DE3305670C2 - Vorrichtung zum Trocknen von Tabakmaterialien - Google Patents

Abstract

Ein Stromtrockner weist neben dem die Wärmequelle umgehenden Regel-Bypass einen zweiten, parallel zu dem Regel-Bypass liegenden und die Wärmequelle umgehenden Bereitschafts-Bypass auf. Bei kurzfristigen Betriebsunterbrechungen wird die Dampfzufuhr unterbrochen und die Umwälzung des heißen Gases im wesentlichen nur noch über den Bereitschafts-Bypass aufrechterhalten, so daß sich die Temperatur des umgewälzten Heißgases praktisch nicht verändert, wenn die relativ geringen Wärmeverluste, die auf Oberflächen- und Abgasverluste zurückzuführen sind, ausgeglichen werden. Auch in diesem Bereitschaftszustand erfolgt die Temperaturregelung über den Regel-Bypass.

Description

gekennzeichnet durch

g) einen zweiten, die Wärmequelle (WT) umgehenden und parallel zum Regel-Bypass (RB) liegenden Bereitschafts-Bypass (BB), durch

h) ein erstes Absperrorgan (KD) für die Dampfzufuhr, durch

i) ein zweites Absperrorgan (KH) in der Transportstrecke (TS)'m Strömungsrichtung gesehen vor oder hinter der Wärmequelle (WT), und durch

j) ein drittes Absperrorgan (KS) in dem Bereitschaft- Bypass (BB).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle durch einen im Gegen- bzw. Kreuzstrom arbeitenden Wärmetauscher (WT) gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle durch einen Rohrbündel-Wärmetauscher (WT)gebildet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Absperrorgan (KH) auf der Anström- oder Abströmseite des Wärmetauschers (WT)zwischen den Bypässen liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Absperrorgan (KH)'m der Transportstrecke (TS)zwei Stellungen hat, nämlich eine vollständig geöffnete Stellung und eine Stellung mit geringem Durchfluß.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Tabakmaterialien der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Solche, auch als Strom- bzw. pneumatische Trockner bezeichneten Trocknungsvorrichtungen werden beispielsweise in der Tabakaufbereitung eingesetzt, wobei die rieselfähigen, zu trocknenden Tabakmaterialien pneumatisch mit Hilfe eines Heißgas/Dampf-Stromcs durch ein Rohr (Verbraucher) gefördert und dabei getrocknet werden. Dem umgewälzten Heißgas/Dampf-Strom werden die zu trocknenden Tabakmaterialien mit speziellen Aufgabevorrichtungen zugeführt und nach der Trocknung wieder aus dem Heißgas/Dampf-Strom abgeschieden.

Die Vorteile eines solchen Stromtrockners liegen in der einfachen Bauweise, der hohen Leistung bei geringer Grundfläche und dem gleichzeitigen, pneumatischen Transport der zu trocknenden Tabakmaterialien. Eine für die Tabakindustrie entwickelte Vorrichtung

ίο zum Trocknen von zerkleinerten, insbesondere geschnittenen Tabakmaterialien der angegebenen Gattung ist aus der DE-OS 28 41 874 bekannt und weist eine endlose Transportstrecke, nämlich ein Röhrensystem, für die Umwälzung des Heißgas/Dampf-Gemisches, eine Vorrichtung zur Zuführung der Tabakmaterialien zu der Transportstreckc, einen Abscheider für die getrockneten Tabakmaterialien, eine Wärmequelle für das Heißgas/Dampf-Gemisch an der Transportstrecke, nämlich einen Erhitzer, einen die Wärmequelle umgehenden Regel-Bypass mit einstellbarer Durchflußquelle für die Temperaturregelung sowie eine Vorrichtung zur Zuführung des Dampfes zu der Transportstrecke auf.

Ähnliche Stromtrockner gehen noch aus der DE-OS 31 14 712 und der GB-OS 20 83 600 hervor.

Diese herkömmlichen Vorrichtungen haben den folgenden Nachteil: Im allgemeinen wird ein solcher Stromtrockner chargenweise betrieben, d. h., es wird zunächst eine bestimmte Charge, die auf einer genau definierten Tabakmischung basiert, gefahren. Soll die Tabakmischung geändert werden, was bei einigen Produktionsanlagen mehrmals am Tag der Fall ist, so muß der gesamte Stromtrockner abgestellt werden und kühlt entsprechend der Pausendauer ab, so daß jedes mal eine neue Anfahrzeit erforderlich ist. Die Abkühlung und das anschließende Anfahren mit der Aufheizung auf die Betriebstemperatur führen zu einem hohen Energieaufwand eines solchen Stromtrockners und stören den gesamten Produktionsablauf aufgrund der unnötigen Verzögerungen während der Anfahrzeiien.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Stromtrockner für Tabakmaterialien der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem bei einer Änderung der zu trocknenden Tabakmaterialien, beispielsweise bei einer anderen Zusammensetzung der Tabakmischung, keine vollständige Unterbrechung des Betriebes und das anschließende, erneute Anfahren mehr erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Untcransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise: Neben dem auch bei einem herkömmlichen Stromtrockner vorgesehenen Regel-Bypass für die Temperaturregelung wird ein zweiter, paralleler Bereitschafts-Bypass verwendet, der ebenfalls die Wärmequelle umgeht. Bei Tages- oder Wochcnschichten wird der Stromtrockner in der üblichen Weise angefahren und auf Betriebstemperatur gebracht, wobei das Heißgas/Dampf-Gemisch umgewälzt und das zu trocknende Gut zugesetzt werden.

Soll nun das zu trocknende Gut geändert werden, beispielsweise eine andere Tabakmischung gefahren werden, so wird nicht mehr der gesamte Stromtrockner abgeschaltet, sondern nur noch die Dampfzufuhr sowie die Strömung des Hcißgas/Dampl'-Gcniischcs durch die Wärmequelle unterbrochen. Es strömt dann im wesent-

lichen nur noch das heiße Gas durch den Bereitschafts-3ypass, wobei durch zweckmäßige Maßnahmen die Verluslwärme ausgeglichen wird. In diesem Bereitschaftszustand arbeitet der Regel-Bypass in der üblichen Weise, d. h„ etwa 10% des heißen Gases strömt durch den Regel-Bypass, wodurch eine definierte Temperatur der Transportstrecke eingehalten werden kann.

Zweckmäßigerweise dient für die Wärmezufuhr im Bereitschaftszustand ebenfalls die Wärmequelle, beispielsweise ein Wärmetauscher; zu diesem Zweck sollte das in der Transportstrecke vorgesehene Absperrorgan zwei definierte Stellungen haben, nämlich einmal eine vollständig geöffnete Stellung und zum anderen eine Stellung mit relativ geringer Durchflußmenge, so daß eine geringe Strömung nach wie vor durch den Wärmetauscher fließt und dadurch die Verlustwärme ausgeglichen· wird.

In diesem Bereitschaftszustand, der auch ?\s »Standby-Zustand« bezeichnet wird, haben die Transportstrekke und das heiße Gas näherungsweise Produktionstemperatur, so daß aus diesem Bereitschaftszustand heraus in kurzer Zeit der Stromtrockner wieder auf den normalen Betriebszustand gebracht werden kann.

Zur Umschaltung vom Bereitschafts-Zustand auf die eigentliche Produktion wird das Absperrorgan im Bereilschafts-Bypass geschlossen, die Dampfzufuhr wieder geöffnet und auch die Strömung durch die Wärmequelle wieder freigegeben, so daß das nun zur Verfügung stehende Heißgas/Dampf-Gemisch in sehr kurzer Zeit auf eine Temperatur gebracht wird, die über der eigentlichen Betriebstemperatur liegt. Führt man nun diesem Stromtrockner schlagartig die Masse an zu trocknendem Gut zu, so verringert sich durch die dadurch entstehende Wärmesenke die Temperatur im System, wobei durch entsprechende Abstimmung zwischen Vorlauftemperatur, zugeführter Masse und Betriebstemperatur erreicht werden kann, daß der abgesunkene Temperalurwcrt näherungs^eise gleich der Produktionstemperaturist.

Als Wärmequelle wird zweckmäßigerweise ein Rohrbündelwärmetauscher verwendet, dem von einem Heizölbrenner heißes Gas zugeführt wird. Der Wärmetauscher wird im Kreuz- oder Gegenstrom von dem Heißgas/Dampf-Gemisch durchströmt. Langfristige Änderungen der Endfeuchte des Gutes werden über den Brenner, also bei einem Heizölbrenner die Zuführung des Heizöls, und kurzzeitige Änderungen über den Regel-Bypass ausgeregelt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erörtert, deren einzige Figur ein Prinzipschema eines erfindungsgemäßen Stromtrockners zeigt.

Dieser allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutet Stromtrockner weist eine endlose Transportstrecke TS auf, die beispielsweise durch ein geschlossenes Röhrensystem gebildet wird. Durch diese Transportstrecke TS strömt ein Heißgas/Dampf-Gemisch in Richtung der Pfeile, also in Richtung des Uhrzeigersinns.

In diesem Stromtrockner 10 ist der Verbraucher schematisch bei 12 angedeutet, nämlich der Teil der Transportstrecke TS, an dem das zu trocknende Gut, beispielsweise geschnittene Tabakmaterialien, dem strömenden Heißgas/Dampf-Gemisch zugesetzt, von dieser Strömung mitgenommen und dabei getrocknet und schließlich wieder aus der Strömung abgetrennt werden kann.

Die Aufgabe und das Abscheiden der zu trocknenden Güter erfolgen in der üblichen Weise, so daß sie nicht näher erläutert werden sollen.

In der Transponstrecke TS befindet sich ein Radialventilator 14 für die Umwälzung des Heißgas/Dampf-Gemisches in der Transportstrecke TS.

Dem Stromtrockner 10 wird über einen Dampfeinlaß IG, der durch ein Absperrorgan KD verschlossen werden kann, der Dampf zugeführt.

ίο Außerdem kann bei Bedarf das heiße Gas über einen nicht näher dargestellten Einlaß ergänzt und/oder ausgetauscht werden.

Das von dem Radialventilator 14 umgewälzte Heißgas/Dampf-Gemisch strömt am Dampfeinlaß 16 vorbei durch die Transportstrecke TS und gelangt über ein Absperrorgan KH für die Heißgas/Dampf-Strömung zu einem Rohrbündel-Wärmetauscher WT und dann zum Einlaß des Verbrauchers 12.

In dem Wärmetauscher WT wird das Heißgas/ Dampf-Gemisch der Transportstrecke T5durch die heißen Abgase eines Brenners BK für fossile Brennstoffe, wie beispielsweise Heizöl oder Gas, erwärmt. Dieser Brenner BK hat den üblichen Aufbau und empfängt neben dem fossilen Brennstoff, also Öl oder Gas, die Verbrennungsluft in dem gewünschten Verhältnis. Außerdem wird dem Brenner BK noch Ballastluft zugeführt, um eine Temperatureinstellung zu ermöglichen.

Die heißen Abgase des Brenners BK strömen durch den Wärmetauscher WT und erwärmen dabei das umgewälzte Heißgas/Dampf-Gemisch auf der Transponstrecke TS, das im Gegen- oder Kreuzstrom durch den Wärmetauscher WTfließt.

Die Transportstrecke TS weist einen ersten, den Wärmetauscher WT umgehenden Regel-Bypass RB auf, durch den im allgemeinen etwa 10% des gesamten, umgewälzten Heißgas/Dampf-Gemisches fließt. Parallel zu diesem Regel-Bypass RB liegt ein Bereitschafts-Bypass BB, der ebenfalls den Wärmetauscher WT umgeht und mit einem Absperrorgan KS versehen ist. Dieser Stromtrockner weist die drei üblichen Regelkreise RK auf, nämlich einen Regelkreis RK 1, der an der Meßstelle 1 die Temperatur der Abgase des Brenners BK feststellt und über ein Regelglied R 1 ein Stellglied VB beaufschlagt, das in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase die dem Brenner BK zugeführte Brennstoffmenge regelt.

Das Regelglied R 1 beaufschlagt außerdem ein Stellglied VL für die Menge an Verbrennungsluft, die dem Brenner zugeführt wird.

Eine zweite Meßstelle 2 ermittelt die Temperatur der Transportstrecke TS in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Wärmetauscher und regelt über einen zweiten Regelkreis RK 2 mit einem Regelglied R 2 und einem Stellglied KL die dem Brenner BK zugeführte Menge an Ballastluft.

Ein dritter Regelkreis RK 3 erfaßt schließlich an der Meßstelle 3 die Temperatur am Verbraucher, also die Temperatur des Gemisches Heißgas/Dampf/zu trocknendes Gut auf der eigentlichen Trocknungsstrecke und beeinflußt über ein Regelglied R 3 ein drittes Stellglied KB'mdem Regel-Bypass RB; dieses Stellglied KB regelt die Durchflußmenge in dem Regel-Bypass RBin Abhängigkeit ^on der Temperatur am Verbraucher 12, so daß kurzzeitige Schwankungen der Betriebstemperatur ausb5 geglichen werden können.

Bei Anfahren dieses Stromtrockners 10 bleibt das Absperrorgan KD des Dampfeinlasses 16 geschlossen, so daß die Erwärmuns des umeewälzten Heißpasp<, nur

über den Wärmetauscher WTerfoIgt. Bei Erreichen der Betriebstemperatur, die an der Meßstelle 3 erfaßt wird, ist der Anfahrvorgang abgeschlossen, d. h., das gesamte, auf der Transportstrecke TS befindliche heiße Gas befindet sich auf der Betriebstemperatur. Im allgemeinen wird für das Erreichen dieses Bereitschaftszustandes weniger als eine Stunde benötigt.

Nach Erreichen des Bereitschaftszustandes wird das Absperrorgan KH geschlossen, so daß nur noch eine relativ geringe Gasmenge durch den Wärmetauscher \o WT strömt; gleichzeitig wird das Absperrorgan KS im Bereitschafts-Bypass BB geöffnet. Das Absperrorgan KD des Dampfeinlasses 16 ist nach wie vor geschlossen.

In diesem Bereitschaftszustand strömt also das heiße Gas im wesentlichen durch den Bereitschafts-Bypass BB, wobei die Oberflächen- und Abgasverluste in der üblichen Weise über den Regel-Bypass RB und die durch den Wärmetauscher WT fließende Heißgasmenge ausgeglichen werden.

In diesem Bereitschaftszustand arbeiten also die drei Regelkreise RK 1, RK 2 und RK 3 in der üblichen Weise, so daß das heiße Gas eine Temperatur hat, die im wesentlichen der Betriebstemperatur entspricht.

Bei diesem Bereitschaftszustand handelt es sich um eine Wartestellung, aus der der Stromtrockner 10 in kürzester Zeit auf den Produktionsbetrieb umgestellt werden kann.

Sobald, ausgehend vom Bereitschaftszustand, die Produktion begonnen werden soll, wird der Bereitschafts-Bypass BB durch Schließen des Absperrorgans KSgesperrt und das Absperrorgan KHgeötfnei, so daß das gesamte heiße Gas durch den Wärmetauscher WT fließt. Außerdem wird auch das Absperrorgan KD des Dampfeinlasses 16 geöffnet, wodurch die Temperatur der Eintrittschleuse für das zu trocknende Gut am Verbraucher 10 auf den Produktionswert geht, beispielsweise bei der Trocknung von geschnittenen Tabakmaterialien auf einen Temperaturwert von 350° C.

Nach einer Zeitspanne, die durch einige Versuche ermittelt werden kann, wird dann das gesamte, zu trocknende Gut dem Verbraucher 12 zugeführt, so daß die dabei auftretende Wärmesenke zu einem Temperatureinbruch führt. Sind der Aufgabezeitpunkt für das zu trocknende Gut und die Vorlauftemperatur richtig gewählt, so sinkt die Produktionstemperatur bis in die Nähe des Wertes ab, den sie im stationären Zustand während der Produktion hat.

Die weitere Regelung der Temperatur erfolgt in der üblichen Weise über den Regelkreis RK 3 und den Regel-Bypass RB.

Wird eine Änderung des zu trocknenden Gutes erforderlich, d. h.. soll beispielsweise eine andere Tabakmischung getrocknet werden, so wird das Absperrorgan KD für den Dampfeinlaß 16 vollständig und das Absperrorgan KH für den Wärmetauscher WT weitgehend geschlossen und das Absperrorgan KS im Bereitschafts-Bypass BB geöffnet. Es wird also nur noch heißes Gas umgewälzt, das über den Regel-Bypass RB und den Wärmetauscher WT in der üblichen Weise auf der Produktionstemperatur gehalten wird. Ausgehend hiervon kann dann innerhalb kurzer Zeit wieder die eigentliche Produktion begonnen werden.

Der Stromtrockner 10 wird bei Produktionsunterbrechungen, beispielsweise Störungen. Arbeitspausen und Mischungswechsel, wenn diese kurzer als die Kaltstartzeit sind, in den Bereitschaftszustand gebracht. Das bisher übliche Abschalten des Stromtrockners 10. beispielsweise bei einem Mischungswechsel, ist also nicht mehr erforderlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trocknen von Tabakmaterialien

a) mit einer endlosen Transportstrecke für die Umwälzung eines Heißgas/Dampf-Gemisches,

b) mit einer Vorrichtung zur Zuführung der zu trocknenden Tabakmaterialien zu der Transportstrecke und zur Mitführung der Tabakmaterialien in dem Heißgas/Dampf-Strom,

c) mit einer Vorrichtung zum Abscheiden der getrockneten Tabakmaterialien aus dem Heißgas/ Dampf Strom,

d) mit einer Wärmequelle für das Heißgas/Dampf-Gemisch an der Transportstrecke,

e) mit einem die Wärmequelle umgehenden Regel-Bypass mit verstellbarer Durchflußmenge für die Temperaturregelung, und

f) mit einer Vorrichtung zur Zuführung von Dampf zu der Transportstrecke,