DE102006009258B4

DE102006009258B4 - Trocknungsmodul zur kontinuierlichen Wirbelschicht-Verdampfungstrocknung von Schüttgut oder Granulat sowie dieses Trocknungsmodul enthaltende Trocknungsanlage

Info

Publication number: DE102006009258B4
Application number: DE102006009258.9A
Authority: DE
Inventors: Amedeo PAGOTTO
Original assignee: Smc Tech Srl; SMC TECHNOLOGY Srl
Current assignee: Smc Technology Srl Treviso It
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: GB0604950D0; GB2425164A; FR2883068A1; DE102006009258A1; GB2425164B; ITTV20050039A1; FR2883068B1

Abstract

Trocknungsmodul zur kontinuierlichen Wirbelschicht-Verdampfungstrocknung von Schüttgut oder Granulat (M), wobei das Trocknungsmodul (A) von einem Behälter (1) gebildet wird, mit:- einer Hauptkammer (S) mit einer Atmosphäre kontrolliertem Drucks, die einen länglichen, durchgehenden Tunnel bildet, der an der Oberseite eine Eingangsöffnung (102) und an der Unterseite eine Ausgangsöffnung (103) für das Schüttgut oder Granulat (M) aufweist,- einem luftdurchlässigen Förderband (2), das sich in Längsrichtung des Behälters (1) bzw. der Hauptkammer (S) darin erstreckt und das durch die Eingangsöffnung (102) eintretende Schüttgut oder Granulat (M) aufnimmt und zur Ausgangsöffnung (103) führt,- an der Oberseite des Behälters (1) befestigte Mikrowellengeneratoren (3) zum Erwärmen des auf dem darunter liegenden Förderband (2) befindlichen Schüttguts oder Granulats (M) in der Hauptkammer (S),- mindestens einer entlang der Hauptkammer (S) und unterhalb der oberen Lage des Förderbands (2) angeordneten kastenartigen Nebenkammer (4), an deren Oberseite ein temperaturgeregelter Druckluftstrom austritt, der durch die obere Lage des Förderbands (2) und das darauf befindliche Schüttgut oder Granulat (M) strömt, so dass sich eine Wirbelschicht ausbilden kann,- einer Ansaugeinheit zur Kontrolle des Luftdrucks in der Hauptkammer (S),- einer Steuereinheit zur sensorgesteuerten Regelung von Luftzufuhr, Temperatur und Luftdruck.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trocknungsmodul zur kontinuierlichen Wirbelschicht-Verdampfungstrocknung von Schüttgut oder Granulat sowie eine dieses Trocknungsmodul enthaltende Trocknungsanlage.
Viele Materialien, wie zum Beispiel Kunststoffgranulat für Formwerkzeuge für Kunststoffprodukte oder Lebensmittel wie Getreide oder Medikamente können mehr oder weniger hohe Feuchtigkeitsgehalte aufweisen, die für die folgenden Bearbeitungen unerwünscht sind, wie zum Beispiel die Abpackung. Daher ist oft eine mehr oder weniger starke Reduzierung des anfangs festgestellten Feuchtigkeitsgehalts notwendig. Dies ist beispielsweise bei Getreide der Fall, wie z.B. Weizen, bei dem andernfalls, wenn er in großen Behältern gesammelt wird, sei es zeitweise oder für längere Zeiträume, bei einem nicht kontrollierten Feuchtigkeitsgehalt die Gefahr der Gärung besteht. Es ist auch bei Kunststoffgranulat der Fall, das zur Einspeisung in Formungsanlagen vorgesehen ist und bei dem eine weitere Behandlung vor Ort erforderlich ist, je nachdem wie stark der Feuchtigkeitsgehalt bei der Abpackung von den Erfordernissen der Formungsanlagen abweicht, was mit entsprechendem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist. Es ist daher erforderlich, Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, die die Kontrolle oder gar die vollständige Beseitigung des Feuchtigkeitsgehalts erlauben.
US 2 419 875 A beschreibt ein Trockengerät mit mehreren senkrecht übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Kammern, die jeweils ein waagerechtes Transportband und über diesem einen Wärmestrahler aufweisen, so dass an der Oberseite des Geräts eingebrachtes Produkt mäanderförmig durch das Gerät geführt wird. Zur zusätzlichen Trocknung wird dehydrierendes warmes Trockengas von oben nach unten in das Gerät eingeblasen.
DE 40 36 112 A1 beschreibt eine waagerechte zylindrische Vakuumkammer, in der Transportbänder übereinander und überlappend angeordnet sind. In einer Zone wird das eingebrachte Material mit Mikrowellen erwärmt und in einer weiteren Zone wird Gas von oben nach unten oder umgekehrt durch das Gut geleitet.
US 6 233 841 B1 offenbart eine Trocknungsvorrichtung, bei der in einer Kammer mehrere geneigte Förderbänder überlappend hintereinander angeordnet sind und auf denen das eingebrachte Gut durch die Vorrichtung geführt wird, wobei es von Mikrowellengeneratoren erwärmt und gleichzeitig mit im Kreislauf geführter getrockneter warmer Luft überströmt wird.
GB 2 222 095 A offenbart eine Trocknungsvorrichtung, bei der ein auf einem Förderband ausgebildeter Filterkuchen durch einen Mikrowellenofen geführt wird, wobei von unten Luft durch den Filterkuchen und das Förderband gesaugt wird.
GB 2 288 718 A beschreibt ein Trocknungsgerät, bei dem ein auf einem Förderband aufgebrachtes Gut durch eine Trockenkammer geführt wird, wo das Gut mit Mikrowellen und Heißluft beaufschlagt wird.
DE 42 31 897 A1 offenbart eine Trocknungsvorrichtung mit zwei in einem Gehäuse übereinander angeordneten, von einer Luftströmung von unten nach oben durchsetzbaren Förderbändern, von denen das Gut durch die Vorrichtung transportiert wird, wobei dieses von oberhalb des obersten Förderbands angeordneten Magnetronen mit Mikrowellenstrahlung beaufschlagt wird.
US 4 062 127 A offenbart eine Trocknungsvorrichtung, bei dem eine Trockenkammer durch ein Sieb in eine obere Kammer und eine untere Kammer abgetrennt ist und sich durch Strömung von Heißluft durch das Sieb und durch ein auf das Sieb aufgebrachtes Gut sowie infolge von Vibration der Vorrichtung auf dem Sieb ein Wirbelbett ausbildet und das Gut zu einer Austrittsöffnung bewegt wird. Zudem wird das Trockengut in der oberen Kammer mit Mikrowellen beaufschlagt.
IT TV20030062 A beschreibt eine der in der US 4 062 127 A offenbarten Vorrichtung ähnliche Trocknungsvorrichtung, wobei hier das Sieb stufenförmig ausgebildet ist und die untere Kammer in mehrere Teilkammern unterteilt ist.
Nachteilig sind bei den bekannten Lösungen ihre beträchtlichen Ausmaße, vor allem bezüglich der Länge. In der Praxis ist es häufig schwer möglich, Anlagen von diesen Ausmaßen aufzunehmen.
Ferner erfordern die Trocknungsgeräte mit Vibrationsmechanismus entsprechende mechanische und elektromechanische Elemente zur Ausführung der Vibration, was die Vorrichtungen zusätzlich komplex, wartungsintensiv und hinsichtlich der Herstellungskosten teuer gestaltet.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Tatsache, dass bekannte Trocknungsanlagen üblicherweise auf Bestellung hergestellt werden, also mit spezifischen und veränderlichen Merkmalen. Daher sind die Aufträge, bei denen man nicht sogenannte Standardanlagen verwenden kann, weil jede Anlage die besonderen Anforderungen des Auftraggebers erfüllen muss, besonders komplex, sie erfordern eine besondere Vorbereitung und sind mit den Anforderungen an eine Massenproduktionsindustrie schlecht vereinbar. Diese Situation bereitet Schwierigkeiten nicht nur bei der Produktion sondern auch für den Auftraggeber, da Änderungen bei Bedarf schwer durchführbar sind. Die bekannten Lösungen sind daher wenig flexibel abänderbar, um verschiedene Behandlungszyklen auf die verschiedenen Anforderungen hin zu optimieren.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, kompakte und flexibel veränderbare Trocknungsvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Trocknungsmodul mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch das erfindungsgemäße Trocknungsmodul wird eine deutliche Begrenzung der Maße der Trocknungsanlage erreicht. Modulare Geräte gestatten eine rationelle Anordnung, so dass die Maße recht gering bleiben. Zum Beispiel gestattet die zumindest teilweise mögliche Überlappung eine deutliche Reduzierung der Länge.
Durch das erfindungsgemäße Trocknungsmodul wird zudem eine deutliche Vereinfachung des Aufbaus einer Trocknungsanlage möglich und die ganze Mechanik und die notwendige Ausrüstung für eine Vibrationsfunktion sind nicht mehr notwendig. Dazu kommen kürzere Herstellungszeiten und niedrigere Kosten der Anlage.
Das erfindungsgemäße Trocknungsmodul ermöglicht eine größere Flexibilität, sowohl während der Herstellung einer Trocknungsanlage als auch falls diese verändert werden muss, um verschiedene Behandlungszyklen zu optimieren, mit der Absicht, die vielfältigsten Anforderungen zu befriedigen. Die Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit der Anlage mit einfachen Kunstgriffen zu vergrößern, also durch Variierung der Zahl der Geräte, etwa mittels Einrückens von zweiten Geräten, gestattet verschiedene Konditionierungszyklen des Materials und legt den Benutzer daher nicht auf den ursprünglich erworbenen Anlagentyp fest. Unter dem Gesichtspunkt der Produktion der Geräte sind die Vorteile für das Unternehmen offensichtlich, da eine rationellere Verwaltung der Bestandteile mit einer guten Fähigkeit zur rationellen und effizienten Erledigung der Aufträge preisgünstig und in sehr kurzen Zeiten ermöglicht wird.
Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trocknungsmoduls,
2 einen Querschnitt des Trocknungsmoduls von 1,
3 eine Seitenansicht einer ein Trocknungsmodul enthaltenden einstufigen Trocknungsanlage,
4 eine Seitenansicht einer mehrere Trocknungsmodule enthaltende mehrstufigen Trocknungsanlage,
5 eine Draufsicht auf die Anlage von 4.

Ein Trocknungsmodul A zur kontinuierlichen Verdampfungstrocknung und Konditionierung von granularem oder lockerem Material M entlang eines Tunnels besteht aus einem Behälter 1, der im vorliegenden Fall quaderförmig ist.
Der Behälter 1 ist in einer ersten Ausführungsform (1) von darunter liegenden senkrechten Pfosten abgestützt, die in den Boden getrieben sind, und zwar vorderen Pfosten 100 und hinteren Pfosten 101, wobei letztere höher als die ersten sind. Auf diese Weise ergibt sich eine Orientierung des Behälters 1 auf schiefer Ebene. Der Behälter 1 weist im niedrigen, dem Boden am nächsten liegenden Teil eine obere Eingangsöffnung 102 für das zu behandelnde Materials M und im dem Boden ferneren Teil eine nach unten gerichtete Ausgangsöffnung 103 für das behandelte oder teilweise behandelte Material M auf.
Im Innern des Behälters 1, einem linearen Weg in einer Hauptkammer S folgend, die sich in Längsrichtung bezüglich dem Behälter 1 erstreckt, wird das Material M behandelt, das dem Weg entlang des Trocknungsmoduls A vorgeschaltet eingegeben wird, das heißt durch die obere Eingangsöffnung 102. Im Innern der Hauptkammer S wird der Luftdruck kontrolliert, in diesem Fall von einer Ansaugeinheit, zum Beispiel einer Vakuumpumpengruppe, deren Betrieb von einer Steuereinheit des Trocknungsmoduls A gesteuert wird.
Das Material M, das die obere Eingangsöffnung 102 durchquert, wird auf einem Ende eines Förderbandes 2 abgelegt, das eben ist und längs des Behälters 1, in Bezug auf den Behälter 1 und somit die Hauptkammer S in Längsrichtung erstreckend, verläuft. Das Förderband ist ringförmig geschlossen und in einer Richtung luftdurchlässig, insbesondere von unten nach oben, aber nicht umgekehrt, bezüglich der oberen Lage des Förderbands 2. Im Einzelnen besteht das Förderband 2 aus einem Verbundmaterial, wobei eine untere Schicht aus Kevlar® und die obere Schicht aus Silikonmaterial mit Mikrolöchern besteht.
Das Förderband 2 wird im Betriebszustand des Trocknungsmoduls A bei Förderung des Materials M von Mikrowellenstrahlen getroffen, die von Mikrowellengeneratoren 3 erzeugt werden, zum Beispiel von Magnetronen, die längs des Behälters 1 angeordnet sind und in Richtung auf das darunter liegende Förderband 2 orientiert sind. Die so erzeugten Mikrowellenstrahlen durchqueren eine Wirbelschicht von Material M von oben nach unten und treffen auf das Förderband 2, das sie nicht durchqueren, sondern von dem sie reflektiert werden, so dass sie die Materialmasse M abermals durchqueren.
Auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. am anderen Ende, führt das Förderband 2 zur Ausgangsöffnung 103, durch welche das Material M für nachfolgende Bearbeitungsschritte ausgeworfen wird.
Bei einer Vorzugslösung können in der Hauptkammer S Quermischer vorgesehen sein, was von den Merkmalen des zu behandelnden Materials M abhängt.
Wie oben ausgeführt, sind an der Oberseite des Behälters 1, oberhalb des Förderbands 2 in der Hauptkammer S, Mikrowellengeneratoren 3 befestigt. Die Mikrowellengeneratoren 3 sind in Batterien in parallelen Reihen angeordnet und über nahezu die gesamte Länge der Hauptkammer S verteilt, so dass sie lotrecht in Richtung auf das darunter liegende Förderband 2 orientiert sind.
Unterhalb der oberen Lage des Förderbands 2 ist mindestens eine Nebenkammer bzw. Kasten 4 mit einem Boden und Wänden angebracht. Ein in die Nebenkammer 4 seitlich eingelassener temperaturgeregelter Druckluftstrom, der von einem Heizkreis stammt, wird nach oben gerichtet und monodirektional durch das darüber liegende Förderband 2 geleitet. Auf diese Weise wird das Material M während des ganzen Weges durch das Innere der Hauptkammer S vom Luftstrom durchströmt, so dass sich eine Wirbelschicht ausbildet. Die infolge der Behandlung des Materials M feuchte Luft in der Hauptkammer S wird dann mittels dafür vorgesehener Ansaugeinheiten abgezogen und über einen Kreislauf wieder verwendet und wieder in den Konvektionszyklus eingeführt.
In 4 ist ein erstes Beispiel einer Trocknungsanlage zur Behandlung von Schüttgut oder Granulat M gezeigt, bei der mehrere Trocknungsmodule A hintereinander und in teilweiser Überlappung gekoppelt sind. Im Einzelnen überlappt jedes Trockenmodul A teilweise mit dem höheren Teil des Behälters 1 das folgende, nachgeschaltete Modul A, so dass die Ausgangsöffnung 103 für das Material M mit der Einmündung 102 des folgenden Moduls A übereinstimmt. Der Übergang von einem Modul A zum nachfolgenden ist dabei dicht und die Übergabe des Materials M erfolgt durch Fallen in das nächste Trockenmodul. Der Anlage in 4 vorgeschaltet ist mindestens ein Feuchtigkeitssensor vorgesehen, der mit Mitteln zum Wiegen des Materials M und Temperaturmessern zusammenwirkt, während der Trocknungsanlage nachgeschaltet als Abschluss eine Apparatur B vorgesehen ist, um dem Material M darin durch den Trocknungsvorgang in den vorherigen Trocknungsmodulen gespeicherte Wärmeenergie zu entziehen.
In 3 ist ein zweites Beispiel einer Trocknungsanlage zur Behandlung von Schüttgut oder Granulat M gezeigt, bei der ein einzelnes Trocknungsmodul A waagrecht angeordnet und mit einer Apparatur B verbunden ist. welche dem Material M darin gespeicherte Wärmeenergie entzieht. Das Trockenmodul A ist dabei über der Apparatur B parallel mittels Pfosten 104, 105 auf Abstand angeordnet. Das Material M gelangt vom oben liegenden Trocknungsmodul A durch einfaches Herabfallen durch die Ausgangsöffnung 103 ins Innere der Apparatur B und lagert sich auf einem zweiten Förderband ab. Die Apparatur B, welche dem behandelten Material M darin gespeicherte Wärmeenergie entziehen soll, ist von ähnlichem Aufbau wie das Trocknungsmodul A ist, sie unterscheidet sich lediglich durch den Wegfall der im Trocknungsmodul A enthaltenen Mikrowellengeneratoren 3.

Claims

Trocknungsmodul zur kontinuierlichen Wirbelschicht-Verdampfungstrocknung von Schüttgut oder Granulat (M), wobei das Trocknungsmodul (A) von einem Behälter (1) gebildet wird, mit: - einer Hauptkammer (S) mit einer Atmosphäre kontrolliertem Drucks, die einen länglichen, durchgehenden Tunnel bildet, der an der Oberseite eine Eingangsöffnung (102) und an der Unterseite eine Ausgangsöffnung (103) für das Schüttgut oder Granulat (M) aufweist, - einem luftdurchlässigen Förderband (2), das sich in Längsrichtung des Behälters (1) bzw. der Hauptkammer (S) darin erstreckt und das durch die Eingangsöffnung (102) eintretende Schüttgut oder Granulat (M) aufnimmt und zur Ausgangsöffnung (103) führt, - an der Oberseite des Behälters (1) befestigte Mikrowellengeneratoren (3) zum Erwärmen des auf dem darunter liegenden Förderband (2) befindlichen Schüttguts oder Granulats (M) in der Hauptkammer (S), - mindestens einer entlang der Hauptkammer (S) und unterhalb der oberen Lage des Förderbands (2) angeordneten kastenartigen Nebenkammer (4), an deren Oberseite ein temperaturgeregelter Druckluftstrom austritt, der durch die obere Lage des Förderbands (2) und das darauf befindliche Schüttgut oder Granulat (M) strömt, so dass sich eine Wirbelschicht ausbilden kann, - einer Ansaugeinheit zur Kontrolle des Luftdrucks in der Hauptkammer (S), - einer Steuereinheit zur sensorgesteuerten Regelung von Luftzufuhr, Temperatur und Luftdruck.
Trocknungsmodul nach Anspruch 1, bei dem das Förderband (2) nur in einer Richtung luftdurchlässig ist.
Trocknungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Förderband (2) aus einem Mehrlagenmaterial besteht, wobei die untere Schicht Kevlar® ist und die obere Schicht ein Silikonmaterial mit Mikrolöchern ist.
Trocknungsmodul nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, bei dem die Mikrowellengeneratoren 3 längs des Behälters 1 angeordnet sind und in Richtung auf das darunter liegende Förderband (2) in der Hauptkammer S orientiert sind.
Trocknungsanlage zur Wirbelschicht-Verdampfungstrocknung von Schüttgut oder Granulat (M) enthaltend mehrere Trocknungsmodule (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Trocknungsmodule (A) jeweils geneigt angeordnet und derart hintereinander gekoppelt sind, dass sie sich teilweise überlappen, so dass die Ausgangsöffnung (103) eines Trocknungsmoduls (A) mit der Eingangsöffnung (102) des folgenden Trocknungsmoduls (A) übereinstimmt.
Trocknungsanlage nach Anspruch 5, bei dem der Übergang von einem Trocknungsmodul (A) zum folgenden Trocknungsmodul (A) dicht ist und vor der Anlage mindestens ein Feuchtigkeitssensor vorgesehen ist, der mit Mitteln zum Wiegen des Materials M und Temperaturmessern zusammenwirkt, und der Anlage nachgeschaltet eine Apparatur (B) vorgesehen ist, welche dem Schüttgut oder Granulat (M) durch den Trocknungsvorgang in den vorherigen Modulen darin gespeicherte Wärmeenergie entzieht.
Trocknungsanlage zur Wirbelschicht-Verdampfungstrocknung von Schüttgut oder Granulat (M) enthaltend ein Trocknungsmodul (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Trocknungsmodul (A) waagrecht und über einer Apparatur (B), welche dem Schüttgut oder Granulat (M) durch den Trocknungsvorgang in dem Trocknungsmodul (A) darin gespeicherte Wärmeenergie entzieht, angeordnet und mit dieser gekoppelt ist, wobei die Apparatur (B) ein sich längs der Apparatur (B) erstreckendes Förderband enthält, das durch die Ausgangsöffnung (103) austretendes Schüttgut oder Granulat (M) aufnimmt, und eine unterhalb der oberen Lage des Förderbands angeordneten Kammer, an deren Oberseite ein temperaturgeregelter Druckluftstrom austritt, der durch die obere Lage des Förderbands und das darauf befindliche Schüttgut oder Granulat (M) strömt, so dass sich eine Wirbelschicht ausbilden kann.