DE69215212T2

DE69215212T2 - Verfahren und Vorrichtung für die Reduzierung von Absetzungen im Trockenraum

Info

Publication number: DE69215212T2
Application number: DE69215212T
Authority: DE
Inventors: Ove Emil Hansen
Original assignee: Niro Holding AS
Current assignee: Niro Holding AS
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2012-05-22
Also published as: DE69215212D1; EP0571684A1; WO1993023129A1; ATE145149T1; AU664292B2; NZ253010A; ES2096059T3; EP0571684B1; JPH07506530A; DK0571684T3; AU4309093A; KR950701539A; JP3228934B2; US5596817A; KR100216290B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Absetzens von Stoffen an den Innenflächen einer Kammer, in welche eine Speiseflüssigkeit zerstäubt und dem Einfluss eines bearbeitenden Gases zwecks Bildung eines körnigen oder partikelförmigen Materials ausgesetzt ist, welche Kammer aus einem im wesentlichen zylinderförmigen Oberteil, einem an diesen angrenzenden, darunterliegenden hauptsächlich konischen oder kegelstumpfförmigen Unterteil, beide mit einer im wesentlichen senkrechten Achse, einem für das bearbeitende Gas an dem oberen Ende des zylindrischen Teils der Kammer vorgesehenen Einlass und einem für das bearbeitende Gas am unteren oder oberen Ende der Kammer vorgesehenen Auslass (7, 21) besteht.
Es ist in der Sprühtrocknungs- und Sprühkühlungstechnologie ein bekanntes Problem, dass das von der Zerstäubungsvorrichtung ausgestossene Material eine klebrige Oberfläche hat und dazu neigt sich an Wandteilen der Zerstäubungskammer abzusetzen oder anzuhäufen, welche Tendenz aufgrund der Pulvereigenschaften wie etwa Thermoplastizität, Fettgehalt, statische Elektrizität oder Kristallisationseigenschaften oder einfach Feuchtigkeitsgehalt, mehr oder weniger vorherrschend ist.
Um dieser Tendenz entgegenzuwirken wurden bisher verschiedene Massnahmen vorgeschlagen. An der Kammerwand können elektrische oder pneumatische Hammer oder Vibratoren montiert werden, um Produkte, die dazu neigen sich an der Wand abzusetzen, von dieser fortwährend zu lösen. Das Standard Lehrbuch K. Masters "Spray Drying Handbook", John Wiley & Sons, Inc., New York, 5. Auflage, 1991, Seiten 152-154 schlägt als zusätzliche Massnahmen zum Abfegen der Kammerwände die Einleitung eines sekundären Luftstroms durch Spalten in den unteren Teil der umkreisenden Wand des oberen zylindrischen Abschnittes der Kammer vor, oder, in ernsteren Fällen, das Installieren einer sogenannten "Luftbesen-Vorrichtung" bestehend aus einem in kurzem Abstand von den Kammerwänden angeordneten und zu diesen senkrecht verlaufenden Rohr, das eine Anzahl der Wand zugekehrter Luftauslässe aufweist. In Betrieb fegt die "Luftbesen-Vorrichtung" die Kammerwände mit einer verhältnismässig langsamen Bewegung ab.
Aus der EP Patentanmeldung Nr. 0 127 031, den GB Patenten Nr. 474 086 und 1 514 824 und den US Patenten Nr. 1 634 640, 2 333 333 und 3 895 994 sind verschiedene Anwendungsformen von Sprühtechnologie bekannt, die zur Reduzierung von Ablagerungen an den Kammerwänden die Einleitung eines sekundären Luftstroms in die Zerstäubungskammer benutzen.
Die EP Patentanmeldung Nr. 0 127 031 beschreibt die Inanspruchnahme von Sprühtrocknung zum Reinigen von Rauchgas durch Berührung des gashaltige Unreinheiten enthaltenden heissen Gasstroms mit einem wässrigen Medium, das ein Absorptionsmittel für die Unreinheiten enthält, zur Herstellung eines Gasstroms mit reduziertem Gehalt an Unreinheiten und getrockneten Pulverprodukten. Um ein Absetzen der somit gebildeten Pulverprodukte, als ein Resultat von unzureichendem Trocknen, an den Kammerwänden zu verhindern, wird ein kleiner Teil des heissen Gasstroms von dem in den oberen Teil der Zerstäubungskammer eingeführten Hauptstrom zurückgehalten und durch einen Nebenkanal zu einem unteren Teil der Kammer geleitet, wo er in einem Richtungszähler in die Richtung von Wirbeln des Grossteils des heissen Gasstroms geleitet wird.
Gemäss GB Patent Nr. 474 086 wird um die Trockenzone einer Zerstäubungskammer eine rotierende flüssige Wand oder Vorhang aufrechterhalten, wobei eine Mehrzahl senkrechter länglicher Düsen eine geeignete Flüssigkeit innerhalb der Kammer leiten.
Das GB Patent Nr. 1 514 824 beschreibt eine Sprühtrocknungsvorrichtung, in welcher zur Verhinderung einer Anhäufung an den Konuswänden ein Spülgas in den unteren konischen Teil einer Zerstäubungskammer durch tangential gerichtete Öffnungen in der Wand des konischen Teils eingeleitet wird.
Das US Patent Nr. 1 634 640 beschreibt eine Sprühbehandlungsvorrichtung, in welcher der Übelkeit erregende Kontakt des behandelten Materials mit den Wänden der Bearbeitungskammer dadurch vermieden wird, dass sich eine umkreisende, kontinuierliche Gasschicht entlang den Innenwänden der Trockenkammer von einer Anzahl rundherum eng und übereinander angeordneter Öffnungen oder Spalten bewegt, wobei jeder Spalt durch obere und untere Enden von überlappenden Blechringen abgegrenzt ist.
Das US Patent Nr. 2 333 333 beschreibt eine Trocknungsvorrichtung, in welche zusätzliches Trockengas in den konischen unteren Teil einer Zerstäubungskammer tangential eingeleitet wird.
Das US Patent Nr. 3 895 994 beschreibt ein Verfahren zum Reduzieren der Ablagerung von Produkten an der Wand des zylindrischen Teils einer Zerstäubungskammer durch Einleiten tangentialer Kühlluftströme aus um das Abgangsende des zylindrischen Abschnittes herum angeordneten Einlässen, zum Zustandebringen eines Wirbelns innerhalb des zylindrischen Abschnittes und Erzeugung eines Gegenstromes, der den Hauptstrom des Gases umschliesst.
Konstruktionsmässig gesehen erfordern die vorstehend angeführten Wandfegeverfahren und -vorrichtungen zum Einleiten des sekundären Luftstroms, der die Betätigung des Wandfegens erzeugt, Öffnungen in der Wand des zylindrischen oder konischen Kammerabschnittes. Das notwendige Vorhandensein dieser Öffnungen und des dazugehörigen Rohrsystems erschwert die Ausgestaltung der Zerstäubungskammer. Ausserdem kann das Einleiten des sekundären Luftstroms in Gegenstrom mit dem Hauptstrom des bearbeitenden Gases die erwünschte Wirkung des letzteren in ungünstiger Weise beeinflussen.
Es ist Aufgabe der Erfindung zum Reduzieren des Ablagerns von Stoffen an den Kammerwänden ein einfaches und effektives Verfahren und eine Vorrichtung zuwegezubringen, bei welchen in vielen Anwendungsbereichen die Kammerwände im wesentlichen frei von Ablagerungen gehalten werden können.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein vorstehend definiertes Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass unter Druck gesetztes Gas in Form von mindestens einem Strahl und meist zwei Strahlen an einer Einspritzstelle oder Einspritzstellen an dem vom Auslass des bearbeitenden Gases am weitesten entfernten Ende des zylinderförmigen Teils und nahe einer umkreisenden Wand des zylinderförmigen Teils eingespritzt wird, wobei der Strahl oder die Strahlen im Vergleich zur Strömungs geschwindigkeit des bearbeitenden Gases an der Einspritzstelle eine grosse Strömungsgeschwindigkeit aufweisen, aber im Vergleich zur Durchströmungsmenge des erwähnten bearbeitenden Gases eine insgesamt niedrige Durchströmungsmenge haben, und mit einer in bezug auf die umkreisende Wand waagrechten und im wesentlichen tangentialen Hauptströmungsrichtung eingespritzt werden, um mit der Strömung des bearbeitenden Gases zusammenzuarbeiten und die Strömungsgeschwindigkeit des bearbeitenden Gases in einem Bereich zumindest entlang der umkreisenden Wand des zylinderförmigen Teils zwischen diesem Niveau und dem Auslass für das bearbeitende Gas zu erhöhen.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Strahl unter Druck gesetztem Gases an einer Einspritzstelle an dem vom Auslass des bearbeitenden Gases am weitesten entfernten Ende des zylinderförmigen Teils und nahe einer umkreisenden Wand des zylinderförmigen Teils eingespritzt wird, wobei der Strahl einen Gasdruck aufweist, der den Gasdruck des bearbeitenden Gases an der Einspritzstelle mit 1 bis 10 bar übersteigt, aber eine niedrige Durchströmungsmenge, welche nicht 20% der Durchströmungsmenge des bearbeitenden Gases übersteigt, und mit einer in bezug auf die umkreisende Wand im wesentlichen tangentialen und waagrechten Hauptströmungsrichtung eingespritzt wird, um mit der Strömung des bearbeitenden Gases zusammenzuarbeiten und die Strömungsgeschwindigkeit des bearbeitenden Gases in einem Bereich zumindest entlang der umkreisenden Wand des zylinderförmigen Teils zwischen diesem Niveau und dem Auslass für das bearbeitend Gas zu erhöhen.
Die Erfindung betrifft auch eine Kammer, umfassend Zufuhrmittel zum Befördern einer Speiseflüssigkeit zu einer in der Kammer vgrgesehenen Zerstäubungsvorrichtung zur Aufnahme und Zerstäubung dieser Speise in eine Zerstäubungszone der Kammer, sowie Gaszufuhr- und Verteilungsmittel zum Leiten eines Stroms des bearbeitenden Gases zu erwähnter Zerstäubungszone, wobei die Kammer aus einem im wesentlichen zylinderförmigen Oberteil und einem darunterliegenden hauptsächlich konischen oder kegelstumpfförmigen Unterteil, beide mit einer im wesentlichen senkrechten Achse, einem Einlass für das bearbeitende Gas und an dem oberen Ende des zylinderförmigen Teils angeordneten Verteilungsmittel sowie einem an dem unteren oder oberen Ende der Kammer vorgesehenen Auslass für das bearbeitende Gas besteht.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist eine solche Kammer dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder höchstens zwei Düsen an dem vom Auslass für das bearbeitende Gas am entferntesten Ende des zylinderförmigen Teils und nahe der umkreisenden Wand des zylinderförmigen Teils zum Einspritzen mindestens eines Strahls oder höchstens zwei Strahlen unter Druck gesetzten Gases angeordnet sind, welches Gaszufuhr- und Verteilungsmittel zusätzlich Mittel zum Aufrechterhalten einer grossen Strömungsgeschwindigkeit, aber einer niedrigen Durchströmungsmenge im Vergleich zur Strömungsgeschwindigkeit und Durchströmungsmenge des bearbeitenden Gases bei der Düsenstelle umfasst, welche Düse dazu vorgesehen ist dem Strahl (den Strahlen) eine in bezug auf die umkreisende Wand waagrechte und im wesentlichen tangentiale Hauptströmungsrichtung zu verleihen mit Hinblick auf ein Zusammenwirken mit dem Strom des bearbeitenden Gases, um dessen Strömungsgeschwindigkeit über der umkreisenden Wand zumindest in einem Bereich zwischen dem Ende des zylinderförmigen Teils und dem Auslass für das bearbeitende Gas zu erhöhen.
Nach dem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist die Zerstäubungskammer dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Düse an dem vom Auslass für das bearbeitende Gas am entferntesten Ende des zylinderförmigen Teils und nahe der umkreisenden Wand der zylinderförmigen Teils zum Einspritzen mindestens eines Strahls unter Druck gesetzten Gases angeordnet ist, welches Gaszufuhr- und -verteilungsmittel zusätzlich Mittel zum Aufrechterhalten eines Gasdruckes des Strahls umfasst, der den Gasdruck des bearbeitenden Gases mit 1-10 bar übersteigt, sowie einer Durchströrnungsrnenge des Strahls, die nicht 20% der zugeführten Durchströmungsmenge des bearbeitenden Gases übersteigt, welche Düse dazu vorgesehen ist dem Strahl eine waagrechte und im wesentlichen tangentiale Hauptströmungsrichtung zu verleihen, und im Hinblick auf die umkreisende Wand mit dem Strom des bearbeitenden Gases zusammenzuarbeiten, um dessen Strömungsgeschwindigkeit über der umkreisenden Wand in einem Bereich zwischen dem Ende des zylinderförmigen Teils und dem Auslass für das bearbeitende Gas zu erhöhen.
Durch Einspritzen des Strahls unter Druck gesetzten Gases, um mit dem Strom des bearbeitenden Gases in der beschriebenen Weise zusammenzuwirken, erzielt man ein überraschend effektives Abfegen der Kammerwand, ohne dass die Konstruktion der Zerstäubungskammer erschwert oder die erwünschte Bearbeitungsfunktion beeinträchtigt wird.
Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert, in welchen Zeichnungen
Fig. 1-3 bzw. 4-6 zwei alternative Ausführungsformen einer Zerstäubungskammer mit Düse zum Einspritzen eines Strahls unter Druck gesetzten Gases in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigen; und
Fig. 7 und 8 eine Ausführungsform einer Düse zur Verwendung in einer in Fig. 1-3 dargestellten Zerstäubungskammer zeigen,
Fig. 8 und 9 graphische Illustrationen in Computer-Simulatorbeispielen von Konturen der Strömungsfunktionen und Geschwindigkeitsverteilung durch Rotation in einer herkömmlichen Trockenkammer ohne Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung sind; und
Fig. 11 und 12 entsprechende Illustrationen nach simulierter Installation der Messgeräte nach der Erfindung darstellen.
Anmerkung: Die ursprünglich eingereichten Fig. 9-12 sind in Farbe.
Fig. 1-3 zeigen schematisch eine Kammer 1, die aus einem hauptsächlich zylinderförmigen Abschnitt 2 und einem darunterliegenden hauptsächlich konischen Abschnitt 3 mit derselben senkrechten Achse wie der zylindrische Abschnitt 2 besteht. Über bekannte Mittel wird eine Speiseflüssigkeit zu einer Zerstäubungsvorrichtung 4, wie etwa ein im oberen Teil des zylinderförmigen Abschnittes 2 in kleinem Abstand unter der Decke 5 der Kammer angeordnetes Zerstäuberrad oder -scheibe oder Düse, geleitet. Der untere Abschnitt 3 kann eine andere Form als die in der Figur gezeigte aufweisen, z.B. einen ziemlich flachen Boden mit einem Konuswinkel von annähernd 180º.
Ein bearbeitendes Gas, wie etwa ein Trockengas, wird über einen über der Decke 5 angeordneten Gasverteiler 6, der auf nicht gezeigte Weise unter der Decke zu dem die Zerstäubungsvorrichtung 4 umgebenden Auslass des bearbeitenden Gases verläuft, zu Kammer 1 geführt. Ein geeigneter Typ von Gasverteiler zur Benutzung beim Sprühtrocknen von Produkten und zum Erhalt einer gleichmässigen Verteilung des bearbeitenden Gases in einer Trockenzone unter der Zerstäubungsvorrichtung ist die in der US-A-4 227 89G beschriebene Gasverteilungsvorrichtung.
Im unteren Teil des konischen Abschnittes 3 ist ein Auslass 7 für das Bearbeitungsgas G vorgesehen.
Die strichlierte Linie F zeigt eine alternative Weise der Speisezufuhr zu der Kammer 1.
In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Düsen 8 für die Strahlen unter Druck gesetzten Gases in einem Eckenbereich zwischen der Decke 5 und der umkreisenden Wand 9 des zylinderförmigen Abschnittes 2 im wesentlichen einander gegenüber angeordnet.
Gemäss der Erfindung werden die Strahlen unter Druck gesetzten Gases bei einer grossen Strömungsgeschwindigkeit und einer kleinen Durchströmungsmenge, verglichen mit der Strömungsgeschwindigkeit und der Durchströmungsmenge des Bearbeitungsgases, eingespritzt.
Die grosse Strömungsgeschwindigkeit erzielt man durch Einspritzen unter Druck gesetzten Gases durch eine Düse bei einem Oberdruck im Bereich von 1 bis 10 bar, während die volumetrische Durchströmungsmenge vorzugsweise im Bereich von 3 bis 20 % der zugeführten Durchströmungsmenge des bearbeitenden Gases ausmacht.
Wenn das Bearbeitungsgas ein Trockengas ist, wird ferner bevorzugt das unter Druck gesetzte Gas einem Vorwärmen zu unterziehen, um zu sichern, dass auf der Innenwand der Kammer keine Wasserdampf-Kondensation entsteht. Die Einlasstemperatur des unter Druck gesetzten Gases kann bedeutend unter jener des Trockengases sein.
Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, besteht die Wirkung des Einspritzens des Strahls oder der Strahlen unter Druck gesetzten Gases darin mit dem Strom von Bearbeitungsgas zusammenzuarbeiten und dieses mit kinetischer Energie zu versorgen, und die Strömungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsgases in einem Bereich entlang der umkreisenden Wand 9 des zylinderförmigen Teils 2 und möglicherweise entlang eines Teils des konischen Abschnittes 3 zwischen den Düsen 8 und dem Auslass 7 für das bearbeitende Gas zu erhöhen.
Wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, kann jede Düse 8 als ein rohrförmiges Element 10 ausgebildet sein, das aus einem in einem Lager in der Decke 5 aufgehängten, im wesentlichen senkrechten ersten Abschnitt 11, und einem am unteren Ende des ersten Abschnittes 11 rechtwinkelig gebogenen, hauptsächlich waagrechten zweiten Abschnitt 12 besteht, an dessen freiem Ende ein Düsenmundstück 13 befestigt ist.
Um ein zusätzliches Abfegen der Unterseite. der Decke 5 zu ermöglichen, kann der senkrechte Abschnitt 11 der Düse 10 mit einem ersten Ende eines Betätigungshebels 14 verbunden sein, dessen anderes Ende, zur Erzeugung einer rotierenden Hin- und Herbewegung direkt. unter der Unterseite der Decke 5, mit dem Betätigungsglied eines hydraulischen oder pneumatischen Motors, wie etwa dem Arbeitskolben 15 eines Hydraulikzylinders 16, drehbar verbunden ist. Abhängig von dem gegebenen Bedarf kann der Winkel v dieser Fegebewegung von 100 bis 120ºsein, und das Fegen, das nur einige Sekunden dauert, kann vorzugsweise mit Intervallen von 1-5 Minuten, wo das vorstehend beschriebene Abfegen der umkreisenden Wand unterbrochen wird, durchgeführt werden.
Fig. 4-6 zeigen eine alternative Ausführungsform, in welcher die Kammer 17, die neben dem Haupteinlass 18 für das Bearbeitungsgas im konischen Abschnitt 19, d.h. auf dessen Boden, zusätzlich einen Gaseinlass 18a zur Erzeugung eines Wirbelbetts aufweist, während ein Auslass 21 für das Bearbeitungsgas im oberen Teil des zylinderförmigen Abschnittes 20, d.h. auf der Decke 22, vorgesehen ist. Um das Niveau zum Einleiten des Strahls oder der Strahlen sekundärer Luft bei einem vom Auslass 21 für das Bearbeitungsgas entfernten Punkt zu setzen, kann die Düse 23 in diesem Fall über dem Wirbelbett beim Übergang zwischen den konischen und zylinderförmigen Kammerabschnitten 19 und 20 plaziert werden.
Die Zerstäubungsvorrichtung 24 kann eine Düse sein, und der Gasverteiler 25 kann wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von Fig. 1-3 ausgebildet und angeordnet sein.
Jede Düse 23 ist zum Einspritzen des Gasstroms mit einer in bezug auf die umkreisende Wand 26 des zylinderförmigen Abschnittes 20 im wesentlichen waagrechten und tangentialen Hauptströmungsrichtung ausgebildet und angeordnet.
Die Wirkung des eingespritzten Strahls unter Druck gesetzten Gases, die zu einem Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsgases im Bereich entlang der umkreisenden Wand des zylinderförmigen Kammerabschnittes mit einer in Fig. 1-3 gezeigten Düsenanordnung führt, ist aus den graphischen Darstellungen in Fig. 9 und 12 ersichtlich.
Diese Aufzeichnungen erhielt man durch Computer- Simultation unter Benutzung von Software FLUENT, die von Fluent Inc., Hanover, New Hampshire, USA (früher Creare X Inc.) zur Verfügung gestellt wurde.
Fig. 9 und 10 zeigen Strömungsfunktion-Linien und Verteilung von tangentialer, rotierender Geschwindigkeit in horizontalen Ebenen für eine Kammer ohne Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, entsteht im oberen Teil des zylinderförmigen Kammerabschnittes um die Zerstäubungsvorrichtung herum eine starke Wirbelbildung, und wie durch den farbigen Geschwindigkeitscode in Fig. 10 angezeigt, ist die tangentiale Rotationsgeschwindigkeit entlang der umkreisenden Wand zwischen 1 und 2 Meter pro Sekunde.
Fig. 11 und 12 sind entsprechende Darstellungen bei simultierter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und Vorrichtung in dieselben Kammer unter denselben Betriebsbedingungen. Die farbige Geschwindigkeitscode in Fig. 12 zeigt, dass die tangentiale, Rotationsgeschwindigkeit bei der umkreisenden Wand (der rotgefärbte Bereich) nun bis auf 7-8 m/sekunde erhöht worden ist. Diese Aufzeichnungen bestätigen somit, dass in diesem Bereich eine bedeutende Geschwindigkeitserhöhung erzielt worden ist, verglichen mit der Rotationsgeschwindigkeit in jenem Teil der Kammer zwischen diesem Bereich und der Hauptbearbeitungszone der Kammer.

Beispiele

Folgende Versuche wurden in einer Zerstäubungstrockenkammer mit einem Durchmesser von 2,67 m, einer zylindrischen Höhe von 1,95 m und einem Konuswinkel von 60º durchgeführt.
Durch einen auf der Decke angeordneten Luftverteiler wurde Trockenluft in die Kammer eingeleitet und verliess diese zusammen mit dem Produkt durch einen im konischen Boden vorgesehenen Auslass.
Die Zerstäubung wurde mit einem Rotationszerstäuber, dessen Zerstäubungsrad einen Durchmesser von 150 mm aufwies, durchgeführt.
Im Eckenbereich zwischen der Decke und der Wand wurde eine Düse mit einem Lochdurchmesser von 10 mm zum Einspritzen von unter Druck gesetztem Gas nach der Erfindung installiert.
1. Test-Trocknen einer wässrigen Lösung von Fleischextrakt, welches Produkt, wenn es in ein Pulver getrocknet wird, hygroskopisch und thermoplastisch ist und leicht mit statischer Elektrizität geladen werden kann. Die Betriebsbedingungen waren folgende:
Unter denselben Bedingungen wurden zwei Versuche durchgeführt. Der erste Versuch wurde ohne Luftstrahl durchgeführt, und an den Wänden und der Decke entstanden Ablagerungen, während der zweite Versuch, der gemäss der Erfindung mit dem Luftstrahl durchgeführt wurde, eine Kammer ergab, die ganz frei von Ablagerungen war.
2. Test-Trocknen einer Lösung von hydrolisiertem Pflanzenprotein, auch ein Produkt, das in Pulverform hygroskopisch und thermoplastisch ist. Die Betriebsbedingungen waren folgende:
Man erhielt eine Kammer, die vollkommen frei von Ablagerungen war, was für dieses Produkt überrraschend ist, da es normalerweise einer sogenannten "Wandfege"- Vorrichtung oder einer "Luftbesen"-Vorrichtung bedarf.
3. Es ist bekannt, dass die Herstellung von Honigpulver schwierig ist, da dieses so sirup-artig und klebrig ist. Auch bei Mischen mit inerten Trägern, z.B. Cyclodextrin, so wie es in der japanischen Patentanmeldung, Nr. JP 60 186256 beschrieben ist, ist Sprühtrocknen mit ernsten Ablagerungsproblemen verbunden.
Ein derartiges Honigprodukt wurde in drei Versuchen sprühgetrocknet, wie folgt:
a) Im ersten Versuch wurde die Speise ohne jegliches Mittel zum Reduzieren von Ablagerungen in der Trockenkammer sprühgetrocknet Das Ergebnis war eine ganz unakzeptierbare Menge von Ablagerungen in der Kammer.
b) Der zweite Versuch wurde mit einer in der Trockenkammer herkömmlichen "Luftbesen"-Vorrichtung durchgeführt.
c) Der dritte Versuch wurde bei Benutzen des Luftstrahls nach der Erfindung durchgeführt. Die Betriebsbedingungen waren wie folgt:
In den Versuchen b) und c) zeigte sich eine Schicht von geringeren Ablagerungen in der Kammer, was zu erwarten war. Ungefähr dieselbe Menge von Ablagerungen wurde nach diesen Testverläufen observiert.
Jedoch übertrifft die erfindungsgemässe Anlage mit der Düse aufgrund ihrer weit besseren Konstruktion und der verwendeten niedrigen Luftstrommenge die bekannte "Luftbesen"-Vorrichtung.
Während in den Ausführungsformen der Fig. 1-6 zum Einspritzen von zwei Strahlen sekundärer unter Druck gesetzter Luft, was für grössere Kammern passend ist, 2 Düsen 8 diametral einander gegenüber angeordnet sind, kann für eine kleinere Zerstäubungskammer eine einzige Düse ausreichend sein. Ausserdem braucht die Düse mit Hinblick auf die Kammer nicht stationär zu sein, sondern kann derart aufgehängt sein, dass sie in kreisender Bewegung der umkreisenden Wand des zylinderförmigen Kammerabschnittes mit einer mässigen Geschwindigkeit folgt, wie in Prinzip aus der sogenannten "Luftbesen"-Abfegemethode bekannt.

Claims

1. Verfahren zur Reduzierung des Absetzens von Stoffen an den Innenflächen einer Kammer (1, 17), in welcher eine Speiseflüssigkeit zerstäubt und dem Einfluss eines bearbeitenden Gases zwecks Bildung eines körnigen oder partikelförmigen Materials ausgesetzt ist, welche Kammer aus einem im wesentlichen zylinderförmigen Oberteil (2, 20), einem an diesen angrenzenden, darunterliegenden haupt sächlich konischen oder kegelstumpfstumpfförmigen Unterteil (3, 19), beide mit einer im wesentlichen senkrechten Achse, einem für das bearbeitende Gas an dem oberen Ende des zylindrischen Teils der Kammer vorgesehenen Einlass (6, 18) und einem für das bearbeitende Gas am unteren oder oberen Ende der Kammer vorgesehenen Auslass (7, 21) besteht, wobei zwecks Reduzierung des Absetzens von Stoffen an den Kammerwänden ein Hilfsgasstrom in die Kammer eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsgasstrom in Form von mindestens einem Strahl unter Druck gesetzten Gases an einer Einspritzstelle oder Einspritzstellen an dem vom Auslass (7, 21) des bearbeitenden Gases am weitesten entfernten Ende des zylinderförmigen Teils und nahe einer umkreisenden Wand (9, 26) des zylinderförmigen Teils eingespritzt wird, wobei der Strahl oder die Strahlen im Vergleich zur Strömungsgeschwindigkeit des bearbeitenden Gases an der Einspritzstelle eine grosse Strömungsgeschwindigkeit aufweisen, aber im Vergleich zur Durchströmungsmenge des bearbeitenden Gases eine insgesamt niedrige Durchströmungsmenge aller Strahlen haben, und in bezug auf die umkreisende Wand (9, 26) mit einer waagrechten und im wesentlichen tangentialen Hauptdurchströmungsrichtung eingespritzt werden, um mit der Strömung des bearbeitenden Gases zusammenzuwirkern und dieses mit kinetischer Energie zu versorgen und die Strömungsgeschwindigkeit des bearbeitenden Gases in einem Bereich zumindest entlang der umkreisenden Wand (9, 26) des zylinderförmigen Teils zwischen diesem Niveau und dem Auslass für das bearbeitende Gas (7, 21) zu erhöhen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass sich der Einlass für das bearbeitende Gas (6) in einer Decke (5) des zylinderförmigen Kammerteils (2) befindet, während der Auslass (7) in dem konischen bzw. kegelstumpfförmigen Teil (3) vorgesehen ist, und dass der Strahl oder die Strahlen in einem Eckenbereich zwischen der Decke (5) und der umkreisenden Wand eingespritzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzen des Strahls in der Hauptrichtung in erstmaligen verhältnismässig langandauernden Intervallen durchgeführt wird, unterbrochen von verhältnismässig kurzen zweiten Intervallen, in welchen die Strömungsrichtung des Strahls in einem vorgeschriebenen Winkelbereich hin- und hergehend gedreht wird, um mit der Strömung von bearbeitendem Gas in einem wesentlichen Teil der Unterseite der Decke (5) zusammenzuwirken.

4. Verwendetes Verfahren in einer Kammer insbesondere der Art mit einem integrierten Wirbelbett nach Anspruch 1, in welcher der Auslass (21) des bearbeitenden Gases in oder nahe einer Decke (22) des zylinderförmigen Kammerteils (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl oder die Strahlen am Ende des an den konischen Teil (19) angrenzenden zylinderförmigen Teils (20) eingespritzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck eines jeden Strahls jenen des bearbeitenden Gases bei der Einspritzstelle mit 1-10 Bar übersteigt, während die gesamte Durchströmungsmenge des Strahls oder der Strahlen 3-20% der zugeführten Durchströmungsmenge des bearbeitenden Gases beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wonach das bearbeitende Gas ein Trockengas ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl auf eine Temperatur ziemlich unter jener des Trockengases vorgewärmt wird.

7. Zerstäubungskammer umfassend Zufuhrmittel zum Befördern einer Speiseflüssigkeit zu einer in der Kammer (1, 17) vorgesehenen zerstäubungsvorrichtung (4, 24) zur Aufnahme und Zerstäubung dieser Speise in eine Zerstäubungszone der Kammer, sowie Gaszufuhr- und -verteilungsmittel (6, 25) zum Leiten eines Stroms des bearbeitenden Gases zu erwähnter Zerstäubungszone, wobei die Kammer aus einem im wesentlichen zylinderförmigen Oberteil (2, 20) und einem darunterliegenden, hauptsächlich konischen oder kegelstumpfförmigen Unterteil (3, 19), beide mit einer im wesentlichen senkrechten Achse, einem Einlass (6, 25) für das bearbeitende Gas und an dem oberen Ende des zylinderförmigen Teils angeordneten Verteilungsmittel sowie einem an dem unteren oder oberen Ende der Kammer vorgesehenen Auslass (7, 21) für das bearbeitende Gas besteht, und ferner Mittel zum Einleiten eines Hilfsgasstroms in die Kammer zur Reduzierung von Ablagerungen von Stoffen an den Kammerwänden vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Einleiten des Hilfsgasstroms mindestens eine Düse (8, 23) umfasst, die an dem vom Auslass für das bearbeitende Gas am entferntesten Ende des zylinderförmigen Teils (2, 20) und nahe der umkreisenden Wand (9, 26) des zylinderförmigen Teils zum Einspritzen mindestens eines Strahls unter Druck gesetzten Gases angeordnet ist, welches Gaszufuhr-Hilfsmittel zusätzlich Mittel zum Aufrechterhalten einer grossen Strömungsgeschwindigkeit eines jeden Strahls bei der Düsenstelle, aber einer im Vergleich zur Durchströmungsmenge des bearbeitenden Gases insgesamt niedrigen Durchströmungsmenge aller Strahlen umfasst, und dazu vorgesehen ist dem Strahl oder den Strahlen eine in bezug auf die umkreisende Wand (9, 26) waagrechte und im wesentlichen tangentiale Hauptdurchströmungsrichtung zu verleihen mit Hinblick auf ein Zusammenwirken des Strahls (der Strahlen) mit dem Strom des bearbeitenden Gases, um dieses mit kinetischer Energie zu versorgen und dessen Strömungsgeschwindigkeit über der umkreisenden Wand (9, 26) zumindest in einem Bereich zwischen dem Ende des zylinderförmigen Teils und dem Auslass (7, 21) für das bearbeitende Gas zu erhöhen.

8. Kammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (6) für das bearbeitende Gas in einer Decke (5) des zylinderförmigen Kammerteils (2) vorgesehen ist, während der Auslass (7) im Unterteil des konischen bzw. kegelstumpfförmigen Abschnittes (3), und die Düse (8) in einem Eckenbereich zwischen der Decke (5) und der umkreisenden Wand (9) ängeordnet ist.

9. Kammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (8) zur drehenden Hin- und Herbewegung in einem vorgschriebenen Winkelbereich in der Decke (5) aufgehängt ist und an ein unterbrechend betätigtes Antriebsmittel zum Durchführen der drehenden Hin- und Herbewegung angeschlossen ist.

10. Kammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Duse ein rohrförmiges Element (10) umfasst, bestehend aus einem in Lagern in der Decke aufgehängten, im wesentlichen senkrechten ersten Abschnitt (11) und einem am unteren Ende des ersten Abschnittes (11) vorgesehenen hauptsächlich waagrechten zweiten Abschnitt (12) sowie einem an das freie Ende des zweiten Abschnittes befestigten Düsenmundstück (13).

11. Kammer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass ein ausserhalb der Kammer verlaufender Teil des ersten Abschnittes (11) mit einem Ende eines Betätigungshebels (14) verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem Betätigungsglied (15) einer hydraulischen oder pneumatischen Bedienungsvorrichtung (16) zur Erzeugung der rotierenden Hin- und Herbewegung drehbar verbunden ist.

12. Kammer nach Anspruch 7, in welcher Luftzufuhr und Verteilungsmittel (18a) im konischen Kammerabschnitt (19) zum Zustandebringen eines Wirbelbettes angeordnet sind, und der Auslass (21) für das bearbeitende Gas im Oberteil des zylinderförmigen Abschnittes (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (23) über dem Wirbelbett am Ende des zylinderförmigen Abschnittes (20) an den konischen Abschnitt (19) angrenzend angeordnet ist.

13. Kammer nach einem der Ansprüche 7-10, nach welchen das bearbeitende Gas ein erwärmtes Trockengas ist, dadurch gekennzeichnet, dass Heizmittel zum Vorerwärmen des Strahls auf eine ziemlich unter der Temperatur des bearbeitenden Gases liegende Temperatur vorgesehen sind.

14. Kammer nach einem der Ansprüche 7-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse zur Durchführung einer kreisförmigen Fegebewegung in einer Ebene um die gemeinsame senkrechte Achse aufgehängt ist.