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Einrichtung zur Wärme-, Eälte- und/oder Stoffbehandlung körnigen,
rieselfähigen Gutes Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Wärme-,
Kälte- und/oder Stoffbehandlung körnigen, rieselfähigen Gutes, insbesondere von
Nahrungs- und Genußmitteln wie Kaffee und Kakao, mit einer Bördervorrichtung und
mit oberhalb des auf der Bördervorrichtung transportierten Gutes angeordneten, einen
zumindest tiberwiegend gasförmigen Behandlungsstrom auf das Gut führenden Düsen.
Der Behandlungsstrom kann dabei Warmluft zum Anwärmen oder Rösten, Kaltluft zum
Abktihlen oder ein anderes Gas oder ein anderer Dampf beliebiger Temperatur sein,
der zusätzlich flüssige oder feste Schwebeteilchen zur chemischen oder physikalischen
Behandlung des Gutes
enthalten kann. Auch kann der Behandlungsstrom
gleichæeitig zum Reinigen des Gutes von unerwunschten, feinteiligen Beimengungen
dienen, So werden beispielsweise beim Rösten von Kaffee von dem auf ihn aufgeblasenen
Heißluftstrom gleichzeitig die an den Kaffeebohnen anhaftenden, silbrigen HEutchen
entfernt.
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Bei Einrichtungen der genannten Art ist es bekannt, den Transport
des zu behandelnden. Gutes mittels Vibratoren, Förderbändern oder Taschenförderern
durchzuführen. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß das dem Behandlungsstrom
ausgesetzte Gut nicht gleichzeitig mit seiner Behandlung zuverlässig gemischt wird
und daß somit die einzelnen Körner des Gutes nicht untereinander gleichmäßig behandelt
werden. Außerdem erfordern diese Einrichtungen dann einen großen Bauaufwand, wenn
mehrere Behandlungszonen, beispielsweise eine Röst- und eine I£ühlzone, von dem
Gut mit verschiedener Geschwindigkeit durchlaufen werden sollen. Dann muß nämlich
in jeder Behandlungszon.e eine eigene Fördervorrichtung vorhanden sein, und die
Fördervorrichtungen müssen untereinander durch Übergabe einrichtungen oder durch
ein teilweises Überlappen verbunden sein. Das teilweise uberlappen, beispielsweise
von Förderbändern, bedingt wiederum deren in der Höhe versetzte Anordnung und damit
eine große Bauhöhe.
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Es sind weiterhin pneumatische ransportinrichtungen bekannt, die durch
Auf- oder Unterblasen von Luft ein aufgelockertes, fließfähiges Gemisch erzeugen.
Diese Transporteinrichtungen haben jedoch einen. hohen Energiebedarf und bedingen
daher hohe Energiekosten, und es ist eine aufwendige Regelung der zugeführten Luftmenge
erforderlich,
da bei nicht einwandfreier Regelung die Gefahr von Luftdurchbrüchen., Aufwirbelung
von Feinanteilen. und - bei perforierten Rinnen - von Verstoprungen besteht.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile
der bekannten Einrichtungen zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs
genannten. Art dadurch gelöst, daß die Pördervorrichtung ein.e sich drehende Schneckentrommel'mit
auf ihrer Innenseite gebildeten Schneckengängen ist und daß die Düsen innerhalb
der Schneckentrommel angeordnet sind; Bei der neuen Einrichtung ergibt sich dadurch
, daß die Umfangs geschwindigkeit der Schneckentrommel größer ist als die Transportgeschwindigkeit
des Gutes in Längsrichtung der Schneckentrommel, eine RelativUez^3egung zwischen
Fördervorrichtung und Gut, die in Kombinationswirkung mit der besonderen Gestalt
der Schneckentrommel eine stetige Umwälzung und Durchmischung des Gutes bewirkt,
woraus sich eine vollkommen gleichmäßige Behandlung aller einzelner Körner des Gutes
ergibt. Auch werden besondere Abdeckungen der Transportvorrichtung, die ein Entweichen
des Behandlungsstroms nach seinem Auftreffen auf das Gut verhindern sollen,'durch
die allseits geschlossene Gestalt der Schneckentrommel überflüssig.
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Zur weiteren Förderung der Durchmischung des Gutes-können die zylindrischen
Teile der Innenwand der Schneckentrommel eine Rauhigkeit aufweisen-. Diese kann
dadurch erzielt werden, daß zylindrische Teile der Innenwand der Schnekkentrommel
mit etwa parallel zu deren Längsachse verlaufenden
Rippen, Schikanen
oder dergleichen versehen sind.
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Die neue Einrichtung bietet die Möglichkeit,in einfacher Weise auf
der axialen Länge der Schneckentrommel Behandlungszonen mit untereinander verschiedenen.
Behandlungsströmen bei verschiedenen Transportgeschwindigkeiten des Gutes vorzusehen.
Verschiedene ransportgeschwindigkeiten werden nämlich in einfacher Weise dadurch
erreicht, daß auf der axialen Länge der Schneckentrommel Bereiche mit untereinander
verschiedenen Steigungen.der Schneckengänge vorgesehen sind. Diese Bauweise ist
daher vorzugsweise fUr die Ausführung der Einrichtung vorgesehen. Es ist jedoch
ebenfalls denkbar, auf der axialen Länge der Schneckentrommel mindestens einen Bereich
vorzusehen, in dem die die Schneckengänge bildenden, sich radikal erstreckenden
Wandungen in axialer Richtung Öffnungen aufweisen. Dadurch können ständig Teilmengen
des Gutstroms in einen in der Transportrichtung folgenden Schneckengang ausweichen,
und die Gesamt-Transportgeschwindigkeit des Gutstroms wir verringert.
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Eine weitere Möglichkeit, innerhalb der Schneckentrommel verschiedene
Transportgeschwindigkeiten zu erreichen, besteht darin, daß die Schneckentrommel
aus mindestens zwei miteinander fluchtenden, jeweils einzeln rotierend angetriebenen
Teilabschnitten besteht. Bei gleicher Steigung der Schneckengänge in beiden Teilabschnitten
verhalten sich dann die Transportgeschwindigkeiten wie die jeweiligen Drehgeschwindigkeiten
der Teilabschnitte.
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In allen Fällen kann es gtinstig sein, zur Akpas3ung an verschiedene
Gutarten einen. die Schneckentrommel drehenden Antrieb in seiner Drehzahl stufenlos
verstellbar zu machen.
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Die Bereiche unterschiedlicher Gestaltung der Schneckengänge können
graduell oder jeweils an einer definierten Stelle ineinander übergehen. In jedem
Fall werden diese Bereiche vorzugsweise so angeordnet, daß sie jeweils in ihrer
Länge und ihrer Lage innerhalb der Schneckentrommel mit einer Behandlungszone übereinstimmen.
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Für einen unkomplizierten Aufbau der Einrichtung ist es günstig, die
Düsen gruppenweise auf einem Iräger anzuordnen. Dieser Träger kann rohrförmig oder
kanalförmig ausgebildet sein, und der Behandlungsstrom kann durch ihn hindurch den
Düsen zugeführt werden.
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Die Körner des Gutes werden auf der Innenwand der Schnekkengänge durch
Reibung jeweils so lange mitgenommen, bis sie abrutschen und umgewälzt werden. Daher
befindet sich die Mitte des Gutatromes in der Schneckentrommel nicht senkrecht unterhalb
deren Längsachse, sondern ist dieser gegenüber um einen je nach den Eigenschaften
des Gutes verschiedenen Winkel versetzt. Die Düsen sollen senkrecht auf die Oberfläche
des so versetzten Gutstromes gerichtet sein. Um dies auch bei verschiedenen Gutarten
zu erreichen, kann vorgesehen sein, daß der Anstellwinkel der Düsen jeweils in einer
zur Längsachse der Schneckentromnel senkrechten Ebene verstellbar ist. Sind die
Düsen gruppenweise auf einem Träger angeordnet,-so kann die Verstellung in der Weise
erfolgen, daß der Träger mit einer Gruppe von Düsen um eine zur Längsachse der Schnekkentrommel
parallele Achse verstellt wird. Ist der Iräger exzentrisch zur Längsachse der Schneckentrommel
angeordnet, so kann beispielsweise die Verstellung des rägers um seine Längsachse
oder um die Längsachse der Schneckentrommel erfolgen.
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Da sich der Schüttwinkel des Gutes während seiner Behandlung, beispielsweise
durch die Aufnahme oder Abgabe von Feuchtigkeit, verändern kann und demgemäß jeweils
verschiedene Anstellwinkel der Düsen erforderlich sein können, werden in verschiedenen
Behandlungszonen auf unabhängig voneinander verstellbaren Trägern angeordnete Gruppen
von Düsen vorgesehen.
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Zur Steigerung der gleichmäßigen Behandlung oder beispielsweise zur
nur sehr kurzzeitigen Erhitzung der einzelnen Körner des Gutes kann es vorteilhaft
sein, die Düsen in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Obwohl diese grundsätzlich
auch in Richtung der Längsachse der Schneckentrommel möglich wäre, ist es jedoch
konstruktiv einfacher, den Träger mit einer Gruppe von Düsen um eine zur Längsachse
der Schwenktrommel parallele Achse hin- und herschwenkend anzutreiben. Die Grenzen
des dabei überstrichenen Schwenkweges können dabei im Sinne einer Festlegung eines
mittleren Anstellwinkels, beispielsweise durch Einstellung der Exzentrizität eines
Antriebes,veränderbar sein.
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Um eine Vermischung der Behandlungsströme benachbarter Behandlungszonen
zu vermeiden, kann zwischen diesen Behandlungszonen jeweils eine Trennwand vorgesehen
sein.
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Diese kann so gestaltet sein, daß sie an dem Träger befestigt; ist
und radial nacn außen bis in die Nähe des inneren Endes einer Schneckengänge bildenden,
sich radial erstreckenden Wandung reicht. Um dann auch noch ein Umströmen des äußeren
Endes der Trennwand durch einen Schneckengang hindurch schwieriger zu machen, kann
weiter das äußere Ende der Trennwand von einer mit der Sohneckentrommel umlaufenden
Rohrmanschette umgeben sein. Sind in den Behandlungszonen jeweils unabhängig
voneinander
schwenkbare oder verstellbare Träger angeordnet, so können die zuletzt genannten
Maßnahmen zusätzlich dazu dienen, den Träger über die Trennwand zumindest radial
auf der Innenseite der Rohrmanschette abzustützen.
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Die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Vorteile seien im
folgenden anhand der Zeichnung naher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 einen Längsschnitt-durch die Einrichtung
gemäß , Fig..i.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung weist als Fördervorrichtung
eine Schneckentrommel 10 auf, die sich gemäß der in Fig.1 angedeuteten Pfeilrichtung
dreht.
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Auf der Innenseite der Schneckentrommel 10 sind durch sich radial
erstreckende, schneckenförmig verlaufende Wände 11 Schneckengänge gebildet. Durch
diese wird bei der Drehung der Schneckentrommel 10 ein Strom eines körnigen, rieselfähigen
Gutes, beispielsweise von Kunststoff oder von Kaffee, transportiert. Der Transport
erfolgt in Fig. 2 von links nach rechts In der Schneckentroiniitel 10 sind mindestens
zwei Behandlungszonen A und R gebildet, in denen.das Gut 12 unterschiedlich behandelt
wird. Innerhalb der Behandlungszone A weist die Schneckentrommel 10 einen Bereich
mit einer gegenüber der Behandlungszone B geringeren Steigung der Schneckengänge
auf. Hier ist daher die Dransportgeschwindigkeit des Gutes 12 geringer, die Höhle
des Gutsstromes
größer und die wärme- oder stoffaustauschende Oberfläche
des Gutsatromes im Verhältnis zu dessen Volumen kleiner als in der Behandlungsone
B. Zur besseren Umwälzung des Gutes 12 während seines Transports durch die Schneckentrommel
10 innerhalb der Schneckengänge sind auf deren zylindrischen Teilen etwa parallel
zur Längsachse der Schneckentrommel 10 verlaufende Rippen 13 vorgesehen.
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Eine leichte Schrägstellung der Rippen 13 ist ebenfalls denkbar; damit
würde eine zusätzliche Beschleunigung oder Verzögerung des Gutes und damit eine
Unterstützung der Wirkung der unterschiedlichen Steigungen der Schneckengänge erreicht.
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Innerhalb der Schneckentrommel 10 ist in der Behandlungszone A eine
Gruppe von Düsen 14 und in der Behandlungszone B eine Gruppe von Düsen 15 vorgesehen.
Durch diese wird jeweils ein zumindest überwiegend gasförmiger Behandlungsstrom
auf die Oberfläche des Gutes geführt.
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Durch die ihm durch die Düsen 14, 15 verliehene hohe Geschwindigkeit
dringt der Behandlungsatrom zumindest in die oberste Schicht des Gutes ein, so daß
ein inniger Wärme- und/oder Stoffaustausch gegeben ist. Da bekanntlich der Wärmeübergang
mit steigender Geschwindigkeit des Behandlungastromes erhöht werden kann, können
beispielsweise Luft- oder Dampfgeschwindigkeiten verwendet werden, die über der
normalen Schwebegeschwndigkeit des Gutesxliegen. Die Geschwindigkeit des Behandlungastromes
ist in den beiden Behandlungßzonen A, B unterschiedlich beliebig einstellbar und
kann somit dem Korngewioht des Gutes angepaßt werden, eo daß ein Herausßchieudern
enzelner Körner jeweils sicher vermieden wird.
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Die Gruppen von Düsen 14, 15 sind jeweils auf einem rohrförmigen Träger
16 bzw. 17 angeordnet durch den hindurch ihnen der Behandlungsstrom zugeführt wird.
Die Zufuhr erfolgt dabei in Big. 2 zu den Düsen 14 von links her, zu den Düsen 15
von rechts her. Sind mehr als zwei Behandlungszonen vorgesehen, so können die Träger
weiterer Düsen mittels durch das Innere der übrigen Träger hindurch verlegter Rohrleitungen
gespeist werden. Die AbSührung des Behandlungsstromes nach seinem Auftreffen auf
das Gut 12 erfolgt im dargestellten Beispiel in Längsrichtung der Schneckentrommel
10, kann Jedoch auch durch innerhalb von Trägern vorgesehene. Kanäle oder bei genügender
Breite der Wände 11 durch in diesen vorgesehenen, radial verlaufende Schlitze erfolgen.
Zur Abdichtung der Träger 16, 17 gegeneinander und zur Abteilung der Behandlungszonen
A, B ist eine. am Ende des Trägers 17 befestigte, scheibenförmige Trennwand 18 vorgesehen,
die an ihrem äußeren Ende in der Nähe des inneren Endes eine Wand 11 eine rohrförmige
Manschette 19 trägt. Das innere Ende des Tragers 16 ist mittels einer Abschlußwand
20 verschlossen und mittels eines zur Schneckentrommel 10 koaxialen Zapfens 21 in
der Trennwand 18 unabhängig drehbar gelagert. Kann der Träger 17 an seinem nicht
dargestellten äußeren Ende nicht radial gehalten werden, so kann in Abweichung vom
dargestellten Ausführungsbeispiel die rohrförmige Manschette im Innern der Soneckentrommel
10 befestigt und die Trennwand 18 auf ihr radial und gewünschtenfalls auch axial
drehbar gelagert werden. In jedem Fall müssen die Träger 16, 17 dann, wenn eine
Trennwand 18 vorhanden ist und eine Verstellbarkeit des Anstellwinkels und/oder
ein hin- und hergehendes Schwenken der Düsen 14, 15 gewünscht wird, um die in Fig.
2 strichpunktiert angedeutete Längsachse der Schneokentrommel 10 verstellbar bzw.
schwenkbar sein.
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Die Düsen 14, 15 haben üblicherweise einen von der Senkrechten abweichenden
Verlauf, um senkrecht auf die Oberfläche des durch Reibung innerhalb der Schneckentrommel
10 mitgenommenen Gutes 1k zu blasen. Durch eine Verdrehung der Träger 16, 17 kann
nötigenfalls der Anstellwinkel der Düsen 14, 15 geändert werden. Zusätzlich ist
eine oszillierende rotatorische Bewegung der Träger 16,17 jeweils einzeln möglich;
der in Fig. 1 dargestellte Träger 17 befindet sich im unteren Umkehrpunkt einer
solchen oszillierenden Bewegung, wahrend sein oberer Umkehrpunkt dem in Fig. 1 rechten,
oberen Ende des Gutes 12 entspricht.
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DieSchneckentrommel 10 gibt an ihrem nicht dargestellten, in Fig.
2 rechten Ende einen kontinuierlichen Gutsstrom ab, so daß ein stets gleichmäßiger
Durchlauf ohne ein Zurückbleiben von einzelnen Körnern des Gutes, die hierdurch
über- oder unterbehandelt werden könnten, gewährleistet ist. Ein Rückstau des Gutes
12 durch den aufgeblasenen Behandlungßstrom ist jedenfalls nicht möglich; die Transportgeschwindigkeit
des Gutes 12 ist unabhängig von der Intensität des Behandlungsstromes.
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In weiterer Ausgestaltung der Einrichtung kann vorgesehen sein, daß
in der Schneckentrommel 10 oberhalb des Gutes 12 eine Strahlungsheizvorrichtung
vorgesehen ist. So können beispielsweise elektrische Heizstrahler an mindestens
einem der Träger 16, 17 befestigt sein, womit erreicht wird, daß die Heizstrahler
wie die Düsen 14, 15 immer genau auf die Oberfläche des Gutsstromes 12 eingestellt
werden können. Die Leistung der Heizstrahler ist voreugaweise verstellbar, um ihre
Wirkung vonHandoder mittels einer Regelung den jeweiligen Erfordernissen anpassen
zu.
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können.
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Ansprüche