DE3546129C2 - Verfahren zum Trocknen eines Feststoffes - Google Patents

Verfahren zum Trocknen eines Feststoffes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trock­ nen eines Feststoffes, der im Inneren Feuchtigkeit ent­ hält, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens.
Feste Lebensmittel, die normalerweise Feuchtigkeit im Innern enthalten, beispielsweise Früchte, Gemüse, Getreideflocken und Korn können durch Trocknung konserviert werden. Diese Trocknung wird gewöhnlich einfach durch Konvektion durchgeführt, wobei die festen Lebensmittel einer be­ wegten Strömung von Heißluft ausgesetzt werden, die das in dem Lebens­ mittel enthaltene Wasser verdampft und abführt. In üblichen Band­ trocknern wird das feste Produkt auf einem luftdurchlässigen Stahlband bewegt, das durch einen Trockner läuft, wo warme Luft nach oben durch das Band geblasen wird. In Wirbelbetttrocknern werden die Fest­ stoffpartikel in einer aufwärts gerichteten Heißluftströmung suspendiert, die die Partikel trocknet und die Feuchtigkeit abführt.
Weil die meisten Lebensmittel gegenüber hohen Temperaturen empfind­ lich sind, arbeiten Lebensmitteltrockner mit niedrigen Temperaturen, oft unterhalb von 100°C. Bei so niedrigen Temperaturen sind die Trocknungsgeschwindigkeiten niedrig. Um einen annehmbaren Durchsatz an getrocknetem Produkt bei niedrigen Temperaturen zu erzielen, muß ein Bandtrockner eine große Länge aufweisen bzw. muß ein Wirbelbett­ trockner ein großes Volumen haben. Die Nachteile solcher Einrichtungen sind hohe Kosten, außergewöhnlich großer Platzbedarf und große Wärme­ verluste. Dieses letzte Problem ist in der Lebensmittelindustrie, die einen hohen Energiebedarf hat, sehr bedeutsam.
Konvektionstrockner nehmen die Feuchtigkeit von der Oberfläche des Feststoffs durch Verdampfung weg. Dabei wandert die Feuchtigkeit von innen aus dem Feststoff an dessen Oberfläche, wo sie von der vorbei­ streichenden Heißluft mitgenommen wird. Wenn jedoch der Gesamt­ feuchtigkeitsgehalt sinkt, dann fällt auch die Geschwindigkeit der Feuch­ tigkeitswanderung in dem Feststoff ab. Dies wiederum hat einen Abfall der Trocknungsgeschwindigkeit zur Folge, da weniger Feuchtigkeit sich zur Oberfläche des Feststoffs bewegt, wo sie verdampft werden kann. Die Oberflächentemperatur des Feststoffs steigt dann an, weil die Ver­ dampfungsrate sinkt. Diese Temperatursteigerung ist unerwünscht, weil sie die Möglichkeit heraufbeschwört, daß der temperaturempfindliche Feststoff Schaden nimmt. Solche Schäden sind beispielsweise Zerbrechen, Aufspaltung, ungleichmäßiges Kochen und andere unerwünschte Einflüsse auf die Qualität des Produkts.
Die Anwendung von Mikrowellenenergie während der thermischen Kon­ vektionstrocknung hat sich als brauchbar erwiesen, die Trocknungsge­ schwindigkeit selbst bei tiefen Temperaturen zu steigern. Weil Wasser ein wirksamer Absorber von Mikrowellenstrahlung ist, tendieren Fest­ stoffe dazu, zu überhitzen, wenn Mikrowellen angewendet werden, wenn eine zu große Feuchtigkeitsmenge verbleibt. Aus diesem Grunde wird Mikrowellenstrahlung am besten erst dann angewandt, wenn der Feuchtig­ keitsgehalt des Feststoffs bereits wesentlich reduziert worden ist. Bei diesem Punkt, wo die Feuchtigkeitswanderungs-Geschwindigkeiten niedrig sind, ist der Einsatz von Mikrowellenenergie vorteilhaft, weil sie die innere Feuchtigkeit aufheizt und sie aus dem Feststoff hinaustreibt.
Bislang wies jedoch der Einsatz von Mikrowellen in Lebensmitteltrocknern einen entscheidenden Nachteil auf, nämlich die Notwendigkeit, daß beachtliche Anteile von extern erzeugter elektrischer Energie eingekauft werden mußten. Da die Lebensmitteltrocknung einen großen Energie­ einsatz erfordert, sind diese zusätzlichen Energieausgaben kritisch. Weiter­ hin ist dort, wo Mikrowellentrocknung eingesetzt worden ist, dies nicht mit Konvektionstrocknung in der wirksamsten Weise kombiniert worden, weil die Auswirkungen beider Trocknungsarten auf die Trocknungsge­ schwindigkeit und Oberflächentemperaturen nicht in geeigneter Weise beachtet worden sind.
Durch die US-PS 44 05 850 ist ein Mikrowellenofen mit einem Heißluftstrom bekannt. Das Ziel eines mit diesem bekannten Ofen durchgeführten Verfahrens ist es, eine gleichmäßige Erwärmung des Produktes zu erreichen. Des­ halb wird die Mikrowellenstrahlung gemäß dieser Druck­ schrift angewendet, um das Produkt von innen heraus zu erhitzen, und der Heißluftstrom wird angewendet, um das Produkt äußerlich zu erhitzen. Heißluftstrom und Mikro­ wellenstrahlung werden somit gleichzeitig angewendet. Mit dem bekannten Ofen wird ein Vulkanisierungsverfahren von Gummi durchgeführt. Hierbei treten bei dem zu trock­ nenden Feststoff physikalische Zustandsänderungen auf.
Durch die US-PS 42 52 487 ist ein Verfahren zur Erwär­ mung von Asphalt bekannt, bei dem eine möglichst schnelle und wirksame Erwärmung des Asphaltes erreicht werden soll. Hierbei wird gleichzeitig ein Heißluftstrom und eine Mikrowellenstrahlung verwendet, wodurch die in­ nere Temperatur des Asphaltes stark ansteigt.
Durch die US-PS 33 65 562 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kochen von Lebensmitteln bekannt. Das Kochen der Lebensmittel erfolgt hierbei durch eine kontinuierliche Anwendung von Mikrowellenstrahlung, wäh­ rend die Lebensmittel durch eine Kammer hindurchbewegt werden. Ein Trocknen von Lebensmitteln ist nicht vorge­ sehen.
Bei den bekannten Verfahren ist es nachteilig, daß bei zu großer Wärmeanwendung der Feststoff geschädigt wird, insbesondere dann wenn es sich bei dem Feststoff um Le­ bensmittel handelt, welche dann nachteiligerweise ge­ kocht werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens zu schaffen, bei der die Feuchtigkeit in einer Weise entfernt wird, daß der Feststoff nicht beschädigt wird und insbesondere Lebensmittel nicht gekocht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Ver­ fahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vor­ richtung nach den Merkmalen des Anspruchs 5 vorgeschla­ gen.
Die vorliegende Erfindung gibt einen von der Energieseite her wirksamen Trockner für feste Lebensmittel mit Feuchtegehalt an, der sowohl thermische Konvektionstrocknung als auch Mikrowellentrocknung anwendet. Die Erfindung ist mit einem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff allein betriebsfähig und erfordert keine äußere Zuführung von elektrischer Energie, weil sie eine einzige Kraftmaschine dazu verwendet, sowohl thermische Energie als auch elektrische Energie zu erzeugen, nämlich eine Brennkraftmaschine, die sowohl Wärme für die Konvektionstrocknung bereitstellt als auch einen Generator antreibt, der die elektrische Energie für den Betrieb eines Mikrowellengenerators bereitstellt.
Bei der vorliegenden Erfindung werden feuchte Lebensmittel auf einem luftdurchlässigen Riemen oder Band oder anderen Einrichtungen durch eine erste Zone gefördert, in der sie durch thermische Konvektion ge­ trocknet werden, und werden dann durch eine zweite Zone gefördert, in der sie durch Mikrowellenstrahlung getrocknet werden. Sowohl die erste Zone als auch die zweite Zone können eine oder mehrere Stufen um­ fassen, in denen die Bedingungen, wie Lufttemperatur, Feuchtigkeit, Geschwindigkeit, Intensität der Mikrowellenstrahlung und dergleichen unterschiedlich sein können. Die Anzahl der Stufen und Bedingungen sind jeweils entsprechend den Eigenschaften des zu trocknenden Materials und des gewünschten Endprodukts gewählt.
In der ersten Zone nimmt Heißluft, die gegen den feuchten Feststoff geführt wird, Feuchtigkeit von dessen Oberfläche mit. Während die Feuchtigkeit sich vom Innern des Feststoffes zur Oberfläche bewegt, ist an manchen Punkten dieser Feuchtigkeitstransportmechanismus nicht mehr in der Lage, eine ausreichende Feuchtigkeitsmenge vom Innern des Produkts zur Oberfläche zu bewegen, um eine niedrige, ungefährliche Temperatur außen am Feststoff durch Verdampfung aufrechtzuerhalten. An diesem Punkt wird der zusätzliche Einsatz von Mikrowellenstrahlung zum Heraustreiben von Feuchtigkeit aus dem Innern des Feststoffs zusätzlich zur Anwendung von Heißluft vorteilhaft, um die Trocknungsge­ schwindigkeit zu erhöhen und die niedrigen Oberflächentemperaturen aufrechtzuerhalten.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Oberflächentempe­ ratur und der Trocknungsgeschwindigkeit als Funktion des Feuchtigkeitsgehalts sowohl für Mikrowellentrocknung als auch für Konvektionstrocknung, und
Fig. 3 eine graphische Darstellung des Feuchtigkeitsgehalts als Funk­ tion der Zeit für Konvektions- und Mikrowellentrocknung.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, werden in einem Lebensmitteltrockner 1 nach der vorliegenden Erfindung feuchte Lebensmittel auf einem luft­ durchlässigen Band oder einer anderen geeigneten Einrichtung durch eine erste Zone 2 transportiert, in der eine thermische Konvektions­ trocknung stattfindet, und dann durch eine zweite Zone 3 gefördert, in der sowohl eine thermische Konvektionstrocknung als auch eine Mikro­ wellentrocknung stattfinden. Flüssiger oder gasförmiger Brennstoff, bei­ spielsweise Erdgas, wird einer Kraftmaschine, wie beispielsweise einer Maschine 4 zugeführt, die sowohl Wärme für die Konvektionstrocknung als auch mechanische Energie für den Antrieb eines elektrischen Genera­ tors 6 für die Erzeugung der Mikrowellenenergie liefert. Die Maschine 4 kann eine Brennkraftmaschine sein, die mit einem Wirkungsgrad von 30 Prozent oder mehr arbeitet. 30 Prozent oder mehr der Energieabgabe der Maschine werden in Form von mechanischer Energie geliefert, wäh­ rend der Rest der Energieabgabe der Maschine 4 in Form von Abwärme vorliegt. Diese Abwärme in den Maschinenabgasen können für die Kon­ vektionstrocknung verwendet werden, indem sie einem Wärmetauscher 7 zugeführt wird, der die Wärme auf einen sauberen Luftstrom überträgt, der in die erste Zone 2 eingeleitet wird. Dies verhindert eine Verun­ reinigung der Lebensmittel durch Substanzen, die in den Maschinenab­ gasen enthalten sind.
Ein Zusatzbrenner 8 unterstützt die Aufheizung des Eingangsluftstroms, um diesen auf eine Temperatur zu bringen, die für die Konvektions­ trocknung in der ersten Zone 2 ausreichend ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine Abzweigströmung von Luft aus dem Brenner 8 einem Entfeuchterrad 9 zugeführt werden, das dazu verwendet wird, die Luft zu trocknen, bevor sie in die zweite Zone 3 eintritt, wo sie dazu verwendet wird, die Mikrowellentrocknung in der oben beschriebenen Weise zu unterstützen. Das Entfeuchterrad 9 kann von üblicher Gestalt sein, wobei ein Trocknungsmittel zunächst in eine Absorptionszone 10 gebracht wird, wo sie einem zu trocknenden Luft­ strom ausgesetzt wird. Adiabatische Absorption von Feuchtigkeit durch das Trocknungsmittel entzieht der Luft Feuchtigkeit und hebt die Tempe­ ratur des Luftstroms, der in die zweite Zone 3 eintritt, an. Nach der Absorption von Feuchtigkeit aus jenem Luftstrom bewegt sich das Trock­ nungsmittel in eine Desorptionszone 11, wo es durch eine Luftströmung getrocknet und auf diese Weise regeneriert wird, wobei diese Luftströ­ mung in einer bevorzugten Ausführungsform die Abzweigströmung aus dem Brenner 8 ist.
30 Prozent oder mehr der Energie der Maschine 4 wird über die Maschi­ nenwelle (nicht dargestellt) dem elektrischen Generator 6 in Form mechanischer Energie zugeführt. Der Generator 6 wandelt die mechani­ sche Energie in elektrische Energie um, die eine Gruppe 12 von Magne­ trons mit Energie versorgt, die die elektrische Energie in Mikrowellen umsetzt. Magnetrons sind im Handel erhältlich mit niedrigen Nennlei­ stungen von etwa 1 kW und Betriebswirkungsgraden von etwa 75%. Die speziellen Betriebsanforderungen können befriedigt werden, indem man die gewünschte Anzahl von einzelnen Magnetrons in der Gruppe 12 ver­ wendet. Die Mikrowellenstrahlung, zusammen mit einem Strom warmer, trockener Luft aus dem Entfeuchterrad 9, tritt in die zweite Zone 3 ein, um das Lebensmittelprodukt weiter zu trocknen.
Die spezifischen Bedingungen innerhalb jeder Zone, wie Lufttemperatur, Feuchtigkeit und Geschwindigkeit, Mikrowellenleistungspegel und Gesamt­ verweildauer in jeder Zone, können entsprechend dem zu trocknenden Material und der gewünschten Abgabemenge an Trockenprodukt variiert werden. Die geeigneten Bedingungen kann man durch Versuch ermitteln, indem man beispielsweise an verschiedenen Punkten im Trocknungsprozeß Proben des Lebensmittelprodukts entnimmt und dessen Feuchtigkeitsge­ halt, Oberflächentemperatur und andere wesentliche Eigenschaften er­ mittelt. Wie die durchgehenden Kurven in Fig. 2 zeigen, bleiben die Trocknungsgeschwindigkeit und die Oberflächentemperatur eines durch Konvektion allein getrockneten Feststoffs in der ersten Zone 2 konstant, bis ein kritischer Feuchtigkeitsgehalt Mc erreicht ist. Wie aus den Ab­ schnitten der durchgezogenen Linien rechts des Punktes der kritischen Feuchtigkeit Mc zu erkennen ist, nimmt die Trocknungsgeschwindigkeit dann scharf ab, während die Oberflächentemperatur steil ansteigt, wenn die Trocknung durch Konvektion allein fortgesetzt wird. Die gestrichel­ ten Linien in Fig. 2 zeigen die Auswirkungen von Mikrowellentrocknung nachdem der kritische Feuchtigkeitsgehalt Mc erreicht ist. Die Anwen­ dung von Mikrowellen steigert die Trocknungsgeschwindigkeit und senkt die Oberflächentemperatur, was die Wahrscheinlichkeit einer Beschädi­ gung des fertigen Produkts verringert.
Fig. 3 zeigt die Gesamttrocknungszeit Tc, die in Betracht gezogen wird, wenn das Produkt nur durch konventionelle Konvektion getrocknet würde. Wenn jedoch die ersten und zweiten Zonen vorgesehen sind, und eine geeignete Bandlänge, Transportgeschwindigkeit oder andere geeig­ nete Maßnahmen vorgesehen sind, so daß der Feststoff aus der ersten Zone 2 in die zweite Zone 3 etwa zu jenem Zeitpunkt überführt wird, bei welchem der kritische Feuchtigkeitsgehalt Mc erreicht ist, dann wird die Gesamttrocknungszeit auf die Größe abgekürzt, die in Fig. 3 mit Tm bezeichnet ist. Dieser optimale Punkt, zu welchem man von der ersten Zone 2 in die zweite Zone 3 übertreten sollte, kann durch empiri­ sche Verfahren bestimmt werden.
Die gleichzeitige Verwendung von Mikrowellen- und Konvektionstrocknung mit warmer, trockener, mit einem Trocknungsmittel behandelter Luft in der zweiten Zone ist vorteilhaft, weil die Mikrowellenstrahlung Feuch­ tigkeit in den Außenbereich des Feststoffs treibt. Die warme, trockene Luft verdampft sie dort und hält die Oberflächentemperatur niedrig und die Trocknungsgeschwindigkeit hoch. Das Verfahren ist weiterhin vorteil­ haft, weil es den Bakterienanteil in festen Lebensmitteln niedrig hält, weil die Lebensmittel der warmen, trockenen Umgebung, die das Bakte­ rienwachstum begünstigt, weniger lang ausgesetzt ist.
Die folgenden Beispiele zeigen zwei spezielle Anwendungen einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung. Zu Vergleichszwecken sind alle Mengen an Kraftstoff und Energie in der Äquivalenzmenge der in kw ge­ messenen Leistung ausgedrückt.
Beispiel 1: Teigwarentrockner
900 kg feuchter Nudeln pro Stunde können in einem Trockner 1 einge­ führt werden mit 140 kW Kraftstoff, der die Maschine 4 betreibt. 98 kW in Form von Abwärme treten in den Wärmetauscher 7 ein, der seinerseits einen Luftstrom von 88 kW dem Brenner 8 zuführt. Mit 175 kW Brennstoff, der dem Brenner 8 zugeführt wird, wird ein Luft­ strom, der 263 kW thermische Energie enthält, in die erste Zone 2 für die Konvektionstrocknung eingeleitet.
42 kW mechanischer Energie werden von der Maschine 4 dem Generator 6 zugeführt. Bei 95 Prozent Wirkungsgrad erzeugt der Generator 6 40 kW elektrischer Energie. Dies ist ausreichend, um eine Magnetron­ gruppe 12 zu betreiben, die 30 kW Mikrowellenenergie der zweiten Zone 3 zuführt. Das Gesamtprodukt, das von dem Teigwarentrockner abgegeben wird, sind etwa 1460 kg getrocknetes Produkt pro Stunde.
Bei diesem Beispiel werden 315 kW in Form von Erdgas dem Trockner 1 zugeführt. Keine zugekaufte elektrische Energie ist notwendig. Im Ver­ gleich mit den ungefähr 379 kW, die notwendig wären für einen ver­ gleichbaren Materialdurchsatz bei einem konventionellen Trockner, der nur Konvektionstrocknung verwendet, ist dies sehr vorteilhaft. Ein kon­ ventioneller Heißluft-/Mikrowellentrockner würde nur geringfügig weniger Gesamtenergie, etwa 301 kW verbrauchen, hat jedoch den Nachteil, daß elektrische Energie von außen zugeführt werden muß und daß die Möglich­ keit besteht, daß das Produkt wegen hoher Oberflächentemperaturen ge­ schädigt wird.
Beispiel 2: Apfeltrockner
Ungefähr 200 kg pro Stunde feuchte Äpfel werden dem Trockner zuge­ führt. Die Maschine 4 ist mit 111 kW Kraftstoff und der Brenner 8 mit 196 kW betrieben. Ein resultierender Luftstrom von 266 kW wird der ersten Zone 2 zugeführt. 24 kW Mikrowellenenergie werden der zweiten Zone 3 zugeführt. Ungefähr 45 kg Trockenprodukt werden pro Stunde erzeugt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Trocknen von Feststoffen, die im Innern Feuchtigkeit enthalten, mit folgenden Schritten:
Erwärmen des Feststoffes durch Konvektion mit einem Heißluftstrom, um eine vorbestimmte Trocknungsgeschwin­ digkeit und Oberflächentemperatur unterhalb einer vorbestimmten maximalen Temperatur zu erzielen, um den Feuchtigkeitsgehalt des Feststoffes zu reduzieren,
Aufrechterhalten der Konvektionserwärmung des Fest­ stoffes bei der vorbestimmten Trocknungsgeschwindigkeit und Oberflächentemperatur für eine vorbestimmte Trock­ nungszeit, bis ein kritischer Feuchtigkeitsgehalt er­ zielt ist, nach welchem die Trocknungsgeschwindigkeit abnimmt und die Oberflächentemperatur ansteigt, wenn die Konvektionserwärmung fortgesetzt würde und
anschließendes Aussetzen des Feststoffes einer Mikro­ wellenstrahlung zur Erhöhung der Feuchtigkeitsbewegung in Richtung der Oberfläche des Feststoffes, um einen vorbestimmten End-Feuchtigkeitsgehalt unterhalb der vorbestimmten maximalen Temperatur zu erzielen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvektionserwärmung in einer ersten Trocknungszone ausgeführt wird und daß die Mikrowellenstrahlung in eine zweite Trocknungszone eingeführt wird,
wobei zusätzlich ein zweiter Luftstrom in die zweite Trocknungszone eingeführt wird,
die Feuchtigkeit aus dem zweiten Luftstrom entfernt wird und seine Temperatur auf einen vorbestimmten Pegel vor dem Einführen in die zweite Zone erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch adiabatische Absorption die Temperatur des zweiten Luftstroms erhöht und dessen Feuchtigkeit vermindert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die adiabatische Absorption mit einem Trocknungsmittel ausgeführt wird und dieses Trocknungsmittel durch Desorption mit einem Teil des ersten Luftstroms vor der Einführung desselben in die genannte erste Trocknungszo­ ne rekonditioniert wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 mit folgenden Bestandteilen:
  • - einem Trockner, der eine erste Trocknungszone (2) und eine zweite Trocknungszone (3) enthält,
  • - einer Fördereinrichtung zum Transportieren des Fest­ stoffes durch die erste und zweite Trocknungszone (2, 3),
  • - Heißluftkonvektionsheizvorrichtungen zum Aufheizen des Feststoffes und
  • - einer Mikrowellenbestrahlungseinrichtung, die der zweiten Trocknungszone (3) wirkungsmäßig zugeordnet ist,
wobei
eine kraftstoffbetriebene Kraftmaschine (4) zum Erzeugen thermischer und mechanischer Energie vorhanden ist und ferner
eine Einrichtung (6) zum Umwandeln der mechanischen Energie in elektrische Energie für die Mikrowellenbe­ strahlungseinrichtung (12),
eine Einrichtung (7) zum Überführen der thermischen Energie in einen ersten Luftstrom für die Konvektionsheizvorrichtung und
eine Einrichtung (8) zum Hinzufügen von zusätzlicher Wärmeenergie zum ersten Luftstrom vor dem Einführen des­ selben in die erste Trocknungszone (2) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einführen eines zweiten Luftstromes in die zweite Trocknungszone (3) und eine Konditionierungseinrichtung (9), die wirkungsmäßig dem zweiten Luftstrom zugeordnet ist, um dessen Temperatur anzuheben und Feuchtigkeit davon zu entfernen, bevor er in die zweite Trocknungszone (3) eingeleitet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierungseinrichtung (9) eine Einrichtung zum Behandeln des zweiten Luftstroms mit einem Trock­ nungsmittel enthält, um auf adiabatische Weise Feuchtig­ keit daraus zu entfernen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ableiten eines Teils des ersten Luft­ stroms und zum Inberührungbringen desselben mit dem Trocknungsmittel, um die Feuchtigkeit daraus zu desor­ bieren, bevor der erste Luftstrom in die erste Trock­ nungszone (2) eingeleitet wird.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0312741A3 (de) * 1987-08-29 1990-01-31 Nissui Kako Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Mikrowellentrocknung von Kunststoff
DE3735242A1 (de) * 1987-10-17 1989-04-27 Dornier Gmbh Lindauer Trockneranlage fuer bauplatten
US4950491A (en) * 1989-08-09 1990-08-21 Elemer Varga Process for preparing powdered fruit
DE4301993A1 (de) * 1993-01-26 1994-07-28 Anton Eyerle Gegenstrom-Gradienten-Bandtrockner
GB9400603D0 (en) * 1994-01-14 1994-03-09 Cpc International Inc Dehydrated vegetables and method for their preparation
JPH07274922A (ja) * 1994-04-11 1995-10-24 Meiji Seika Kaisha Ltd 油あげした食品の乾燥装置
US5586429A (en) * 1994-12-19 1996-12-24 Northern Research & Engineering Corporation Brayton cycle industrial air compressor
GB2303290B (en) * 1995-07-18 1999-03-03 Cpc International Inc Process for producing dehydrated vegetables
EP1096214A1 (de) * 1999-10-25 2001-05-02 ABB Energy Leasing S.à.r.l. Verfahren zum gleichzeitigen Erzeugen von elektrischer Energie und von pulverförmigem Trockengut und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
SE0000304D0 (sv) * 2000-01-31 2000-01-31 Skaane Moellan Ab Värmebehandling av spannmål
DE10111582C1 (de) * 2001-03-10 2002-05-02 Ludwig Volk Trockner für schüttfähiges Gut, insbesondere für landwirtschaftliche Produkte
US6536133B1 (en) * 2001-09-07 2003-03-25 Alvin A. Snaper Method and apparatus for drying harvested crops prior to storage
EP1651093B1 (de) * 2003-07-30 2016-09-07 BSH Hausgeräte GmbH Verfahren zum betreiben einer geschirrspülmaschine mit wenigstens einem teilprogrammschritt "trocknen"
ATE556282T1 (de) * 2005-11-23 2012-05-15 Sherwin Williams Co System und verfahren zur steuerung von energieeingabe an ein material
US7607240B2 (en) * 2007-05-23 2009-10-27 Johns Manville Method of drying roving products
US8729436B2 (en) * 2008-05-30 2014-05-20 Corning Incorporated Drying process and apparatus for ceramic greenware
CN101803631B (zh) * 2010-04-23 2012-08-29 吉林大学 一种提高玉米脱水效率的联合干燥方法
ITVI20120245A1 (it) * 2012-09-27 2014-03-28 Cartigliano Off Spa Impianto per la sanificazione di farine alimentari, granaglie e prodotti similari
ITVI20120244A1 (it) * 2012-09-27 2014-03-28 Cartigliano Off Spa Metodo per la sanificazione di farine alimentari, granaglie e prodotti similari
CA2936990C (en) * 2014-03-21 2018-06-26 2525 Group, Inc. Recycling of waste heat by dehumidifier appliance: apparatus and method
CN110313574A (zh) * 2019-07-05 2019-10-11 合肥市福客多快餐食品有限公司 一种食品脱水装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2419875A (en) * 1942-04-29 1947-04-29 Dehydration Inc Dehydrating food by radiant energy and gas
US3365562A (en) * 1962-12-17 1968-01-23 Cryodry Corp Apparatus and process for microwave treatment
US3409447A (en) * 1966-11-28 1968-11-05 Cryodry Corp Treating food products with microwave energy and hot gas of decreasing humidity
US3872603A (en) * 1968-01-30 1975-03-25 Varian Associates Apparatus for drying materials employing spaced microwave heating and transverse-flow moisture flushing stations
US3555693A (en) * 1968-09-27 1971-01-19 Bangor Punta Operations Inc Method and apparatus for treating pieces of material by microwaves
US3611582A (en) * 1969-11-07 1971-10-12 Canadian Patents Dev Microwave package for control of moisture content and insect infestations of grain
US3635455A (en) * 1970-07-07 1972-01-18 Total Energy Corp Method of operating a drier
US4003139A (en) * 1975-05-06 1977-01-18 Winkle Clinton T Van Grain dryer
US4045638A (en) * 1976-03-09 1977-08-30 Bing Chiang Continuous flow heat treating apparatus using microwaves
US4409453A (en) * 1976-05-19 1983-10-11 Smith Donald P Combined microwave and impingement heating apparatus
US4319856A (en) * 1977-01-03 1982-03-16 Microdry Corportion Microwave method and apparatus for reprocessing pavements
US4252487A (en) * 1978-06-30 1981-02-24 Microdry Corporation Microwave method and apparatus for heating pavements
US4405850A (en) * 1978-10-06 1983-09-20 Raytheon Company Combination microwave heating apparatus
DE3071159D1 (en) * 1979-03-31 1985-11-14 Osaka Gas Co Ltd High-frequency heating device
US4240581A (en) * 1979-08-10 1980-12-23 Fowler Joe W Heating system and method utilizing recoverable engine heat
US4347016A (en) * 1980-08-21 1982-08-31 Sindelar Robert A Method and apparatus for asphalt paving

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