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Verfahren zum Trocknen von Lösungen Verfahren, bei denen Flüssigkeiten
auf feste Körper aufgetragen und an diesen angetrocknet werden, sind bekannt. Ebenfalls
ist es bekannt, unter Anwendung von Wärme und Vakuum zu trocknern. Vorliegende Erfindung
unterscheidet sich nun dadurch vom Bekannten, daß in einem allseitig geschlossenen,
mit Heizmantel umgebenen Behälter im Vakuum die flüssigen Stoffe auf die am Boden
des Behälters auf einer Heizfläche lagernden und in ständiger Bewegung gehaltenen
Aufsaug-oder Üherkleidungsstoffe versprüht werden.
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Hierdurch wirkt der erwärmte und fein verteilte Stoff für die einzutrocknende
Flüssigkeit als Wärmeüberträger bzw. Heizkörper.
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Durch die unmittelbare Berührung der einzutrocknenden Flüssigkeit
mit dem entsprechend erwärmten fein verteilten festen Stoff wird eine sehr große
Oberfläche geboten und damit die Verdampfung der Flüssigkeitsteilchen ganz erheblich
beschleunigt. Dadurch, daß bei einem solchen Verfahren im Vakuum gearbeitet werden
kann, ist bereits eine geringe Temperatur zum Trocknen genügend, zumal durch die
große Oberfläche des fein verteilten. festen Stoffes eine außerordentlich wirksame
Wärmeübertragung eintritt. Durch die Verwendung des Vakuums kann auch die Verdampfungstemperatur
erheblich herabgesetzt werden, und als Wärmeüberträger können gegen Temperaturerhöhung
empfinfdliche Stoffe verwendet werden, also beispielsweise auch Stoffe gleicher
Zusammensetzung mit dem zu trocknenden Stoff. Dadurch wird der weitere Vorteil erreicht,
daß ein einheitliches Endprodukt erhalten wird, das mit keinem Fremdstoff verunreinigt
ist.
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Die vorhergehende Unterbringung des fein verteilten Materials auf
dem Boden des Zerstäubungsraumes soll von vornherein dem eingespritzten Stoff eine
große Oberfläche gewähre.
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Derngemäß wird die Arbeit derart rasch wirksam, daß schon nach einer
Umdrehung das Material vollkommen getrocknet ist und die neu aufgesprühte Ladung
mit einem vollkommen trockenen Stoff in Berührung kommt und damit die Trocknungsarbeit
gleichmäßig durchgeführt wird.
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Würde ein solcher Erfolg nicht eintreten und würde die Flüssigkeit
immer wieder auf noch nicht ganz trockene Stellen verspritzt werden müssen, so würden
die betreffenden Stellen immer feuchter werden und schließlich ein Brei entstehen,
der die Durchführung des Verfahrens überhaupt verhinderte. In diesem
unmittelbaren
und vollkommenen Eintrocknen durch das Zusammenwirken der vorher vorhandenen erwärmten
festen Stoffe, der feinen Verteilung der zu trocknenden Stoffe und der Anwendung
des Vakuums ist die Besonderheit der Erfindung zu erblicken.
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Beim Eintrocknen von Milch beispielsweise wird ein kleiner Teil des
in der Milch enthaltenen Wassers auf dem Weg von der Düse zum Boden verdampfen,
weil die Temperatur der Milch oberhalb der dem Vakuum entsprechenden Verdampfungstemperatur
liegt. Im Zerstäubungsraum herrscht ein solches Vakuum, daß keine weitere Wärme
zugeführt wird und der größere übrige Teil des Wassers sodann durch Berührung (Absorption
und Adsorption) der versprühten Flüssigkeit- mit dem fein verteilten und vorher
auf dem Boden vorhandenen Material verdampft. Das von vornherein vorhandene Material
beschleunigt durch seine große Oberfläche die Verdampfung erheblich und gibt gleichzeitig
die Möglichkeit, vom Anfang bis zum Ende des. Prozesse§ das Verfahren in gleicher
Weise durchzuführen.
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Es ist festgestellt, daß eine Temperatur von 60 bis 700 C für die
Bestandteile der Milch nicht schädlich wird, so lange eine bestimmte Mindestmenge
an Feuchtiglseit vorhandeln ist. Wenn man daher nach dem Verfahren gemäß Erfindung
Milch verarbeitet, so kann ohne weiteres von einer auf 60 bis 70° C erwärmten Milch
ausgegangen und Milch dieser Temperatur in den evakuierten Zerstäubungsraum eingespritzt
werden.
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Wenn nun das Vakuum im Zerstäubungsraum z. B. 730 mm beträgt, was
einer Wasserkochtemperatur von 300 C entspricht, also einer Wasserkochtemperatur
weit unterhalb der Temperatur=der in den Zerstäubungsraum eingespritzten Milch (60
bis 700 C), so wird ein Teil des in. der Milch enthaltenen Wassers sogleich beim
Einspritzen in den 7ierstäubungsraum verdampfen, wobei durch das plötzliche Verdampfen
eines Teiles des Wassers die in den Zerstäubungsraum eingespritzte Milch weit auseinandergeschleudert
wird. Dabei wird durch die Verdampfungswärme die Temperatur der übrigbleibenden,
schon verhältnismäßig konzentrierten Milch auf dem Wege von der Düse zu dem am Boden
des Zerstäubungsraumes befindlichen fein verteilten festen Stoff ; weitgehen herabgesetzt.
Um daher die restliche Feuchtigkeit zu verdampfen, muß Wärme zugeführt werden, was
unter Vermittlung des auf dem Boden des Zerstäubungsraumes befindlichien fein verteilten
festen Stoffes geschieht, und zwar in der Weise, daß dieser fein verteilte feste
Stoff auf entsprechende Temperaturen erwärmt wird, Während nun für die in den Zerstäubungsraum
einzuspritzenlde Milch, die noch genügend Wasser enthält, eine Temperatur von 60
bis 700 C nicht schädlich ist, muß im Zerstäubungsraum, wo infolge der plötzlichen
Verdampfung eines Teiles des in der eingespritzten Milch enthaltenen Wassers schon
eine verhältnismäßig konzentrierte Milch vorliegt, die Temperatur niedriger gehalten
werden. Deshalb dürfen die Wände des Zerstäubungsraumes sowie der am Boden dieses
Raumes befindliche fein verteilte feste Stoff nur auf verhältnismäßig niedrige Temperatur
erhitzt werden.
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Bei vorliegendem Verfahren ist es also möglich, die Arbeitstemperaturen
mit der Empfindlichkeit der zu behandelnden Produkte in Übereinstimmung zu bringen,
so daß jede Gefahr einer Zerstörung der Bestandteile des zu trocknenden Stoffes
während der Eintrocknung ; vermieden wird.
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Die Erwärmung-des festen Stoffes, der mit der einzudampfenden Flüssiglieit
in Berührung gebracht wird, unabhängig davon, ob es sich nun um irgendeinen fremden
Stoff oder um einen festen-Troclmungsstoff gleicher Art wie der zu trocknende Stoff
handelt, erfolgt in einem Gefäß mit Doppelboden, wobei zweckmäßig eine Rührvorrichtung
für genügende Verteilung sorgt und d eine Vakuumeinrichtung die gewünschte Luftverdünnung
erzielt. Diese Luftverdünnung hat nicht nur den Vorteil einer Erniedrigung der Verdampfungstemperatur,
sondern sie hat z. B. bei der Anwendung g des Verfahrens auf die Herstellung von
Milchpulver den weiteren Vorteil, daß nur eine geringe Menge Luft vorhanden ist
und deshalb die Gefahr einer Oxydation verringert oder beseitigt werden kann. Man
kann also nach diesem Verfahren ein ganz reines Milchpulver erhalten, bei dem sich
auch die A-Vitamine unverändert erhalten haben.
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Als Absorptionsstoff wird z. B. feiner Pulverzucker verwandt, der
infolge seiner feinen Verteilung auch eine sehr große Oberfläche hat. Dieser Pulverzucker
wird durch das Rührwerk in heftige Bewegung gebracht und ständig Idarin erhalten.
Im Doppelboden läuft warmes Wasser oder Dampf mit solcher Geschwindigkeit, Menge
und Temperatur um, daß eine gute. genügende Wärmeübertragung eintritt.
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Frische Milch wird gegebenenfalls nach Pasteurisieren und in einem
solchen Falle sofort danach bei einer Temperatur von 6o bis 700 C in fein verteiltem
Zustande in das Gefäß gespritzt, auf dessen Boden die Absorptionsmasse in fein verteiltem
Zustande sich befindet, und gleichzeitig wird ein möglichst hohes Vakuum erzeugt
(etwa 700 mm Onecksilber.
was einer Kochtemperatur des Wassers von
ßI bis 420 C entspricht).
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Solange die Milch. noch Wasser enthält, kann die Temperatur noch
verhältnismäßig hoch sein, ohne daß eine Zersetzung oder sonstige Umwandlung zu
befürchten ist. Sobald jedoch das Wasser großenteils verdampft ist, muß man für
niedere Temperatur Sorge tragen und diese soll nicht über der Temperatur liegen,
die der Luftverdünnung in bezug auf den Siedepunkt des Wassers entspricht.
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Um ein Endprodukt mit 30 °/0 Zucker zu erhalten, müssen ungefähr 48
kg Milchpulver vorhanden sein, und dazu müssen etwa 4001 frischer Vollmilch zerstäubt
werden.
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Bei gutem Wärmeübergang dauert der ganze Prozeß etwa eine Stunde.
Zur Erzeugung eines Zucker enthaltenden Endproduktes müssen etwa 20 kg Pulverzucker
in den Zerstäubungsraum gebracht werden.
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Man kann aber auch nach Erhalt einer gewissen Mischungsmenge Zuckermilchpulver
einen Teil davon für die nächste Verarbeitung zurückhalten, bis der zugefügte Zuckerprozentgehalt
praktisch Null geworden ist.
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Soll die ganze Menge ein reines Milchprodukt bleiben, also keinen
Zucker enthalten, so kann man als festen Stoff irgendein im Handel befindliches
Milchpulver benutzen. Das nach dem Verfahren erhaltene reine Milchprodukt läßt sich
immer wieder in der erforderlichen Menge für die folgende Verarbeitung benutzen.
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Das Verfahren eignet sich außer zur Herstellung von vitaminreichen
Nahrungsmitteln noch beispielsweise für: a) das Fällen von Seife aus Lösungen bzw.
das Eindampfen von 5 eifenlösungen, wobei der trockene Stoff auf dem Boden Seifenpulver
oder ein sonstiges Reinigungsmittel sein kann; b) das Eindampfen von Salzlösungen,
wie Tischsalz mit Jod, trockenen Gemüsen usw. gemischt; c) das Eindampfen schwer
zu kriistallisierender Abfallprodukte verschiedener Fabrikationszweige; d) die Herstellung
fester Milchsäure; e) das Fällen von Metallen aus kolloiUdalen Suspensionen ; f)
das Herstellen von Sprengstoffen; g) das Herstellen von Desinfektionsmitteln, die
auf einem neutralen Pulver verteilt werden sollen.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Ausführungsform ist
beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen Abb. I einen senkrechten
Durchschnitt durch einen Apparat und Abb. 2 eine Draufsicht bei abgehobenem Deckel.
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In einem Behälter 1 mit beheiztem Boden und Doppelwand, durch deren
Zwischenraum ebenfalls ein Heizmittel umlaufen kann, sind eine Düse 2, zwei Mischvorrichtungen,
wie Schaber 3, sowie eine Druckrolle 4 untergebracht und die gedrehten Teile werden
von der Antriebswelle 8 aus über die Arme 5, 6 und 7 in Bewegung gesetzt. Durch
besondere Getriebe erhalten die Schaber 3 sowie die Rolle 4 noch Drehungen um die
eigenen Achsen, und zwar geschieht dies bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform
durch Planetradgetriebe.
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Der Deckel der Vorrichtung ist an die Vaknumleitung 9 angeschlossen,
welche zu einer Hochvakuumpumpe führt. Sodann ist eine Füllöffnung 10 und eine Auslaßtür
II vorgesehen und d die Sprühdüse 2 ist mit einer Leitung an einen Behälter 12 angeschlossen,
worin sich die zu verspritzende Flüssigkeit befindet.
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Auf dem Boden des Behälters wird ein fester und, wenn erforderlich,
sehr fein verteilter Stoff, der auch von emer voiergeherxden Beschickung herrühren
kann, bis zu einer gewissen Höhe, aufgebracht und alsdann die Vers chluß türe angebracht,
die Vakuumpumpe angelassen und gleichzeitig die Erwärmungsflüssigkeit in Boden und
evtl. auch Zwischenwand eingeführt. Ist das gewünschte Vakuum sowie die erforderliche
Temperatur erreicht, so wird die Welle 8 angetrieben und die zu verspritzende Flüssigkeit
eingeführt. Die Schaber 3 rühren den festen Stoff um und die Welle 4 streicht ihn
wieder glatt und die aufgespritzte Flüssigkeit wird auf dem Stoff sofort getrocknet.
Nach Erhalt einer bestim:nten Menge getrockneter Stoffe wird das erhaltene Produkt
dem Apparat entnommen und der Vorgang wiederholt sich.