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Verfahren und Einrichtung zum künstlichen Trocknen von vegetabilischen Ernteerzeugnissen Es ist seit langem bekannt, dass durch künstliche Trocknung von jungem Gras ein wertvolles Futter hergestellt werden kann, das alle Arten von Kraftfuttern für Haustiere in der Landwirtschaft ersetzen kann. Insbesondere hat es sich gezeigt, dass solches Trockengras besonders gute Eigenschaften für die Milcherzeugung aufweist. Zunächst besitzt das Trok- kengras bei richtig betriebenem Trocknen einen hohen Gehalt an Protein verschiedener Art in verdaulicher Form und mit günstiger Verteilung der Arten.
Gleichzeitig ist es auch möglich, den im frischen Gras ursprünglich vorhandenen Gehalt an Vitaminen und Provitaminen zu bewahren, wobei dem Karotin eine besondere Bedeutung zukommt. Wenn der Trok- kenvorgang derart ist, dass der natürliche Gehalt des Grases an Protein und Karotin erhalten bleibt, wird das Füttern mit Trockengras die Tiere in guter Kondition halten und mit einem geeigneten Grundfutter zusammen ist es im Stande, den Nahrungsbedarf hochleistungsfähiger Milchkühe zu decken. Die bei dieser Fütterung erhaltene Milch eignet sich ebenfalls gut für die Herstellung von Butter und Qualitätskäse.
Eine andere Tatsache, die auch das Interesse für die Herstellung von Trockengras gestärkt hat, ist der Nachweis, dass dieses einen grösseren Ertrag pro Flächeneinheit ergibt als andere Futterstofferzeugnisse.
Trotz der genannten guten Gründe für die Benutzung von Trockengras ist diese nicht zur üblichen Praxis geworden. Die Ursache liegt in den Schwierigkeiten, die mit einer rationellen und wirtschaftlichen Herstellung von Trockengras in einem für den Landbau geeigneten Masstab verbunden sind. Das junge Gras, das sich für die Herstellung von Trockengras eignet, enthält gewöhnlich 5 bis 6 kg Wasser pro kg Trockenstoff. Dieses muss fast vollständig entfernt werden, so dass ein Erzeugnis erhalten wird, das nur 0,10 bis 0,14 kg Wasser pro kg Trockenstoff enthält.
Um die wertvollen Bestandteile des Grases zu bewahren, kann nur in beschränktem Ausmass von natürlicher Trocknung im Freien die Rede sein, gegebenenfalls als Vorstufe zu einer unmittelbar anschliessenden künstlichen Trocknung. Es sind daher verschiedene Arten von technischen Einrichtungen für die Herstellung von Trockengras versucht worden. Einige von diesen haben sich bei grossen Anlagen als technisch brauchbar erwiesen und können industriell betrieben werden. Sie können jedoch in bezug auf Preis schwer mit gewöhnlichem Kraftfutter für Kühe konkurrieren.
Diese Anlagen schaffen eine annehmbare Wärmewirtschaftlichkeit durch die Anwendung von Trockenluft hoher Temperatur. Infolgedessen wird die Trocknungszeit kurz werden, was von entweder ein ständiges Kehren und Austauschen von Trocknungsgut oder eine Beschaffung komplizierter Fördereinrichtungen in der Trock- nungsvorrichtung erfordert. Keines von beiden ist bei solchen Trocknungsanlagen ökonomisch beurteilt durchführbar, wenn diese Anlagen im Betrieb eines Bauernhofes Verwendung finden sollen. Es ist bisher für diesen Zweck keine praktisch brauchbare Bauart bekannt geworden.
Das vorliegende Patent betrifft ein Verfahren zum künstlichen Trocknen von vegetabilischen Ernteerzeugnissen, insbesondere von Gras, wobei ein erzwungener erwärmter Trocknungsluftstrom durch das auf einer stillstehenden Auflagefläche ruhende Gut hindurchgeleitet und die Hauptmenge dieser Trock- nungsluft im Kreislauf geführt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man den Luftstrom, die Wärme-
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zufuhr zu demselben und das Verhältnis der einströmenden zu der im Kreislauf verbleibenden Luftmenge derart wählt, dass nach einer einleitenden Temperatursteigerung der Trocknungsluft auf annähernd 35 bis 45 C ohne äusseren Eingriff sich ein mehrere Stunden dauernder Zustand von angenähertem Gleichgewicht zwischen der dem Trocknungsgut zugeführten Wärme und der durch Verdampfung aus dem Trocknungsgut ausgetriebenen Wärme einstellt, dass anschliessend, infolge herabgesetzter Kapillarförderung des Wassers zur Aussenfläche der Gutteile,
eine weitere Steigerung der Trocknungslufttemperatur auf annähernd 55 bis 65o Celsius mit abnehmender relativer Feuchtigkeit in der Trocknungslüft eintritt und dass man die Geschwindigkeit der umlaufenden Trocknungsluft während des ganzen Vorganges derart hoch hält, dass eine Gärung im Trocknungsgut verhindert wird.
Das Patent betrifft ebenfalls eine Trocknungsein- richtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Trocknungsgut in einem ausziehbaren Teil ruht, durch dessen Boden die Trocknungsluft hindurchtritt.
Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung anschliessend beispielsweise erläutert. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen schematisch im Vertikalschnitt je eine Ausführungsform einer Einrichtung zum Trocknen von vegetabilischen Ernteerzeugnissen.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Trockner in seiner einfachsten Ausführung. Eine Trockenkammer ist mit 1 bezeichnet. Ein Lüfter 2 treibt die Trocknungsluft in einem Kreislauf durch den Trockner, wobei sie erhitzt wird, indem sie durch eine eingebaute, beispielsweise elektrisch beheizte Wärmebatterie 3 hindurchstreicht. Das Trocknungsgut ruht auf einem stillstehenden, vorzugsweise ausziehbaren, durchlöcherten Boden 4. Während des Umlaufes wird ein kleiner Teil der feuchten Luft bei 5 hinausgeblasen, während ein entsprechender Teil Frischluft bei 6 angesaugt wird. Die Grösse der Grasfüllung und die Wärmeleistung sind so gewählt, dass die Trocknungsluft unter dem durchlöcherten Boden nach etwa zweistündigem Betrieb eine Temperatur von 40-45o C erreicht.
Hierdurch entsteht eine lebhafte Verdampfung, so dass die ausgeblasene Luft praktisch mit Wasserdampf gesättigt wird. Während längerer Zeit stellt sich annähernd ein Gleichgewicht zwischen der dem Gras zugeführten Wärme und der Verdampfungswärme des aus dem Gras ausgetriebenen Wassers ein, so dass die Temperatur der Luft während der folgenden 8 bis 10 Stunden nur sehr langsam ansteigt. Da der grösste Teil der Trocknungsluft im Kreislauf geführt wird, wird die Luft in diesem Zeitraum schon eine bedeutende Feuchtigkeit enthalten, wenn sie mit den unteren Lagen der Grasfüllung in Berührung kommt, was verhindert, dass die Aussenschicht der Pflanzenteile ausgetrocknet werden und zusammenschrumpfen.
Die Ver- dampfung kann daher in der günstigsten und leichtesten Weise erfolgen, und zwar durch Flüssigkeitsbewegung aus dem Innern durch die offenen kapillaren Poren der Pflanzenteile nach aussen.
Nach etwa zwölfstündigem Betrieb ist so viel Wasser verdampft, dass der Verdampfungsvorgang allmählich seinen Charakter ändert. Es kann nicht mehr eine lebhafte kapillare Förderung von Wasser an die Oberflächen der Pflanzenteile erfolgen, und diese fangen an zusammenzuschrumpfen. Die weitere Trocknung erfolgt dann im wesentlichen durch Dampfdiffusion aus dem Inneren des Stoffes. Die Geschwindigkeit der Verdampfung nimmt ab und als Folge davon steigt die Temperatur im Trockner an.
Nachdem diese letzte Betriebsphase angenähert zwölf Stunden gedauert hat (d. h. nach einer gesamten Betriebszeit von beinahe vierundzwanzig Stunden), ist die Temperatur der Luft unterhalb des Grases auf etwa 60 bis 650 C gestiegen und sie ist nach Durchtritt durch dasselbe nur um einige Grade niedriger. Das Gras ist jetzt gleichmässig trocken geworden und der Trocknungsvorgang ist beendet.
Das Gras wird bei diesem Trocknungsverfahren während längerer Zeit auf eine Temperatur erwärmt, die nicht genügt, um es steril zu machen, aber doch so hoch ist, dass keine Gärung zustande kommt. Die Ursache dafür ist der ständige Luftumlauf.
Bei Isolierung der Aussenwände der Trocknungs- einrichtung gegen Wärmeverluste nach aussen kann damit gerechnet werden, dass eine Einrichtung ge- mäss Fig. 1 mit einer Leistung von beispielsweise 15 kW etwa 300 kg Wasser aus einer Grasfüllung im Laufe von-24 Stunden verdampfen wird. Bei einmaliger Füllung der Trocknungskammer pro 24Stun- den heisst das, dass etwa 400 kg Rohgras eingelegt werden kann, wenn dieses zwecks natürlicher Vortrocknung einige Stunden in freier Luft gelegen ist. Es wird also dann etwa 100 kg Trockengras in 24 Stunden erzeugt.
Bei schönem, warmem Wetter wird eine etwas grössere Produktion erhältlich sein, insbesondere weil die Vortrocknung auf dem Erdboden dann wirkungsvoller ist.
Während der letzten sechs bis acht Stunden der vorstehend beschriebenen Betriebsweise wird die Verdampfnngsgeschwindigkeit allmählich ziemlich klein. Dies setzt die Ausnützung des Trockners herab. Ausser der genannten Änderung des Charakters des Verdampfungsvorganges trägt auch das Verfilzen der Grassmasse während der Trocknung zu dieser Herabsetzung der Wirksamkeit bei, indem sie die Geschwindigkeit des Luftumlaufes vermindert.
Ein wirksames Mittel zur Verbesserung der Arbeitsweise und des Produktionsvermögens des Trock- ners besteht darin, den Trocknungsvorgang in eine Vortrocknung und eine Nachtrocknung aufzuteilen und die Vortrocknung eines Teils von Trocknungs- gut gleichzeitig mit der Nachtrocknung eines anderen Teils zu betreiben. Dies ergibt eine Überlagerung der beiden vorbeschriebenen Betriebszeiträume und bedeutet, dass in Wirklichkeit die Energieverluste bei
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der Nachtrocknung zu einem wesentlichen Teil beseitigt werden.
Die einfachste Anordnung zur Durchführung eines solchen Arbeitsprogrammes besteht darin, die Trocknungskammer durch einen durchlöcherten Zwischenboden in zwei Abteile aufzuteilen. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, gemäss welcher ein vorzugsweise ausziehbarer Zwischenboden 7 den Trocknungsraum in die Abteile la und 1b für Vor- bzw. Nachtrocknung aufteilt. Anstelle eines Bodens 7 kann auch ein Kasten oder Wagen verwendet werden. Das feuchte Rohgras wird in die obere Abteilung angebracht und bleibt während des ersten Trocknungszeitraumes dort liegen. Gleichzeitig liegt die vorhergehende angetrocknete Graspartie in der unteren Abteilung zwecks abschliessender Trocknung. Nach elf- bis zwölfstündigem Betrieb ist diese fertig, und das Gras kann herausgenommen werden.
Sodann wird die halbtrockene Grasfüllung des oberen Abteils in das untere Abteil hinübergebracht und neues Rohgras in das obere Abteil eingelegt. Das Herausnehmen, Überführen und Einlegen von Grasfüllungen erfolgt als ein zusammenhängender Arbeitsgang jeden Morgen und jeden Abend. Bei voller Ausnützung der Einrichtung werden die Temperaturen etwas niedriger liegen, als es vorstehend für die einfachste Ausführung des Trockners beschrieben wurde, und zwar wird die Temperatur der Trocknungsluft unterhalb des Grases nach der einleitenden, etwa zweistündigen Erwärmung im Bereich 35-40 C liegen, um gegen Ende des Trocknungsvorganges 55-60 C zu erreichen. Die ausgeblasene Luft wird indessen die ganze Zeit sehr feucht sein, da stets eine lebhafte kapillare Verdampfung im Vortrockner erfolgt.
Ausserdem ist es vorteilhaft, wenn die Grasmasse beim Überführen aus dem oberen in das untere Abteil gelockert wird.
Eine andere Anordnung zur Überlagerung von Vor- und Nachtrocknung besteht darin, zwei getrennte Trocknerräume mit je einem Kreislauf für die Trocknungsluft zu benutzen. Diese Kreisläufe sind in Reihe geschaltet derart, dass frische Luft in den Nachtrockner eingesaugt und aus dem Vortrockner ausgeblasen wird. Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 gezeigt, in der 1a den Vortrockner und 1b den Nachtrockner bezeichnet. Diese beiden Trockner können zweckmässig nebeneinander zusammengebaut werden. Der Betrieb erfolgt hier in der gleichen Weise wie im vorhergehenden Falle.
Für sämtliche dargestellte Trocknungseinrichtungen gilt, dass bei geeigneter Wahl der bestimmenden Faktoren, wie Abmessungen des Trockners, Grösse der Grasfüllung und Leistung der Wärmeelemente ein günstiger Verlauf des Trocknungsvorganges mit einem für gewöhnliche Bauernhofbetriebe geeigneten Arbeitsrhythmus erzielt wird. Der Betrieb kann die ganze Zeit mit voller Trockenleistung vor sich gehen, was eine grösstmögliche Produktion bedeutet. Die Führung der Luft im Kreislauf ergibt selbsttätig die möglichst günstige Steigerung der Temperatur der Trocknungsluft in Kombination mit der Herabsetzung ihrer relativen Feuchtigkeit.
Wegen der Wahl des Temperaturbereiches für die Trock- nungsluft kann die Trocknungszeit auf 24 Stunden für stilliegendes Gut ausgedehnt werden, gegebenenfalls mit einer Umlagerung des Trockengutes während dieser Zeit.
Um die Einführung des Trockengutes in die Kammern oder Abteile zu erleichtern und ihre Lagerung möglichst gut kontrollieren zu können, kann es praktisch sein, die durchlöcherte Lagerungsfläche als Boden eines ausziehbaren Kastens oder eines Wagens auszubilden. Dies gilt insbesondere für den untersten Raum 1b in Fig. 2 und für beide Räume la und 1b in Fig. 3.
Die Überführung von halbtrockenem Gras vom Vor- zum Nachtrockner ergibt eine gute Gelegenheit zum Lockern der Grasmasse und etwaiger zusammengeballter Klumpen. Es können auch mechanische Einrichtungen zum Auseinanderschütteln des Grases eingebaut werden. Ist das Gras sehr gleichmässig und gut verteilt, kann es vorteilhaft sein, die mit der Überführung zum zweiten Trocknerabteil verbundene Arbeit zu sparen. Jedes einzelne Trocknungs- abteil kann dann von der Funktion als Vortrockner zur Funktion als Nachtrockner und umgekehrt umgestellt werden, indem man die Richtung der Luftströmung umkehrt.
Ist die Bauart für beide Drehrichtungen vorgesehen, so kann dies am einfachsten durch Wechsel der Drehrichtung des oder der Lüfter erfolgen.
Auch bei einem Trockner ohne Aufteilung in Vor- und Nachtrockner (gemäss Fig. 1) kann ein Wechsel der Umlaufrichtung der Luft von Interesse sein. Nach einem solchen Wechsel wird die ankommende warme Trocknungsluft zunächst durch diejenigen Lagen des Gutes hindurchströmen, die im vorhergehenden Zeitraum die niedrigste Temperatur und die höchste Feuchtigkeit erhalten hat. Dies verringert die Gefahr einer Überhitzung des Gutes, und alle Teile desselben weisen am Schluss ungefähr die gleiche Feuchtigkeit auf. Diese günstigen Wirkungen eines Stromrichtungswechsels liegen auch bei den aufgeteilten Trocknern vor, kommen dort aber weniger zur Geltung.
Das beschriebene Verfahren weist den Vorteil auf, dass es mit niedrigem Wärmeverbrauch durchgeführt werden kann und nur einen kurzen Arbeitseinsatz mit längeren Zwischenräumen, insbesondere nur ein oder zweimal in 24 Stunden, erfordert. Das Verfahren ist derart, dass es ermöglicht, die wertvollen Bestandteile des Grases, insbesondere Protein und Karotin, zu bewahren. Es kann mit einer einfachen, in der Trocknungseinrichtung eingebauten, beispielsweise elektrischen Wärmequelle durchgeführt werden und eignet sich überhaupt für den Landbau.