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Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Flüssigkeiten.
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Zum Trocknen von Flüssigkeiten aller Art (Lösungen, Emulsionen, Suspensionen
usw.), insbesondere tierischen und vegetabilischen Ursprungs, wie Milch, Blut, Eier,
Fruchtsäfte u. dgl., sind bereits Apparate in Verwendung, bei denen die betreffenden
Flüssigkeiten mittels feiner Düsen oder schnellrotierender Behälter mit einem feinen,
an der Seite durchlaufenden Schlitz in einem Luftstrom zerstäubt und getrocknet
werden. Ein anderes Verfahren bringt diese Flüssigkeiten auf eine schnellrotierende
Scheibe, um sie von dieser in einem feinen Schleier abzuschleudern und in einem
Luftstrom zu trocknen. Die erstgenannten Verfahren haben den Nachteil, daß sich
die Düsen oder feinen Schlitze infolge der meistens zähen oder klebrigen Beschaffenheit
der Flüssigkeiten leicht verstopfen bzw. durch die eintrocknende Wirkung des Luftstromes
verkrusten, während das letztgenannte Verfahren wohl diesen Übelstand vermeidet,
dagegen infolge der schnellen Rotierung der Scheibe einen außerordentlichen Kraftverbrauch
beansprucht. Außerdem leiden alle vorgenannten Verfahren darunter, daß den Flüssigkeiten
infolge
der kurzen Einwirkung des Luftstromes und der Anwesenheit der mit Feuchtigkeit gesättigten
Luft bis zum Schlusse des Verfahrens nur eine ungenügende Feuchtigkeitsmenge entzogen
wird, so daß die mit diesem Verfahren getrockneten Produkte nicht lagerfähig sind.
Auch der Vorschlag, die Trocknung bzw. Nachtrocknung im Vakuum vorzunehmen, führte
nicht zu einem lagerfähigen Gut, da hierbei die Trocknungsluft zwar verdünnt, nicht
aber gegen Ende des Verfahrens durch trockne Luft ersetzt wurde.
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Die genannten überstände werden durch das vorliegende Verfahren vermieden.
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Dasselbe besteht im wesentlichen darin, daß, nachdem die Flüssigkeiten
in bekannter Weise in einen sich drehenden Behälter eingeleitet und infolge der
Zentrifugalkraft gegen den Rand dieses Behälters getrieben werden, sie in den Bereich
eines aus dem Innern desselben aufsteigenden Preßluftstromes gelangen, welcher sie
in Form eines Hohlzylinders nach oben hebt, der durch einen zweiten ihn umgehenden
Preßluftstrom unter Vermeidung von durch Flüssigkeiten durchflossenen Düsen oder
Schlitzen zerstäubt wird, Worauf die so zerstäubten Flüssigkeitsteilchen in an sich
bekannter Weise von einem Warmluftstrom aufgenommen werden, an den sie den größten
Teil ihres Wassergehaltes abgeben und der Warmluftstrom selbst infolge der raschen
Verdunstung plötzlich so viel Wärme verliert, daß seine Temperatur unter jene Temperatur
sinkt, welche schädlich auf die Flüssigkeiten einwirken würde. Die Nachtrocknung
des so erhaltenen pulverförmigen Trockengutes erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß
es von der Luft, mit welcher es bisher in Berührung stand und welche sich mit Wasserdampf
gesättigt hatte, getrennt wird und einem Strom trockner Luft von geringer Temperatur
ausgesetzt wird, wobei es den Rest seiner Feuchtigkeit verliert und dadurch unbegrenzt
lagerfähig wird.
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Statt in einen sich drehenden Behälter können die Flüssigkeiten aber
auch in den Zwischenraum zweier ineinander angeordneter fester Behälter geleitet
werden und durch Uberfließen über den Rand des inneren Behälters in den Bereich
eines gleichfalls aus letzterem aufsteigenden Preßluftstromes gelangen, der sie
ebenso wie oben in Form eines Hohlzylinders nach oben hebt, dessen weitere Behandlung
sodann wie oben beschrieben erfolgt.
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Hierbei kann sowohl die Zuflußmenge der Flüssigkeit als auch die
Schichthöhe derselben auf ihrer l, Unterlage derart geregelt werden, daß bei der
Trocknung der Flüssigkeiten trotz ihrer verschiedenartigen Zähigkeit und ihres ungleichmäßigen
Wassergehaltes sowohl die Feuchtigkeitsentziehung als auch die Pulverisierung des
Trockengutes in einem gewollten und nötigenfalls veränderlichen Grade stattfindet
bei stets unveränderter Menge und Temperatur der zuzuführenden Trocknungsluft. Die
Nachtrocknung des so erhaltenen Gutes erfolgt in der oben beschriebenen Weise.
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Die hierbei angewendete Vorrichtung, welche in der beiliegenden Zeichnung
in zwei verschiedenen Ausführungsformen im puerschnitt dargestellt ist, besteht
nach Anordnung I aus einem rotierenden Becher b, welcher in einen zweckmäßig zylindrischen
Trockenraum C eingebaut ist. Dieser ist durch die Blechwandungen a verkleidet. Der
Becher b, welcher vorteilhaft die Form einer Halbkugel besitzt, steht mit den zur
Aufnahme der zu trocknenden Flüssigkeiten bestimmten Behälter D durch zwei Röhren
i und k derart in Verbindung, daß die Röhre i den Flüssigkeitszufluß in den Becher
ii, die Röhre k den Luftzutritt in den vollständig geschlossenen Behälter D vermittelt.
In den Becher b ist ferner ein Behälter 12 eingebaut, welcher an seiner höchsten
Stelle einen ringsum gehenden kreisförmigen Schlitz lil besitzt.
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Der Behälter h steht mit einem Druckluftrohr e in Verbindung. Außerdem
führt rings um den Behälter b ein Rohr g, welches mit einem nach oben gerichteten
Schnabel versehen ist, in welchem wiederum ein kreisförmiger Schlitz g1 sich befindet.
Der ringförmige Verteiler g steht ebenfalls mit einem Druckluftrohr g2 in T'erbindung.
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Der Becher b wird durch eine NN'elle c getragen, welche durch eine
Riemenscheibe oder eine sonstige Antriebsvorrichtung in entsprechende Umdrehung
versetzt werden kann. Der obere Teil der Welle ist mit einer Kupplung c versehen,
nach deren Lösung der Becher b zwecks Reinigung niedergelassen werden kann.
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Zu diesem Zweck ist der untere Teil der \zelle hohl ausgeführt. A
stellt einen Ventilator, B einen Lufterhitzer bekannter Bauart, r einen Aufhänger
aus feinmaschigem Siebgewebe dar, welcher den zylindrischen Behälter C in zwei Abteilungen
Cl und C2 teilt. Der Ventilator A und der Luftvorwärmer B stehen mittels des Rohres
Bl mit dem Behälter C in Verbindung.
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Der aus dem oberen Teil des Behälters C abzweigende Kanal E führt
in einen Abscheider F (siehe auch Horizontalschnitt A-B). In diesen Abscheider F
sind entsprechende Leitbleche eingebaut, welche eine Richtungsänderung des Luftstromes
und eine Verringerung der Geschwindigkeit desselben bezwecken sollen. Oben auf den
Abscheider F ist eine Luftaustrittshaube z aufgesetzt, während derselbe unten mit
zwei Entleerungsöffnungen nt und il, die durch Klappen ml und xl absperrbar sind,
versehen ist. Diese Entleerungsöffnungen 1)1 und tl stehen mit einem Trockner G
irgendeiner zweckmliGigen Konstruktion in Verbindung.
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Nach Anordnung 2 läßt sich der rotierende
Becher
b auch durch einen feststehcIldeIlBeclìer b ersetzen. In diesem Falle ist um denselben
ein zweiter Becher bl derart angeordnet, daß zwischen den beiden Bechern ein Hohlraum
1)2 zur Aufnahme der Flüssigkeit entsteht. Dieser Hohlraum 12 ist durch die Rohrleitung
h3 mit dem Behälter p derart in Verbindung, daß in b2 und p stets der gleiche Flüssigkeitsstand
gehalten wird. Das Rohr i ist in gleicher Weise wie bei Anordnung I mit einem geschlossenen,
zur Aufnahme der Flüssigkeit dienenden RP-hälter D verbunden und vermittelt von
diesem den Flüssigkeitszufluß nach p, während das Luft rohr k den Lufteintritt in
den Behälter D bewirkt.
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Die Arbeitsweise des Apparates nach Anordnung I ist folgende: Der
Behälter D wird zunächst bei geschlossenem Ventil o mit der zu trocknenden Flüssigkeit
gefüllt und sodann luftdicht abgeschlossen.
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Hierauf wird das Ventil o geöffnet und nun fließt die Flüssigkeit
durch Rohr i so lange in den Becher b ein, bis in diesem der gewollte Flüssigkeitsstand
erreicht ist und die Einmündungsstelle des Rohres k im Becher b und damit der Luftzutritt
zum Behälter D durch Flüssigkeit abgesperrt wird. Um die Flüssigkeitshöhe im Becher
ii je nach deren \'iskosität in jeder gewollten Weise zu regeln, ist der Ausfluß
des Rohres k im Becher b mit einer regelbaren Mündung versehen, durch welche deren
Abstand vom Boden des Bechers b vergrößert oder verkleinert werden kann. Sach Einstellung
der gewollten Flüssigkeitshöhe wird der Becher b durch die auf der Welle c befindliche
Antriebsvorrichtung derart in Drehung versetzt, daß infolge der Zentrifugalwirkung
die Flüssigkeit im Becher b bis zum Rande desselben ansteigt und sich gleichmäßig
verteilt. Durch die Druckluftrohre e und g2 wird nunmehr kalte oder je nach Bedürfnis
mehr oder weniger vorgewärmte Preßluft zugeführt. Hierbei ist dieAusmündungsstelle
der PrelJluft im Behältern derart angeordnet, daß diese die gleiche Richtung einnimmt,
wie die Wandung des Bechers b; infolgedessen wirkt der aus h austretende Luftstrom
saugend auf die in b ansteigende Flüssigkeit und hebt dieselbe fein verteilt hoch.
Die durch das ringförmige \'erteilrohr g mit Schlitz gl austretende Preßluft berührt
nun den so gebildeten feinen Flüssigkeitszylinder und bewirkt eine außerordentlich
feine Zerstäubung desselben. Dieser Flüssigkeitsstaub verteilt sich im Behälter
c und wird von der mittels Ventilator A eingepreßten und durch Lufterhitzer B erwärmten
Trocknungsluft aufgenommen, wodurch infolge der schnell erfolgenden Wasserverdunstung
eine wesentliche Herabminderung der ursprünglichen Temperatur der Trocknungsluft
aus B und dadurch eine schnelle Trocknung der zerstäubten Flüssigkeit innerhalb
des Apparates C bei derart niederen Temperaturen erfolgt, daß das in den Flüssigkeiten
enthaltene Eiweiß nicht zur Gerinnung kommt und die Keimfähigkeit des gewonnenen
Trockengutes erhalten bleibt.
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Da die zu trocknenden Flüssigkeiten nieht nur einen verschiedenartigen
Feuchtigkeitsgehalt, sondern auch eine durchaus verschiedenartige Zähigkeit besitzen,
muß sowohl die Zuflußmenge der Flüssigkeit in den Becher b, als auch die Schichtdicke
der Flüssigkeit auf der Wandung des Behälters b, insbesondere gegen den Rand des
letzteren zu genau regelbar sein, was einesteils erreicht wird durch die beiden
Röhren i und k, welche die Zufluß menge dadurch regeln, daß bei Verdickung der Lufteintrittsöffnung
des Rohres k im Becher b der Abfluß der Flüssigkeit aus dem Behälter D durch das
Rohr i unterbunden wird, so daß sich die Flüssigkeit in jeder gewollten Höhe im
Becher b einstellt.
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Anderseits läßt sich die Schichtdicke der Flüssigkeit auf der Wandung
des Bechers b in jedem gewollten Verhältnis regeln durch Veränderung der Umdrehungszahl
des Bechers b, welche auf bekannte Mteise bewirkt werden kann durch Anordnung von
Stufenscheiben, Bremsvorrichtungen usw.
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Das zerstäubte Trockengut wird durch den aus B kommenden Luftstrom
gleichzeitig mit der durch Feuchtigkeit gesättigten Luft vermittels des Kanales
E nach dem LuftabscheiderF geführt, dessen Leitbleche einesteils eine Verminderung
der Luftgeschwindigkeit und eine Richtungsänderung derselben, andernteils die Einteilung
des Abscheiders F in zwei getrennte Kammern bewirken, in welchen die schweren Trockensubstanzen
zu Boden fallen, die leichtere und feuchte Luft dagegen nach oben steigt und durch
die mit Filtern versehene Austrittshaube Z ins Freie gelangt. Das Trockengut sammelt
sich auf dem Boden der beiden Abteilungen des Behälters F und wird durch Absperrvorrichtungen
>i und it entweder von Zeit zu Zeit in den Trockner G eingelassen oder aber es
fließt diesem bei Fortfall der Absperrvorrichtungen m und n selbsttätig und unaufhörlich
zu.
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Feuchtere und dadurch im Behälter C niederfallende Teile des Trockengutes
kommen auf das feinmaschige Gitter r zu liegen, werden dort durch die einströmende
Luft getrocknet und mit dieser dann ebenfalls nach dem Abscheider F befördert.
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Der Abscheider F hat den Zweck, das als feines Pulver gewonnene Trockengut,
welches noch zu große Mengen Feuchtigkeit enthält, um lagerfähig zu sein, von der
mit Feuchtigkeit gesättigten, im Zylinder C zur Trocknung benutzten Luft zu trennen,
um dann in Abwesenheit derselben eine nochmalige Nachtrocknung des erhaltenen Pulvers
in einem eigenen Trockner G bei geringen Temperaturen mit trockener Luft vorzunehmen,
so daß hierdurch dem
Trockengut so viel Feuchtigkeit entzogen wird,
daß dasselbe lagerfähig ist und sehr hygroskopisches Trockengut durch die bei anderen
Verfahren übliche Anwesenheit der mit Feuchtigkeit gesättigten Luft keine Gelegenheit
mehr hat, Feuchtigkeit aus dieser nachträglich wieder aufzunehmen.
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Der Betrieb nach Anordnung 2 unterscheidet sich von demjenigen nach
Anordnung I hauptsächlich dadurch, daß der Becher b nicht drehbar, sondern feststehend
angeordnet ist. In diesem Falle, findet die Regelung des Flüssigkeitszuflusses nach
dem Becher b durch Zwischenschaltung eines Gefäßes p und Anwendung eines um b gelegten
Doppelmantels bl statt, wobei der dadurch entstehende Hohlraum b2 durch die Röhre
b3 mit dem Gefäß p verbunden ist.
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Durch Veränderung des Abstandes der Ausmündungsöffnung des Rohres
k, welches den Lufteintritt in den Behälter D vermittelt, läßt sich nun sowohl die
Zufiußmenge der Flüssigkeit aus dem Behälter D durch das Rohr i nach Gefäß p als
auch die Höhe des Flüssigkeitsstandes im Gefäß p derart regeln, daß dieselbe sowohl
in größerer Menge über den Rand des Gefäßes b als auch in kleinerer oder größerer
Schichtdicke überfließt. Es ist also auch in diesem Falle je nach der Viskosität
und dem Feuchtigkeitsgehalte der Flüssigkeit möglich, dieselbe durch die beiden
Preßluftströme aus h und g derart zu verteilen und zu zerstäuben, daß durch den
inseinerWasseraufnahmefähigkeit begrenzten Trockenluftstrom aus dem Vorwärmer B
die Flüssigkeit im Trockner C einesteils genügend eingetrocknet und anderseits das
Trockengut als genügend feiner Staub gewonnen wird. Auch bei dieser Anordnung wird
selbstverständlich infolge der raschen Verdunstung die Temperatur der höher vorgewärmten
Trockenluft aus B plötzlich derart herabgemindert, daß eine Gerinnung der in der
Flüssigkeit enthaltenen Eiweißkörper und eine Beeinträchtigung der Verdaulichkeit
derselben sowie der Keimfähigkeit des Trockengutes nicht eintritt.