte.

Wenn das gasförmige Medium in erhitztem Zustand verwendet wird, kann irgendwelche beim Austritt darin zurückbleibende Wärme nutzbar nach dem Gegenstromprinzip herausgezogen werden. Auch kann nach der Ausscheidung von Wasser oder anderem Dampf von dem entweichenden gasförmigen Mittel das letztere wieder verwendet werden, was besonders wünschenswert ist, wenn andere Gase als Luft gebraucht werden. Verluste am gasförmigen Medium im Umlauf können natürlich durch Zusatzmedium ersetzt werden. Dieses kalte frische Medium kann in dem obenerwähnten Gegenstromsystem verwendet werden. Nebenbei wird diese kalte Luft die Hauptmenge der erhitzten Luft etwas kühlen und dabei eine Entfernung von etwas Feuchtigkeit aus ihr veranlassen.

Der Strom der Luft oder des anderen gasförmigen Mediums kann mittels eines Sauggebläses oder durch eine Druckpumpe erhalten werden, wird aber vorzugsweise unter Druck angewandt, der einen schnellen Strom des gebrauchten gasförmigen Mediums unterhält. Der Druck wird vorzugsweise zu einem Maximum kurz vor dem Auftreffen auf das zu behandelnde Material dadurch aufgebaut, daß es durch Düsen von schräg zulaufender Form getrieben wird, wie schon beschrieben.

Der Einlaß des gasförmigen Mediums und seine Abführung von den Kanälen zwischen den Platten wird zweckmäßig abschnittweise ausgeführt, so daß irgendeine Plattengruppe zur Prüfung, Reinigung oder Reparatur entfernt werden kann, ohne den Rest auseinanderzunehmen. Wahlweise kann das gasförmige Medium dem ganzen Satz der Kanäle zugeführt werden, oder getrennte Zuführungen können für die verschiedenen Plattenteile oder -gruppen vorgesehen werden, wobei in letzterem Falle, wenn ein vorerhitztes Medium gebraucht wird, die Temperaturen für die verschiedenen Düsengruppen verschieden sein können; z. B. kann die zuerst ankom-

mende wäEmei.Liift. »orteilhaft von höherer Temperatur sein als die später kommende.

In Fällen, wo das mit Dampf gesättigte gasförmige Medium in einer Richtung nach 5 oben abzieht, können Rinnen oder mit Gasfängen ausgestattete Kanäle vorgesehen werden, um die Kondensationsprodukte zu sammeln und sie so abzuführen, daß sie nicht auf das entdampfte Material zurückfallen. Wenn ίο die mit Dampf gesättigte Luft oder das andere gasförmige Medium abzieht, dehnt' es sich aus, und sein Dampfgehalt wird durch Kondensation ausgeschieden.

Die Fig. 7 bis io stellen Mittel zur Regulierung der Starke des Materials dar, wenn es auf der Trommeloberfläche ausgebreitet wird.

Eine Walze 12 ist der Trommel 1 benachbart aufgestellt und in einem Zwischenraum χ ao von dieser mittels der schräg zulaufenden oder konischen Scheiben 13 gehalten, die je an einem Ende auf der Walze 12 so aufgeschraubt sind, daß sie rollende Berührung mit dem Umfang der Trommel 1 an ihren Enden haben. Durch Verschrauben der Scheiben 13 längs der Walze 12 kann die Größe des Abstandes ji? genau eingestellt werden, und eine verhältnismäßig grobe Verstellung der Scheiben 13 bewirkt eine feine Einstellung des Zwischenraumes x.

' In der Konstruktion der Fig. 8 ist die Walze 12 außen mit einem Treibrad 14 und innen an ihren Enden mit Stopfbuchsen 15 versehen, die als Endlager auf einer Hauptwelle oder -achse 16 dienen. Die Welle 16 ist an jedem Ende hohl und ist bei 17 durchbohrt, so daß eine Kühlflüssigkeit längs des Zwischenraumes 18 zwischen der Welle und ■ der Walze hindurchfließen kann, um letztere und demnach auch den Zwischenraum χ gegen die Wirkungen von Temperatürwechseln zu •schützen.

. In der Konstruktion der Fig. 9 wird das

^: Bestreben bzw. die Neigung der Temperaturwechsel, die Walze 12 zu werfen oder auf andere Weise unerwünschte Veränderungen beim Zwischenraum χ zu bewirken, dadurch verhindert, daß die Endteile der Walze 12 innen frei von der Achse 16 sind und daß die Walze auf der Achse nur im Mittelteil in 19 festgekeilt ist. Um schnell auf die eine oder andere Zahl der vorbestimmten Abstände zu kommen, kann auch eine gewählte Zahl Distanzscheiben 20 zwischen den Enden der ■

55. Walze 12 und den Endscheiben 13 angeordnet

sein. - " ·

In den Fig. 8· und 9 sind die konischen

Oberflächen auf den ,Seheiben 13 an der Walze 12 gezeigt worden, aber selbstverständ-.

Hch können diese Oberflächen auch auf den Enden der Trommel χ sein, wie bei 21 (Fig. 10) gezeigt wird, wobei in diesem Falle die Scheiben 13 Planscheiben sein können.

Obgleich die Erfindung nur in der Anwendung bei Trommeln gezeichnet wurde, kann selbstverständlich die größere oder Trockentrommel durch einen Laufgurt oder eine hin und her gehende Platte ersetzt werden, deren Oberfläche in der Wirkung gleich einer Trommel mit unendlichem Radius ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Entfernung verdampfbarer Bestandteile aus Flüssigkeiten, Pasten oder festen Stoffen in Film- oder Schichtform durch die Einwirkung von Strömen trockner Luft oder eines anderen dampfabsorbierenden Mittels, das sich dem Material senkrecht unter zunehmender Geschwindigkeit nähert und nach dem Auf treffen von ihm senkrecht abzieht, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise durch geeignete Dimensionierung der Leitkanäle sowie des Abstandes der Kanäle von der Flüssigkeitsoberfläche die Geschwindigkeit der Trockenluft augenblicklich nach dem Auftreffen auf die Flüssigkeit erhöht wird und, während das Mittel eine beträchtliche Strecke über die Schicht oder den Film des zu trocknenden Materials zieht, aufrechterhalten wird, worauf das Mittel senkrecht vorzugsweise unter herabgesetzter Geschwindigkeit abzieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenluft unter der erhöhten Geschwindigkeit eine Strecke durchläuft, die größer als der doppelte Abstand zwischen Einlaßöffnung und der Flüssigkeitsoberfläche ist.
3. Vorrichtung zur Entfernung verdampfbarer Bestandteile aus Flüssigkeiten, Pasten oder festen Stoffen in Filmoder Schichtform durch die Einwirkung von Strömen trockner Luft oder eines anderen dampfabsorbierenden Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen laufenden Träger (1), auf dem das zu behandelnde Material ausgebreitet ist, und eine Zusammenstellung von Platten (9) aufweist, die Einlaß- oder Näherungskanäle (A) von allmählich abnehmendem Querschnitt für den Fluß des Mittels senkrecht auf das Material abwechselnd mit Auslaß- oder Abzugskanälen (d) für den Fluß des dampfbeladenen Mittels vom Material weg darbieten, wobei die Dimensionen der Ein- und Auslaßkanäle und der Kanäle, längs welcher das Mittel über die Oberfläche des zu trocknenden Materials ■ zieht, derart sind, daß nicht nur der \¥eg

(C) der Trockenluft über die Flüssigkeitsoberfläche größer ist als der doppelte Abstand (B) des Einlaßkanals von der Flüssigkeitsoberfläche, sondern auch (2^ß) kleiner ist als die Öffnungsweite (A) eines Einlaßkanals und (A) vorzugsweise kleiner als die öffnungsweite (d) eines Auslaßkanals.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (9) mit einer Rippe (10) auf einer Vorderseite jeder Seitenkante und mit einer Rippe oder einem gekrümmten Teil (11) an der Außen- oder Oberkante auf der entgegengesetzten oder Rückseite versehen ist, wobei die Platten abwechselnd Vorderseite an Vorderseite und Rückseite an Rückseite zusammengesetzt sind und die Dimensionen der Seitenrippen und der Oberrippen oder gekrümmten Teile der Platten derart sind, daß die Dimensionen der Kanäle für den Fluß des dampfabsorbierenden Mittels im wesentlichen gemäß Anspruch 3 sind.
5. Verdampfungs- oder Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Trommel, Platte o. dgl., auf der das zu behandelnde Material ausgebreitet ist, in einem schmalen Abstand von einer Walze angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Trommel und der Walze dadurch regulierbar ist, daß eine schräg zulaufende oder konische Endfläche (13 oder 21) auf der einen in Rollberührung zu der anderen stehend vorgesehen ist, wobei die Berührungslinie an der schräg zulaufenden oder konischen Oberfläche wählbar ist.
6. Verdampfungs- oder Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Abstandswalze (12, Abb. 9), die nur mit ihrem Mittelteil an ihrer Achse befestigt ist und an den Enden und in der Nähe der Enden von der Achse frei ist, so daß Temperatur-Schwankungen sie nicht werfen oder auf eine andere Weise den gewählten Zwischenraum verändern.
7. Verdampfungs- oder Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandswalze innen gekühlt ist (Abb. 8).

Hierzu ι Blatt Zeichnungen