Verfahren und Einrichtung zum Verdampfen der Trägerflussigkeit bei zerstäubten
Lösungen und Suspensionen.
Es sind bereits D Methoden bekannt zur Herstellung von Pulver aus fein zerstäubten Kolloiden durch Eintrocknung der Trägerflüssigkeit mit Warmluft. Die Erwärmung der Flüssigkeitströpfchen auf den Siedepunkt sowie das Aufbringen der nötigen Verdampfungswärme durch Zuführung von Warmluft hat aber die folgenden Nachteile: Einerseits benötigt man relativ hohe Temperat-uren der zugeführten Warmluft, was sich schädigend auswirken kann auf die Qualität des Endproduktes, z. B. Zerstörung von Eiweiss, Vitaminen, aromatischen und andern wärmeempfindlichen Stoffen, anderseits sind grosse Dimensionen des Trocknungsraumes notwendig, um einen genügend langen Aufenthalt der absinkenden Tröpfchen in dem Warmluftstrom sicherzustellen.
Die Trocknung unter Unterdruck zur Herabsetzung der Siedetemperatur wird praktisch verunmöglicht durch die dauernde Warmluftzufuhr, welche die zur Verdampfung der Flüssigkeit nötige Wärme abgeben muss, oder kann höchstens durch unwirtschaftlich grosse Pumpleistungen erreicht werden. Die Trocknung durch Warmluft hat zudem den Nachteil, dass in erster Linie die Oberfläche der Flüssigkeitströpfohen eintrocknet und die entstehende Haut die weitere Wärmezufuhr durch Leitung stark behindert.
Diese Na. chteile sollen nach der Erfindung vermieden werden. Diese bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verdampfen der
Trägerflüssigkeit bei zerstäubten Lösungen und Suspensionen, wobei erfindungsgemäss die Tröpfchen der Wirkung eines hoch frequenten Kondensatorfeldes ausgesetzt werden.
Die Erfindung sei an Hand der nachfol genden Ausführungsbeispiele und der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
Im Beispiel gemäss Fig. 1 tritt die durch eine ringförmige Düse 1 zerstäubte, gege benenfalls vorher eingedickte Lösung oder
Suspension 2 in einen kegelförmigen Raum ein, wobei ein siebartig durchbrochener E(e- gelmantel 3 als eine Elektrode und ein in seiner Achse liegender Zylinder 4 als andere
Elektrode zur Anlegung des Hochfrequenz feldes ausgebildet ist. Während ihres ganzen Fallwegcs bleiben die absinkenden Tröpf chen dem je Hochfrequenzfeld ausgesetzt und werden durch dieses nach Massgabe der di elektrischen Verluste in den Tröpfchen, auch wenn eine Haut an der Oberfläche des Tröpf chens entsteht, selbst im Innern stark er wärmt, im Gegensatz zur bisherigen vor wiegenden Erwärmung an der Oberfläche durch zugeführte Warmluft.
Die Elektroden sind in einer unter Unter druck s-tehenden Kammer 5 angeordnet, wo bei der Druck im Innern derselben in weiten
Grenzen verändert werden kann, da keine Warmluftzufuhr mehr nötig ist. Die Pumpe
6 zur Erzeugung des gewünschten Unter druckes muss eine Saugleistung entsprechend der eingespritzten Flüssigkeitsmenge aufweisen.
Durch Kondensation der verdampften Trägerflüssigkeit an bekannten Sühleinrich- tungen 7 kann die Verdampfungswärme zurückgewonnen und beispielsweise zur Eindickung der Lösung oder Suspension 2 vor der Zerstäubung benützt werden. Der Druck in der Unberdruckkammer 5 wird, bedingt durch den Dampfdruck der an der Kühlvorrichtung 7 kondensierenden Flüssigkeit, durch geeignete Wahl der Temperatur der Kühlflüssigkeit in der Kühlvorrichtung I zusätzlich gesteuert, ohne dass die Saugleistung der Pumpe 6 geändert werden muss.
Durch die in weiten Grenzen wählbare Grösse des Unterdruckes kann die Verdampfungstemperatur so eingestellt werden, dass sie tiefer liegt als jede das Endprodukt in seiner Qualität schädigende Temperatur. Das Kondensat, welches sich an der Kühlvorrich- tung 7 bildet, wird in einer Wanne 8 aufgefangen, getrennt von der in der Wanne 9 sich ansammelnden Trockensubstanz.
In einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Elektroden koaxiale Zylinder, wobei der äussere siebartig durchbrochen ist. Die Tröpfchen bewegen sich in diesem Fall längs ihres ganzen Weges in einem konstanten Hochfrequenzfeld.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 durchlaufen die Tröpfchen nach Austritt aus der Zerstäubungsdüse 1 den durch die äussere, wiederum siebartige Elektrode 3 vorerst kegelförmig, anschliessend zylindrisch be grenzten Raum. Die innere Elektrode 4 ist als Zylinder ausgebildet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die innere Elektrode 31 wieder als Zylinder ausgebildet, während die äussere Elektrode in einzelne voneinander isolierte Zylinderabschnitte 32, 33, 34 unterteilt ist. Wird die ebenfalls unterteilte Ausgangsspannung des Hochfrequenzsenders an die Elektrodenpaare 31 und 32, 31 und 33, 31 und 34 gelegt, so wird es dadurch möglich, die Felder zwischen diesen Elektrodenpaaren verschieden stark zu machen und damit auch die Erwärmung der durchlaufenden Flüssigkeitströpfchen zu steuern. Es kann beispielsweise die Erwärmung der auf ihrem Fallweg eintrocknenden Tröpfchen immer mehr gesteigert oder vermindert, oder abwechslungsweise vergrössert und verkleinert werden.
Die eventuell verschieden starken Felder zwischen den einzelnen Elektrodenpaaren 31 und 32, 31 und 33, 31 und 34 der Fig. 3 können auch verschiedene Frequenzen haben, wodurch es möglich gemacht wird, zwischen den einzelnen Elektrodenpaaren ausgewählte Molekülsorten der zu verdampfenden Flüssigkeit durch Annäherung der Senderfrequenz an die Eigenfrequenz irgendeiner Schwin- gungsform der betreffenden Molekülsorte, bevorzugt zu erwärmen, um dadurch, ähnlich wie bei den bekannten fraktionierten Destillationsverfahren, eine Reihenfolge in der Ausscheidung der verschiedenen Flüssigkeits- bestandteile zu erreichen.
Die Erfindung kann ohne weiteres angewendet werden zur Verdampfung von LQ- sungsmitteln aus Lösungen sowie zur Verdampfung der Trägerflüssigkeit aus Suspensionen, solange diese Stoffe als fein verteilte Flüssigkeitstropfen in das Hochfrequenzfeld gebracht werden können. Ferner ist es möglich, der normalerweise in der Unterdruckkammer vorhandenen Luft beliebige Gase beizumischen, oder die Luft vollständig durch ein beliebiges Gas oder Gasgemisch zu ersetzen, wodurch die Qualität des Erdproduktes günstig beeinflusst werden kann.
PBTENTBNSPRtTCHE:
I. Verfahren zum Verdampfen der Trägerflüssigkeit bei zerstäubten Lösungen und Suspensionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Tröpfchen der Wirkung eines hochfrequenten Kondensatorfeldes ausgesetzt werden.
Method and device for vaporizing the carrier liquid in atomized
Solutions and suspensions.
Methods are already known for the production of powder from finely atomized colloids by drying the carrier liquid with warm air. However, the heating of the liquid droplets to the boiling point and the application of the necessary heat of vaporization by supplying warm air has the following disadvantages: On the one hand, relatively high temperatures of the supplied warm air are required, which can have a damaging effect on the quality of the end product, e.g. B. Destruction of protein, vitamins, aromatic and other heat-sensitive substances, on the other hand, large dimensions of the drying room are necessary to ensure a sufficiently long stay of the sinking droplets in the hot air stream.
The drying under negative pressure to lower the boiling temperature is made practically impossible by the constant supply of hot air, which has to give off the heat necessary for evaporation of the liquid, or can at most be achieved by uneconomically high pumping capacities. Drying with warm air also has the disadvantage that primarily the surface of the liquid droplets dries up and the resulting skin severely hinders the further supply of heat by conduction.
This Na. Parts are to be avoided according to the invention. This refers to a device for evaporating the
Carrier liquid for atomized solutions and suspensions, the droplets being exposed according to the invention to the action of a high frequency capacitor field.
The invention will be explained in more detail with reference to the following exemplary embodiments and FIGS. 1 to 3.
In the example according to FIG. 1 occurs the atomized through an annular nozzle 1, if necessary previously thickened solution or
Suspension 2 into a conical space, a sieve-like perforated E (gel jacket 3 as an electrode and a cylinder 4 lying on its axis as the other
Electrode for applying the high frequency field is formed. During their entire fall, the sinking droplets remain exposed to the high-frequency field and, in contrast to the previous one, are strongly warmed by this in accordance with the electrical losses in the droplets, even if a skin is formed on the surface of the droplet predominantly heating on the surface by supplied warm air.
The electrodes are arranged in a chamber 5 under negative pressure, where the pressure inside them is wide
Limits can be changed, since no more hot air is necessary. The pump
6 to generate the desired negative pressure must have a suction power corresponding to the amount of liquid injected.
By condensing the evaporated carrier liquid on known cooling devices 7, the heat of evaporation can be recovered and used, for example, to thicken the solution or suspension 2 before atomization. Due to the vapor pressure of the liquid condensing on the cooling device 7, the pressure in the overpressure chamber 5 is additionally controlled by suitable selection of the temperature of the cooling liquid in the cooling device I without the suction power of the pump 6 having to be changed.
Due to the size of the negative pressure, which can be selected within wide limits, the evaporation temperature can be set so that it is lower than any temperature that would damage the quality of the end product. The condensate that forms on the cooling device 7 is collected in a tub 8, separated from the dry substance that collects in the tub 9.
In a further embodiment, the two electrodes are coaxial cylinders, the outer one being perforated like a sieve. In this case, the droplets move along their entire path in a constant high-frequency field.
In the embodiment according to FIG. 2, after exiting the atomizing nozzle 1, the droplets pass through the space bounded by the outer, again sieve-like electrode 3 initially in a conical shape, then in a cylindrical manner. The inner electrode 4 is designed as a cylinder.
In the embodiment according to FIG. 3, the inner electrode 31 is again designed as a cylinder, while the outer electrode is divided into individual cylinder sections 32, 33, 34 that are isolated from one another. If the also subdivided output voltage of the high-frequency transmitter is applied to the electrode pairs 31 and 32, 31 and 33, 31 and 34, it becomes possible to make the fields between these electrode pairs differently strong and thus also to control the heating of the liquid droplets passing through. For example, the warming of the droplets drying up on their way down can be increased or decreased, or increased and decreased alternately.
The fields of different strengths between the individual electrode pairs 31 and 32, 31 and 33, 31 and 34 of FIG. 3 can also have different frequencies, which makes it possible to select molecular types of the liquid to be evaporated between the individual electrode pairs by approximating the transmitter frequency to the natural frequency of some form of oscillation of the respective type of molecule, in order to achieve a sequence in the elimination of the various liquid components, similar to the known fractional distillation processes.
The invention can easily be used for the evaporation of solvents from solutions and for the evaporation of the carrier liquid from suspensions, as long as these substances can be brought into the high-frequency field as finely divided liquid drops. It is also possible to mix any gases into the air normally present in the vacuum chamber, or to completely replace the air with any gas or gas mixture, which can have a beneficial effect on the quality of the earth product.
PBT ADVICE PROCEDURE:
I. A method for evaporating the carrier liquid in the case of atomized solutions and suspensions, characterized in that the droplets are exposed to the action of a high-frequency capacitor field.