DE2338129A1

DE2338129A1 - Verfahren und trocknungsfoerderer zum trocknen von tabak

Info

Publication number: DE2338129A1
Application number: DE19732338129
Authority: DE
Inventors: Werner Heyden; Willi Thiele; Gerd-Joachim Wendt
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1973-07-27
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1975-02-13
Also published as: US3978868A

Description

werke körber & co. kg. HAMBURG Beigedoif, den 19. JuIi 1973

Stw.; Tabakröste-Gegenstrom-Brüdensteuerung - A 1269 Verfahren und Trocknungsförderer zum Trocknen von Tabak

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von in einem Trocknungsförderer gefördertem Tabak, bei dem dem Trocknungsförderer den Tabak unmittelbar erwärmendes Heißgas, vorzugsweise Heißluft, die im Gegenstrom zum Tabak geführt ist, und Wärme zum Erwärmen der Trocknerwand zugeführt werden, wobei die Heißluft nach Verlassen des Trocknungsförderers mit einem anderen Frischgas, vorzugsweise Frischluft, gemischt und zum Teil zu der Zone des Trocknungsförderers wieder zurückgeführt wird, an der der Tabak diesen verläßt.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Trocknungsförderer für Tabak mit einer ersten Wärmequelle zur Abgabe von Wärme in Form von im Gegenstrom zum Tabak geführtem, den Tabak unmittelbar erwärmendem Heißgas, vorzugsweise Heißluft, und mit einer zweiten Wärmequelle zur Abgabe von Wärme an die Trocknerwand; der Trocknungsförderer dient insbesondere zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Es sind bereits Steuerungen für Tabaktrockner bekannt geworden, bei denen ein Trocknungsförderer, z.B. eine Trocknungstrommel, mit einer Wandbeheizung versehen ist, wobei an dem Tabakauslaß außerdem ein Heißgasstrom zugeführt ist, der entgegen der Durchlaufrichtung des Tabaks im Trockner, also im Gegenstrom, geführt ist. Nachdem der Heißgas— strom, meist Heißluft, durch Aufnahme von Feuchte von dem Tabak entsprechend feucht geworden ist, verläßt er als Brüden den Trocknungsförderer. Aus tabaktechnologischen Gründen kann es aber erwünscht sein, die Heißluft bereits vor der Zufuhr zu dem Tabaktrocknungsförderer zu konditionieren, d.h. sie mit einer bestimmten Anfangsfeuchte und Anfangstemperatür zu versehen.

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Stw.: Tabakröste-G-egenstrom-Brüdensteuerung - A 1269 Bergedorf, den 19. Juli 1973

Außerdem wird angestrebt, die stark riechenden Brüden möglichst im Kreislauf, im sogenannten Umluftverfahren zu führen, bei dem nur ein möglichst geringer Teil durch Beimischen eines frischen Gases, z.B. Luft, ersetzt wird. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist eine neue Steuerung eines Gegenstromtrockners, bei dem den vorgenannten Wünschen Rechnung getragen wird. Die Lösung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Feuchte des getrockneten Tabaks gemessen wird und daß in Abhängigkeit von dem Feuchtemeßwert der Anteil der zurückgeführten Heißluft an dem gesamten, dem Trocknungsförderer zugeführten Luftstrom gesteuert wird.

Es ist erwünscht, im Tabaktrockner stets zumindest annähernd konstante Luftverhältnisse, was Mengen und Drücke betrifft, zu haben, um bei Hegeleingriffen nicht noch diesbezügliche schwankende Parameter berücksichtigen zu müssen. Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die dem Trocknungsförderer zugeführte Heißluft-Gesamtmenge, bestehend aus dem Anteil der zurückgeführten Heißluft und dem zugemischten Anteil von Frischluft, zumindest annähernd konstant zu halten. Bei einer Steuerung der Tabakendfeuchte über den Feuchtegrad der rückgeführten Heißluft sollte außer der schon erwähnten Konstanthaltung der Luftmenge auch der Parameter " Lufttemperatur " nicht schwanken, damit der Regeleingriff möglichst eindeutig bleibt. Es wird daher in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Temperatur des dem Trocknungsförderer zugeführten Heißluftstromes konstant zu halten. Es ist der Zweck der dem Trockner zugeführten Heißluft, kurzzeitige Schwankungen in der Endfeuchte des getrockneten' Tabaks möglichst schnell auszugleichen, während die Wandheizung LangzeitSchwankungen ausregeln soll. Diese Aufteilung rührt daher, daß der Stellbereich der Heißluft relativ beschränkt ist, während

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Stw.: Tabakröste-Gegenstrom-Brüdensteuerung - A 1269 Bergedorf, den 19. Juli 1973

der Stellbereich der Wandheizung viel größer ist; allerdings ist die Wandheizung viel träger als die Heißluft, so daß sie nicht zum Äusregeln von schnell ablaufenden Schwankungen verwendet werden kann. Damit die Luft nach einem Stelleingriff möglichst schnell mit ihrem vollen Stellbereich wieder zum Ausregeln v/eiterer Feuchte Schwankungen im getrockneten Tabak zur Verfugung steht, wird gemäß der Erfindung bei Änderungen des Mischungsverhältnisses von rückgeführter Heißluft und zugemischter Frischluft infolge einer Änderung des Feuchtegrades des getrockneten Tabaks die Wandheizung des Trocknungsförderers so beeinflusst, daß das ursprüngliche Mischungsverhältnis, wenigstens der Tendenz nach, wieder hergestellt wird.

Der vorgenannte Trocknungsförderer (Gegenstromförderer) ist gekennzeichnet durch eine Leitung für die Heißluft zwischen ihrem Auslaß aus dem Trocknungsförderer und ihrem Einlaß in diesen, durch einen Meßwertgeber für die Feuchte des getrockneten Tabaks und durch eine mit dem Meßwertgeber verbundene Steuerungsanordnung für die Menge der in der Leitung zwischen Auslaß und Einlaß zurückgeführten Heißluft. Um Beeinträchtigungen des Erfolges eines Regeleingriffes infolge sich in unerwünschter Weise mit der eigentlichen Stellgröße (Feuchte der dem Trocknungsförderer zugeführten Heißluft) ändernder Parameter auszuschließen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine von der Steuerungsanordnung steuerbare Mischvorrichtung zum Mischen der in der Leitung rückgeführten Heißluft mit Frischluft vorgesehen, derart, daß dem Trocknungsförderer an seinem Lufteinlaß eine konstante Luftmenge zugeführt wird. Aus ähnlichen Gründen kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Regelanordnung zum Konstanthalten der Temperatur der dem Trockner zugeführten Heißluft vorgesehen sein.

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Stw.: Tabakröste-Gegenstrom-Brüdensteuerung A 1269 Bergedorf, den 19. Juli 1973

Die Erfindung wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert :

Ein Trocknungsförderer 1 ist als Trocknungstrommel 2 ausgebildet, die mit zwei Laufringen 3 und 4 auf Rollen 6 bzw. gelagert und von einem auf die Rollen 6 wirkenden elektrischen Antriebsmotor 8 zu einer Drehbewegung antreibbar ist. Zum Zufördern von feuchtem, also zu trocknendem Tabak 9 dient ein Förderband 11, das über einer stationären Einlaßrutsche 12 endet. Zum Abfördern des getrockneten Tabaks 13 dienen eine stationäre Auslaßrutsche 14» eine Schwingförderrinne 16 und ein Förderband 17· Die Trocknungstrommel 2 hat zwei Y/ärmequellen :

Eine erste Wärmequelle in Form eines Heißgases, in dem A usführungsbeispiel speziell Heißluft, die an einem Einlaß 18 in die Trocknungstrommel 2 eingeführt und an einem Auslaß aus der Trocknungstrommel herausgeführt ist. Die Heißluft ist an einer Mischvorrichtung 21 vorbei durch eine Rohrleitung 22 zu dem Einlaß 18 zurückgeführt. Ein schematisch angedeuteter Ventilator 23 sorgt für die Aufrechterhaltung der Luftströmung. Die Mischvorrichtung 21 besteht aus zwei synchron miteinander verstellbaren Luftklappen 24 und 26, die aus ihrer dargestellten Mittelstellung von einem gemeinsamen steuerbaren Stellantrieb 27 verstellbar sind, wobei sie sich ihren Endlagen mehr oder weniger nähern. Die Pfeile 25 symbolisieren dabei eine gemeinsame Verstellbewegung beider Klappen« Die andere wäre entgegengesetzt zu den Keilen 25. Durch eine Ausblasöffnung 28 kann aus dem Auslaß 19 ausgeströmte feuchte Heißluft, sogenannte Brüden, entsprechend der Stellung der Klappe 26, ins Freie strömen.

Genau entsprechend strömt dann durch eine Ansaugöffnung 29 Frischluft an der Klappe 24 vorbei zu, die im allgemeinen die Kondition ihrer Umgebung hat,aber auch, zur Entlastung

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der nachfolgend beschriebenen Regelanordnung 31» erwärmt sein kann. 31 ist eine Regelanordnung zum Konstanthalten der Heißlufttemperatur, bestehend aus einem Temperaturmeßwertgeber 32, einem Sollwertgeber 33» einer von beiden beaufschlagten Vergleichsstelle 34» einem vom Ausgangssignal der Vergleichsstelle 34 beaufschlagten Verstärker 36 und einem Heizregister 37 zum Heizen der Luft. Der Meßwertgeber 32 ist vorteilhaft als an sich bekannter temperaturempfindlicher Halbleiter vom PTC- oder NTG-Typ ausgebildet. Zum Steuern der Menge der vom Auslaß 19 über Leitung 32 rückgeführten feuchten Heißluft dient eine Steuerungsanordnung 41» die aus folgenden Teilen besteht : einem der Schwingförderrinne 16 zugeordneten Meßwertgeber 42 für den Feuchtegrad des den Trockner verlassenden Tabaks, etwa vom an sich bekannten Typ HWK der Anmelderin; einer Vergleichsstelle 43» die außer mit dem Meßwertgeber 42 mit einem Sollwertgeber 44 verbunden ist; einer weiteren Vergleichsstelle 46 eines unterlagerten Regelkreises für die Feuchte der dem Einlaß 18 zugeführten Heißluft, die einerseits mit dem Ausgang der Vergleichsstelle 43» andererseits mit einem Feuchtemeßwertgeber 47 in der Leitung 22 zum Messen der Feuchte der dem Einlaß 18 zugeführten Heißluft verbunden ist, und deren Ausgang über einen Verstärker 48 den Stellantrieb 27 der Mischvorrichtung 21 steuert. Der Feuchtemeßwertgeber 47 kann ein an sich bekanntes Hygroskop sein.

Mit dem Stellantrieb 27 ist ein Potentiometer 51 gekuppelt, dessen Ausgangsspannung ein Maß für die Verstellung der Klappen 24 und 26 ist und die zu einer Summierstelle 52 geführt ist. Dieser Summierstelle ist außerdem das Signal eines Sollwertgebers 53 und das Signal eines die Wandtempera¹-tür der Trocknungstrommel 2 erfassenden Meßwertgebers 54 zugeführt. Der zuletzt erwähnte Meßwertgeber kann ein fest

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Stw. : Tabakröste-Gegenstrom-Brüdensteuerung - A 1269 Bergedorf, den 19. Juli 1973

auf der Wand der drehbaren Trommel angeordneter temperaturempfindlicher Halbleiter sein, der seine Spannung über eine an eine Kontaktbahn auf der Trommel 2 angedrückte Rolle abgibt. Der Ausgang der Vergleichsstelle 52 beaufschlagt eine weitere Vergleichsstelle 56 eines unterlagerten Dampfdruckregelkreises.

Die zweite Wärmequelle wirkt nämlich auf die Trocknerwand ein und hat als Wärmeträger Dampf, der von einem Dampferzeuger 61 über ein Stellventil 62 als Schaufeln dienenden Heizschlangen 63 in der Trοcknungstrommel 2 zugeführt ist. Der Dampfdruck ist über einen Meßwertgeber 64 in ein elektrisches Signal umsetzbar; er beaufschlagt die Vergleichsstelle 56, deren Ausgang über einen Verstärker 66 das Stellventil 62 steuert.

Wirkungsweise des Trockners gemäß der Erfindung : Der von dem Förderband 9 in stetigem Mengenstrom herangeförderte feuchte Tabak gelangt über die Einlaßrutsche 12 in die Trocknungstrommel 2, die von dem Antriebsmotor 8 in eine konstant drehende Bewegung versetzt ist. In der Trocknungstrommel 2 wird der Tabak von der durch den Dampf bewirkten Wandheizung, insbesondere an den Schaufeln 63, und von der in Gegenrichtung, d.h. im Gegenstrom zum Tabak geführten Heißluft erwärmt, v/obei er abtrocknet. Der getrocknete Tabak 13 gelangt, wenn er die Trocknungstrommel 2 an ihrem Auslaßende verlassen hat, über die Auslaßrutsche 14 auf die Schwingförderrinne 16 und von da auf das Förderband 17, auf dem er zur Weiterverarbeitung abgefördert wird. Die Heißluft wird, nachdem sie die Trocknungstrommel 2 an dem Auslaß 19 verlassen hat, im Umluftverfahren über Leitung 22 zu dem Einlaß 18 zurückgeführt. Dabei wird sie von dem Ventilator 23 an der Mischvorrichtung 21, dem Heizregister 37 "und den Meßwertgebern 32 und 47 vorbeigeführt.

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Ihre Temperatur wird, bevor sie den Einlaß 18 erreicht, gemessen und geregelt, so daß sie konstant ist. Sie Stellung der Klappen 24 und 26 ist normalerweise in der Mitte, so daß stets etwas von der Heißluft, die den Auslaß 19 der Troeknungstrommel 2 verlassen hat, durch Ausblasöffnung 28 ins Freie strömen kann, wofür etwa die gleiche Menge !!frischluft durch Ansaugöffnung 29 in die Leitung 22 gesaugt wird.

Tritt eine Feuchteänderung im getrockneten Tabak auf, wird dieser z.B. zu feucht, so gibt die Vergleichsstelle 43 ein Signal ab, das als Führungsgröße der nachgeschalteten ■Vergleichsstelle 46 des unterlagerten Feuchteregelkreises der im Umluftverfahren geführten Heißluft zugeführt ist. Die auch hier auftretende Regelabweichung steuert über Verstärker 48 den Stellantrieb 27 der Klappen 24 und 26, die entgegen der Richtung der Pfeile 25 verstellt werden. Dies bedeutet, daß mehr Heißluft durch Ausblasöffnung 28 ins Freie strömt, während mehr - unter Umständen schon erwärmte ■ Frischluft durch Ansaugöffnung 29 angesaugt wird. Die Klappenverstellung erfolgt sehr schnell und solange, bis die vom Meßwertgeber 47 erfaßte Feuchte der dem Einlaß 18 zugeführten Heißluft sich an die neue von der Vergleichsstelle 46 abgegebene Führungsgröße angepaßt hat. Infolge der schnellen Klappenversteilung kann die Feuchteabweichung des Tabaks 13 schnell ausgeregelt werden. Da aber der Stellbereich der Luft begrenzt ist, dürfen die Klappen nicht in ihrer Stellung stehen bleiben, sondern sie sollen, sofern die Feuchteabweichung anhält, in ihre Mittelstellung zurückgeführt werden, wobei die dampfbeheizte Trommelwand die erhöhte Heizleistung übernehmen muß.

Hierzu gibt das Potentiometer 51, das mit den Klappen 24 und 26 verstellt worden war, ein Ftihrungssignal an die Summiersteile 52, das sich zu dem vom Sollwertgeber 53

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abgegebenen Signal hinzuaddiert. Das entsprechend größere Ausgangssignal der Summierstelle 52, das der Vergleichsstelle 56 des Dampfdruckregelkreises zugeführt ist, führt zu einer Erhöhung des Dampfdruckes und damit zu einer stärkeren Erwärmung der Trommelwände und der Schaufeln 63. Wenn die Erwärmung nach einer bestimmten, durch die thermischen !Trägheiten in der Trommel und dem Dampfsystem bedingten Anlaufzeit wirksam wird und die erhöhte Trocknungsleistung übernimmt, kann der Stellantrieb 27 die Klappen 24 und 26 wieder in ihre Ausgangsstellung,·d.h. in ihre Mittelstellung zurückführen.

Das von Meßwertgeber 54 abgegebene, der erhöhten Wandtemperatur entsprechende Signal, das der Summierstelle 52 zugeführt wird, sorgt dafür, daß der Dampfdruckregelkreis auch weiterhin, d.h. nach Verschwinden des von Pontiometer 51 abgegebenen Signals, mit einem Sollwert beaufschlagt wird, der der erhöhten Heizleistung entspricht.

Bei exner entgegengesetzten Abweichung der Tabakendfeuchte, also bei zu trockenem Tabak 13, läuft der vorbeschriebene Regelvorgang im umgekehrten Sinn ab.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Brüden nicht vollständig ins Freie abgeblasen werden und daher nicht stets neue Heißluft erzeugt werden muß, sondern daß die Heißluft, zum Teil wenigstens, für eine schnelle Regelung der Tabakfeuchte benutzt werden kann.

- Patentansprüche -

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Claims

Stw.: Tabakröste-Gegenstrom-Brüdensteuerung - A 1269 Bergedorf, den 19. Juli 1973 Pat entansprüche

1. Verfahren zum Trocknen von in einem Trocknungsförderer gefördertem Tabak, "bei dem dem Trocknungsförderer den Tabak unmittelbar erwärmendes Heißgas, vorzugsweise Heißluft, die im Gegenstrom zum Tabak geführt ist, und Wärme zum Erwärmen der Trocknerwand zugeführt werden, wobei die Heißluft nach Verlassen des Trockenförderers mit einem anderen irischgas, vorzugsweise Frischluft, gemischt und zum Teil zu der Zone des Trocknungsförderers wieder zurückgeführt wird, an der der Tabak diesen verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die leuchte des getrockneten Tabaks gemessen wird und daß in Abhängigkeit von dem Feuchtemeßwert der Anteil der zurückgeführten Heißluft an dem gesamten, dem Trocknungsförderer zugeführten Luftstrom gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Trocknungsförderer zugeführte Heißluft-Gesamtmenge, bestehend aus dem Anteil der zurückgeführten Heißluft und dem zugemischten Anteil von Frischluft, zumindest annähernd konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des dem Trocknungsförderer zugeführten Heißluftstromes konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderungen des Mischungsverhältnisses der Luft infolge einer Änderung des Feuchtegrades des getrockneten Tabaks die Wandheizung des Trocknungsförderers so beeinflußt wird, daß das ursprüngliche Mischungsverhältnis, wenigstens der Tendenz nach, wieder hergestellt wird.

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5. Trocknungsförderer für Tabak mit einer ersten Wärmequelle zur Abgabe von Wärme in Form von im Gegenstrom zum Tabak geführtem, den Tabak unmittelbar erwärmendem Heißgas, vorzugsweise Heißluft, und mit einer zweiten Wärmequelle zur Abgabe von Wärme' an die Trocknerwand, insbesondere zum Ausüben des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leitung (22) für die Heißluft zwischen ihrem Auslaß (19) aus dem Trocknungsförderer (2) und ihrem Einlaß (18) in diesen, durch einen Meßwertgeber (42) für die Feuchte des getrockneten Tabaks (13) und durch eine mit dem Meßwertgeber verbundene Steuerungsanordnung (41) für die Menge der in der Leitung (22) zwischen Auslaß (19) und Einlaß (18) zurückgeführten Heißluft.

6. Trocknungsförderer nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine von der Steuerungsanordnung (41) steuerbare Mischvorrichtung (21) zum Mischen der in der Leitung (22) zurückgeführten Heißluft mit Frischluft.

7. Trocknungsförderer nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine dem Trocknungsförderer (2) an seinem Lufteinlaß (18) eine konstante Luftmenge zuführende Mischvorrichtung (21).

8. Trocknungsförderer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelanordnung (31) zum Eonstanthalten der Temperatur der dem Trocknungsförderer (2) zugeführten Heißluft vorgesehen ist.

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