DE2363334B2 - Verfahren zum herstellen eines trockenen, granulatfoermigen produktes aus einer fluessigkeit durch trocknen im wickelbett - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines trockenen, granulatfoermigen produktes aus einer fluessigkeit durch trocknen im wickelbettInfo
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Description
Das Trocknen von einen Feststoff enthaltenden Flüssigkeiten mit dem Ziel, den Feststoff in trockener
Form zu erhalten, besteht im vorliegenden Zusammenhang in erster Linie darin, die Flüssigkeit durch
Verdunsten und/oder Verdampfen von dem Feststoff zu lösen. Hierauf gerichtete Verfahren spielen bei zahlreichen
Herstellungsvorgängen, z. B. von Verbrauchsgütern eine wichtige Rolle. Im Zusammenhang mit den
bekannten Verfahren zur Herstellung eines granulatförmigen Trockenprodukts haben sich insbesondere die
sogenannten Wirbelschicht-Sprühgranulatoren bewährt, weil mit ihnen ohne eine besondere Nachbehandlung
ein Granulat ausreichender Größe und zufriedenstellender Trockenheit herstellbar ist.
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zum Herstellen eines trockenen, granulatförmigen Produktes
aus einer Flüssigkeit durch Trocknung im Wirbelbett, wobei in einer Trocknungskammer die das zu
trocknende Produkt enthaltende Flüssigkeit auf ein durch Einblasen von Trocknungsluft in kontinuierlicher
Wirbelbewegung gehaltenes Wirbelbett aus fertigem Granulat gesprüht wird.
Ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Wirbelschicht-Sprühgranulator ist beispielsweise aus
der US-PS 32 95 221 bekanntgeworden. Bei ihm wird in einem zylindrischen Behälter eine bestimmte Menge des
zu trocknenden Produktes eingefüllt, das mittels eines von einem Gebläse geförderten heißen Trocknungsluft
stromes in den Wirbelzustand versetzt wird. Auf dieses Wirbelbett wird dann die die zu trocknende Substanz
enthaltende Flüssigkeit aufgesprüht. Die verdunstete Flüssigkeit gelangt mit der Abluft ins Freie, währenddem
die Feststoffe mit den bereits getrockneten Substanzen agglomerieren. Mit der Dauer des Arbeitsprozesses
wird also der Feststoffanteil immer größer, so daß in periodischen Abständen eine Teil-Entleerung des
Trockengutes und demzufolge eine Unterbrechung des Arbeitsprozesses erforderlich ist. Ein Chargenbetrieb
mit den ihm anhaftenden Nachteilen ist also unumgäng-Hch.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zum Herstellen eines trockenen, granulatförmigen Produktes
aus einer die zu trocknende Substanz enthaltenden Flüssigkeit einen Wirbelschicht-Sprühgranulator anwenden
und diesen aber kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechung des Trocknungsprozesses, betreiben zu
können, wie letzteres beispielsweise bei einfachen Zerstäubungstrocknern möglich ist.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Versprühen der Flüssigkeit und das gleichzeitige
Einblasen der Trocknungsluft über die Länge einer Bewegungsbahn des Wirbelbettes durch die Trocknungskammer
erfolgt und das Wirbelbett kontinuierlich durch einen rückgeführten Teil des die Trocknungskammer
verlassenden Granulates ergänzt wird.
Da sich die Menge des in die Trocknungskammer zurücklaufenden Gutes ohne weiteres mit bekannten
Mitteln regulieren läßt, arbeitet dieses Verfahren kontinuierlich und die durch die Einbringung der
einzelnen Chargen bedingten Betriebsunterbrechungen entfallen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung passiert die das Wirbelbett laufend ergänzende Granulatmenge
vor dem Eintritt in die Trocknungskammer eine mechanische Granuliervorrichtung, wobei diese rückzuführende
Granulatmenge nach dem Verlassen der Trocknungskammer von der Granulatmenge abgezweigt
werden kann. Soll das Granulat innerhalb der Trocknungskammer anschließend an das Trocknen
noch zusätzlich behandelt, beispielsweise aromatisiert und/oder ummantelt werden, so wird nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung das rückzuführende Granulat von der Zusatzbehandlung aus der Trocknungskammer
abgezogen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen
Wirbelschicht-Sprühgranulators dar. Es zeigt
F i g. 1 einen schematischen lotrechten Längsschnitt einer Anlage zur Herstellung eines trockenen, pulverförmigen
Produktes aus einer flüssigen Phase nachdem Wirbelschichtprinzip;
F i g. 2 einen vereinfachten Schnitt längs der Linie U-II in Fig. 1;
Fig.3 einen schematischen lotrechten Längsschnitt einer Konstruktionsvariante der in den F i g. 1 und 2
dargestellten Anlage und
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3.
Der in den F i g. 1 und 2 unter Verzicht auf
unwesentliche Einzelheiten dargestellte Sprühgranulator weist ein Gehäuse 1 auf, innerhalb dessen sich eine
langgestreckte Trocknungskammer 2 befindet. Ihre Seitenwände sind im unteren Teil, wie F i g. 2 zeigt, so
geneigt, daß ein sich nach oben erweiterndes Wirbelbett entsteht, das nach unten durch eine Lochplatte 3
abgegrenzt wird. Mittels eines Zentrifugalventilators 4 wird die zum Trockner, erforderliche Luft durch einen
Stutzen 5 von außen angesaugt und gelangt über einen Filter 6 und einen mit einer Regelklappe versehenen
Lufterhitzer 8 in die untere Kammer 9, von wo aus die angewärmte Luft durch die Lochplatte 3 nach oben
steigt, eine Vorlage 10 des granulatförmigen Produktes durchdringt und die einzelnen Granulatpartikeln dabei
durchwirbelt und innerhalb der Kammer 2 in einem Schwebezustand hält.
Die mit der zu trocknenden Substanz versetzte Flüssigkeit, aus welcher das trockene, granulatförmige
Produkt hergestellt werden soll, ist bei dem gewählten Ausführungsbiespiel in fünf verschiedenen Behältern 11
oberhalb der Trocknungskammer angeordnet. Eine Pumpe 12a fördert diese Flüssigkeit aus den Behältern
H durch Rohrleitungen 12 zu den innerhalb der Trocknungskammer 2 angeordneten Sprühdüsen 13, wo
die Flüssigkeit fein versprüht wird. Durch eine solche Aufteilung der Flüssigkeit in mehr oder weniger feine
Tröpfchen wird einerseits der Wärmeübergang beirächtlich verbessert, andererseits die Granulatbildung
begünstigt.
Nach dem Durchtritt durch die Trocknungskammer 2 passiert die nunmehr feuchte Luft die im oberen Teil der
Kammer 2 aufgehängten Abluftfilter 14 und gelangt dann über eine Umstellkiappe 15 sowie einen
Abluftstutzen 16 ins Freie.
Da die bis jetzt beschriebene Einrichtung nicht nur zur Trocknung, sondern auch zur Bildung eines mehr
oder weniger feinkörnigen Granulates dienen soll, ist es ohne eine Produktvorlage erfahrungsgemäß nicht
möglich, die in der Trocknungskammer 2 versprühte flüssige Substanz einfach mit der einströmenden
Warmluft zu durchwirbeln und den getrockneten Festkörperanteil kontinuierlich auszutragen. Bei einem
solchen Vorgehen ergibt sich, wie die Erfahrung zeigt, ein mehr oder weniger fester Kuchen, der von Zeit zu
Zeit von seiner Unterlage abgekratzt und einer Mahlvorrichtung zugeführt werden müßte.
Ein trockenes Granulat läßt sich, wie dem Fachmann bekannt ist, in derartigen Einrichtungen nur dann
herstellen, wenn die Trocknungskammer 2 während des Betriebes stets eine gewisse Mindestmenge bereits
fertigen Granulats enthält. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art füllt man daher in die Trocknungskammer
2 vor deren Inbetriebnahme eine gewisse Vorlage fertigen Granulats ein, worauf die Einrichtung
eine gewisse Zeit lang, beispielsweise 30 bis 50 Minuten, in Betrieb gehalten werden kann. Nach Ablauf dieser
Zeit setzt dann jedoch die unerwünschte Klümpchenbildung ein, das Material ballt sich zusammen und es
erweist sich als notwendig, die Trocknungskammer zu entleeren und eine neue Charge trockenen Granulates
einzufüllen.
Der in der Zeichnung dargestellte Sprühgranulator arbeitet jedoch im Gegensatz zu den bekannten
Anlagen kontinuierlich. Zu diesem Zwecke wird das Granulat, das die Kammer 2 in Richtung des Pfeiles 17
durchwandert, durch einen Stutzen 18, eine Schleuse 20, einen Trichter 21 und eine Rückführleitung 22 in einen
Einfülltrichter 24 zurückgeleitet, in dessen oberem Teil eine Garnitur Abluftfilter 25 mit automatisch arbeitender
Abblasvorrichtung sowie ein motorisch angetriebener Ventilator 26 angeordnet sind. Die durch die Leitung
22 mitgeführte, milltels des Ventilators 26 angesaugte Luft wird nach entsprechender Filterung wieder durch
einen Stutzen 27 ims Freie abgeblasen. Das Granulat 28 gelangt durch eine Schleuse 29 und den Schacht 31 in die
Trocknungskammer 2, während eine bestimmte, nach Belieben regulierbare Teilmenge des Fertigproduktes
mittels einer Dosiervorrichtung 30 ausgetragen und in einem luftdichten Behälter 32 aufgefangen wird.
Auf diese Weise ist gewährleistet, daß sich innerhalb
der Trocknungskammer 2 stets eine bestimmte, nach Belieben einstellbare Vorlage trockenen Granulates
befindet, so daß eine Betriebsunterbrechung nicht mehr erforderlich ist.
Wie die Erfahrung gezeigt hat, ist bei bestimmten Substanzen der Korngröße des Gi anulates eine untere
Grenze gesetzt, so daß in manchen Fällen das aus der Trocknungskammer 2 ausgetragene Produkt noch
einem Granuliervorgang unterworfen werden muß. Zu diesem Zwecke ist in die Leitung 22 eine mit 33
bezeichnete Granuliervorrichtung eingeschaltet, welche mittels entsprechender, nicht dargestellter Ventile
durch eine By-pass-Leitung 34 umgangen werden kann.
Wie F i g. 1 zeigt, ist der unterhalb der Trocknungskammer 2 befindliche Teil der Einrichtung in drei
Abschnittet, Sund Cunterteilt. Jeder dieser Abschnitte
ist mit separat einstellbaren Luftregulierklappen und einer Temperaturregulieranlage versehen, so daß
sowohl die Luftmenge als auch die Lufttemperatur in jedem Kammerabschnitt nach Belieben eingestellt
werden kann.
In dem letzten, mit Cbezeichneten Kammerabschnitt erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kein
Einsprühen flüssiger Substanzmenge, sondern dieser Abschnitt dient ausschließlich der Trocknung oder
Kühlung des Granulats.
Die Sprühdüsen 13 können sowohl in seitlicher Richtung als auch bezüglich ihrer jeweiligen Höhenlage
verstellt werden.
Im Vergleich zu den bekannten Anlagen dieser Art, welche im allgemeinen eine kreiszylindrische Trocknungskammer
mit Chargenbetrieb aufweisen, kann die Trocknungskammer 2 der beschriebenen Einrichtung je
nach Menge und Art der zu granulierenden Substanz beliebig lang ausgebildet werden.
Muß dem getrockneten Produkt noch eine Aroma-Substanz zugeführt werden, so wird das als Vorlage
dienende Granulat durch eine Schleuse 37 entnommen und im Abschnitt C eine Aromatisierungsdüse 35
angeordnet. Das getrocknete aromatisierte Produkt wird in diesem Fall durch den Stutzen 18 mittels einer
Schleuse aus dem Apparat ausgetragen. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in F i g. 3 und 4 dargestellt. Für
die unverändert gebliebenen Einzelteile dieser Einrichtung wurden wieder die gleichen Bezugszahlen verwendet.
Die Leitung 36 kann selbstverständlich auch wieder ein mit einem By-pass umgehbare Granuliervorrichtung
aufweisen.
Die vorzeitige Absaugung des in die Trocknungskammer 2 zurückzuführenden Granulatanteiles ist nicht auf
die Herstellung aromatisierten Granulates beschränkt. So wäre es beispielsweise auch möglich, in das Granulat
mittels der Sprühdüse 35 ein gelöstes Hüllmaterial einzusprühen, das die einzelnen Granulatpartikeln
umhüllt und damit der Verflüchtigung bestimmter Substanzen entgegenwirkt. Auch wäre es selbstverständlich
ohne weiteres möglich, im Bereiche des Kammerabschnittes C zwei oder mehrere Spezialdüsen
35 anzuordnen, durch welche beispielsweise zunächst eine Aromatisierung und anschließend eine Ummantelung
der aromatisierten Granulatpartikeln erfolgen könnte.
Herstellung eines Instant-Cacao-Granulates
Ein in Puderform vorliegendes Cacaopulver wird
Ein in Puderform vorliegendes Cacaopulver wird
durch den Einfülltrichter 24 mittels der Schleuse 29 in die Trocknungskammer eindosiert. Dabei wird der
Einfülltrichter 24 immer gefüllt gehalten, um den kontinuierlichen Verlauf des Prozesses zu gewährleisten. Gleichzeitig wird die Zuluft mit einer maximalen
Temperatur von 50 bis 600C eingeblasen. Sobald die Trocknungskammer auf ihrer ganzen Länge ein
gleichmäßiges Wirbelbett aufweist, kann das Einsprühen des flüssigen Mediums beginnen. Durch die erste
der Düsen 13 wird -eine Lösung aus 50% 2!ucker und 10% Dextrose in Wasser auf das Cacaopuder gesprüht.
Das sich bildende Granulat durchwandert die Trocknungsbahn und kurz vor dem Austritt wird durch eine
zweite Düse Oleumcacao, gelöst in Alkohol (ca. 2%), auf das austretende Gut versprüht. Die Staubanteile, welche
bei dieser Cacao-Herstellung dank der automatischen Filterreinigung nur ca. 5% betragen, werden kontinuierlich wieder in den Einfülltrichter 24 zurückgebracht und
mit dem ständig in die Einrichtung einfließenden Cacaopuder granuliert. Das fertiggestellte Granulat
wird am Austritt kontinuierlich abgeführt.
Pulverförmiges Trockenblut wird zunächst über den Einfülltrichter 24 in die Trocknungskammer 2 eingelei-
tet, worauf zur Gewährleistung eines kontinuierlichen
Betriebs schon jetzt die Abzugsschleuse 20 in Betrieb genommen wird. Nun wird die auf ca. 600C erwärmte
Zugluft eingeblasen und aus einer oder mehreren Düsen 13 flüssiges Blut auf die sich bewegende Vorlage
gesprüht. Die Korngröße des Granulates nimmt dadurch zu und das Fertigprodukt kann kontinuierlich
entnommen werden.
Pulverföirmige Trockenmilch wird über den Einfülltrichter 24 in die Trocknungskammer eingeleitet. Um
einen kontinuierlichen Verlauf zu gewährleisten, wird bereits jetzt die Rückführung über die Schleuse 20
bedient. Sobald der erforderliche »Rundlauf« eingestellt ist, wird die auf 700C erwärmte Zugluft in zwei
Kammern eingeblasen. Nun wird durch eine erste Düse 13 flüssige Vollmilch auf die Vorlage gesprüht. Die
Korngröße des Granulates wächst nun an und die Höhe des Wirbelbettes steigt entsprechend. Das Fertigpro
dukt kann kontinuierlich entnommen werden.
In ähnlicher Weise lassen sich auch Fruchtsaft granulate, Instant-Trockentee und Instant-Kaffee her
stellen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines trockenen, granulatförmigen Produktes aus einer Flüssigkeit
durch Trocknung im Wirbelbett, wobei in einer Trocknungskammer die das zu trocknende Produkt
enthaltende Flüssigkeit auf ein durch Einblasen von Trocknungsluft in kontinuierlicher Wirbelbewegung
gehaltenes Wirbelbett aus fertigem Granulat gesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Versprühen der Flüssigkeit und das gleichzeitige Einblasen der Trocknungsluft über die Länge einer
Bewegungsbahn des Wirbelbettes durch die Trocknungskammer erfolgt und das Wirbelbett kontinuierlich
durch einen rückgeführten Teil des die Trocknungskammer verlassenden Granulates ergänzt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wirbelbett laufend ergänzende
Granulatmenge vor dem Eintritt in die Trocknungskammer eine mechanische Granuliervorrichtung
durchläuft.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rückzuführende Granulatmenge
nach dem Verlassen der Trocknungskammer von der Granulatmenge des Granulats abgezweigt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Granulat innerhalb der Trocknungskammer anschließend
an das Trocknen noch zusätzlich behandelt, beispielsweise aromatisiert oder ummantelt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß das rückzuführende Granulat vor der Zusaubehandlung aus
der Trocknungskammer abgezogen wird.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHV | Refusal |