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Dokumentenidentifikation DE102005036804A1 08.02.2007
Titel Wirbelschichttrockner
Anmelder ALLGAIER WERKE GmbH, 73066 Uhingen, DE
Erfinder Trojosky, Mathias, Dr., 73230 Kirchheim, DE
Vertreter Dr. Weitzel & Partner, 89522 Heidenheim
DE-Anmeldedatum 02.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005036804
Offenlegungstag 08.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.02.2007
IPC-Hauptklasse F26B 3/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichttrockner, insbesondere zur Chargentrocknung, umfassend
- einen Trockenraum zur Aufnahme des zu trocknenden Guts;
- einen Lufteinlass, welcher über eine oder eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen im Trockenraum mündet, zum Zuführen von Warmluft in den Trockenraum und durch das zu trocknende Gut;
- einen Luftauslass zum Abführen der durch das Gut geleiteten Warmluft als Abluft;
- eine Rührvorrichtung, welche wenigstens teilweise in dem Trockenraum angeordnet ist, um das zu trocknende Gut zu rühren.
Der erfindungsgemäße Wirbelschichttrockner ist dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rührvorrichtung eine Vielzahl von Rührern umfasst, welche jeweils in einer zugeordneten Rührzone imn Trockenraum das zu trocknende Gut rührend angeordnet sind, wobei sich die Rührzonen verschiedener Rührer gegenseitig teilweise überlappen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichttrockner, welcher vom Fachmann auch als Fließbetttrockner bezeichnet wird. Die Besonderheit des Wirbelschichttrockners liegt darin, dass das zu trocknende Gut, beispielsweise ein zu trocknender Feststoff, nicht statisch im Trockner ruht sondern in einem Fließzustand gehalten wird, weshalb der Fachmann bei der Trocknung eines Feststoffes auch von einer Feststoff-Fluidisierung spricht.

Die Erfindung betrifft insbesondere sogenannte Chargen-Wirbelschichtbeziehungsweise-Fließbett-Trockner, das heißt Trockner, bei welchen das zu trocknende Gut chargenweise zu- und abgeführt wird, im Gegensatz zu kontinuierlichen Wirbelschichttrocknern, bei welchen eine kontinuierliche Zufuhr und Abfuhr von zu trocknendem Medium stattfindet. Die Erfindung ist jedoch grundsätzlich auf jede Art von Wirbelschichttrocknern anwendbar, somit auch auf kontinuierliche Wirbelschichttrockner.

Insbesondere zur Trocknung von besonders empfindlichem Gut, wie beispielsweise von Kapseln, welche lebende Zellen wie Hefezellen oder lebende Kulturen wie Joghurt-Kulturen enthalten, beispielsweise sogenannten Alginat-Kapseln, ist es wichtig, dass die Trocknung derart schonend erfolgt, dass einerseits das Gut nicht beschädigt wird, beispielsweise die Kapseln, welche thermisch sowie mechanisch äußerst empfindlich und stark haftend beziehungsweise klebend an sich selbst sowie an metallischen Oberflächen sind, und andererseits der in der Regel hohe Anfangswassergehalt von ca. 90 bis 95 Prozent gleichmäßig aus dem Gut ausgetrieben wird. Die Erfindung betrifft insbesondere die Trocknung von solch einem empfindlichen Gut mit dem angegebenen Anfangswassergehalt, insbesondere die Trocknung von Alginat-Kapseln oder allgemein von Kapseln mit lebenden Zellen und/oder Kulturen wie Hefezellen und Joghurt-Kulturen oder mit Geruchs- oder Geschmacksstoffen und/oder mit pharmazeutischen Wirkstoffen.

Herkömmliche Wirbelschichttrockner, wie sie beispielsweise von der Firma Allgaier Werke GmbH vertrieben werden, weisen einen runden Chargenapparat zur Gewährleistung einer identischen Trocknungsdauer für alle Feststoffpartikel auf. Eine Feststoff-Fluidisierung erfolgt dabei in der Regel durch angewärmte Trocknungsluft. Zusätzlich ist ein langsam drehendes Rührwerk zur Homogenisierung des feuchten Feststoffes vorgesehen.

Der Wirbelschichttrockner gemäß des Standes der Technik weist eine klappbare Haube auf, um den Trockenraum mit dem zu trocknenden Gut zu befüllen.

Bei dem bekannten Wirbelschichttrockner ist als nachteilig anzusehen, dass er nur eine relativ kleine Menge von zu trocknendem Gut aufnehmen kann, beispielsweise zwischen 30 und 100 Kilogramm (kg) Alginat-Kapseln, was im Rahmen der bisherigen Produktentwicklung von Alginat-Kapseln ausreichend war.

Zur industriellen Produktion mit einer hohen Produktionsleistung ist jedoch die Chargengröße des bekannten Wirbelschichttrockners nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Wirbelschichttrockner anzugeben, welcher insbesondere hinsichtlich der Chargengröße bei einer Chargentrocknung eine gegenüber den Wirbelschichttrocknern des Standes der Technik vergrößerte Kapazität aufweist. Insbesondere soll der erfindungsgemäße Wirbelschichttrockner zur Trocknung von thermisch sowie mechanisch empfindlichem Gut geeignet sein und vorteilhaft besonders kurze oder keine Unterbrechungen im Produktionsablauf durch Wartung und/oder Reinigung sowie Befüllung und Entleerung sicherstellen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Wirbelschichttrockner mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine einfache Maßstabsvergrößerung der herkömmlichen Wirbelschichttrockner zum Erreichen größerer Chargen von zu trocknendem Gut, welches gleichzeitig in einer Charge getrocknet werden soll, nicht ausreichend ist, um beispielsweise eine Aufnahmekapazität für zu trocknendes Gut, beispielsweise für Alginat-Kapseln, von 400 bis 600 kg, insbesondere von 460 bis 520 kg, oder mehr zur Verfügung zu stellen. So treten einerseits bei einer Ausstattung des Wirbelschichttrockners mit einer Vibrationsvorrichtung Schwingungsprobleme bei einer einfachen Vergrößerung des kreisrunden Durchmessers eines Trockenraumes auf, und andererseits ist das Rührergebnis beziehungsweise die Leistungsaufnahme und das Gewicht eines entsprechend großen Rührers nicht zufriedenstellend.

Der erfindungsgemäße Wirbelschichttrockner weist daher einen Trockenraum zur Aufnahme des zu trocknenden Gutes sowie einen Lufteinlass und einen Luftauslass auf, wobei Warmluft durch den Lufteinlass in den Trockenraum hinein und durch das zu trocknende Gut geleitet wird und als Abluft über den Luftauslass abgeführt wird. Erfindungsgemäß ist dabei eine Rührvorrichtung vorgesehen, welche wenigstens teilweise in dem Trockenraum angeordnet ist, um das zu trocknende Gut zu rühren und welche eine Vielzahl von Rührern umfasst, denen jeweils eine eigene Rührzone zugeordnet ist, wobei sich jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete Rührzonen verschiedener Rührer teilweise überschneiden beziehungsweise gegenseitig überlappen.

Statt einer einzigen großen Rührzone, beispielsweise mit einem kreisrunden Durchmesser von 3 Meter oder mehr, welche für eine Chargengröße von beispielsweise 480 kg Alginat-Kapseln bei einer einfachen maßstäblichen Vergrößerung der herkömmlichen kreisrunden Wirbelschichttrockner für 60 kg erforderlich wäre, weist der erfindungsgemäße Wirbelschichttrockner somit eine Vielzahl von Rührzonen mit jeweils einem eigenen Rührer auf, welcher das zu trocknende Gut in der jeweiligen Rührzone rührt. Beispielsweise können, um eine Chargenaufnahmekapazität von 400 bis 600 kg Alginat-Kapseln mit beispielsweise einem Durchmesser von bis zu 4 Millimeter (mm), insbesondere von 460 bis 520 kg, zu erreichen, vier sich überschneidende Kreisflächen mit einem Durchmesser von jeweils etwa oder genau 1,5 Metern vorgesehen werden, wobei vier einzelne Rührer mit synchronisierten Rührwerken die einzelnen Kreisflächen jeweils vollständig überstreichen können. Somit werden Totzonen vorteilhaft vermieden, wie sie beispielsweise bei einem eckigen Querschnitt des Trockenraumes auftreten können.

Die verschiedenen Rührzonen sind vorteilhaft in einer Draufsicht von oben nebeneinander und fluchtend oder im wesentlichen fluchtend miteinander angeordnet, so dass die beiden an den äußeren Enden angeordneten Rührer jeweils eine zugeordnete Rührzone aufweisen, die einen einzigen gemeinsamen Schnittbereich mit der einzigen vorhandenen benachbarten Rührzone haben. Die mittleren Rührzonen, das heißt die Rührzonen von jenen Rührern, welche zwischen den beiden äußeren Rührern angeordnet sind, weisen dementsprechend jeweils zwei Schnittbereiche mit den jeweils zwei vorhandenen benachbarten Rührzonen auf. Alle Rührzonen können dabei denselben Durchmesser aufweisen. Selbstverständlich sind auch verschiedene Durchmesser möglich.

Die Rührer, insbesondere jeweils zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Rührer, können entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisen. Wenn alle Rührer linear nebeneinander angeordnet sind, kann somit von einem Ende aus gesehen die Drehrichtung aller Rührer mit einer ungeraden Positionszahl in einer ersten Richtung ausgeführt werden, und die Drehrichtung von jenen Rührern mit einer geraden Positionszahl in eine zweite Drehrichtung, wobei die erste und die zweite Drehrichtung entgegengesetzt zueinander sind.

Die Rührer können vorteilhaft ein Rührerblatt aufweisen, dessen Durchmesser dem Durchmesser der zugeordneten Rührzone im wesentlichen oder vollständig entspricht, wobei das Rührerblatt insbesondere in Form eines lang ausgestreckten, vorteilhaft ebenen Elementes ausgebildet ist.

Das Rührerblatt kann beispielsweise eine lineare, ausgestreckte Form mit zwei entgegengesetzten äußeren Umfangskanten aufweisen, welche in einer gemeinsamen senkrechten Ebene verlaufen (bezogen auf einen waagerecht ausgerichteten Wirbelschichttrockner) und winklig zueinander angeordnet sind, wobei sie sich insbesondere, vorteilhaft entsprechend der Innenwandung des umgebenden Trockenraumes, von unten nach oben konisch erweitern.

In dem Rührerblatt oder allgemein in den Rührern können Reinigungsmediumauslassöffnungen, insbesondere Druckluftauslassöffnungen, vorgesehen sein, durch welche ein Reinigungsmedium, insbesondere Druckluft, in den Trockenraum geleitet beziehungsweise geblasen werden kann. Dabei sind diese Öffnungen vorteilhaft derart angeordnet, dass das austretende Reinigungsmedium, insbesondere die austretende Druckluft, gegen die Oberfläche des zugehörigen Rührerblattes, das heißt jenen Blattes, in welchem die Öffnungen ausgebildet sind, und/oder gegen ein jeweils benachbart angeordnetes Rührerblatt und/oder gegen die Innenwand des Trockenraumes geleitet beziehungsweise geblasen wird.

Beispielsweise kann entlang von einer oder von beiden Umfangskanten bei der Ausbildung von lang ausgestreckten Rührblättern jeweils ein Hohlrohr angeordnet sein, welches die Reinigungsöffnungen beziehungsweise die Druckluftauslassöffnungen trägt.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Reinigungsmediumöffnungen zwei Funktionen auf: Zum einen dienen sie zum Auslass von Reinigungsmedium beziehungsweise von Druckluft, um die Rührer und/oder die Innenwandung des Trockenraumes, wozu auch der Boden des Trockenraumes gehört, zu reinigen. Zum anderen können diese Öffnungen zusätzlich zu dem beschriebenen Lufteinlass dazu verwendet werden, warme Luft in den Trockenraum und durch das zu trocknende Gut zu fördern, um eine gewünschte Wirbelschicht beziehungsweise Durchlüftung des zu trocknenden Gutes auszubilden. Hierzu sind die Reinigungsöffnungen vorteilhaft mit einem Warmluftversorgungssystem verschaltbar, wobei das Warmluftversorgungssystem insbesondere auch dazu dient, warme Luft in den genannten Lufteinlass zu fördern, welcher Warmluft, in der Regel über einen Anströmboden mit einer Vielzahl von Lufteinlassöffnungen, in den Trockenraum einleitet.

Der Wirbelschichttrockner weist vorteilhaft eine Vibrationsvorrichtung auf, beispielsweise in Form von zwei auf entgegengesetzten Seiten des Trockenraumes mechanisch angeschlossene Vibrationsmotoren. Die Vibrationsmotoren können beispielsweise außen am Trocknungsraum oder unterhalb desselben starr an einem Oberteil des Wirbelschichttrockners angeschlossen sein, wobei das Oberteil vorteilhaft schwingend beziehungsweise freischwingend auf einem ortsfesten Ständer getragen wird. Mittels der Vibrationsvorrichtung ist wenigstens der Trockenraum und vorteilhaft das gesamte Oberteil des Wirbelschichttrockners in Schwingungen versetzbar, um bei der Feststoff-Fluidisierung zu unterstützen.

Wenn der Wirbelschichttrockner einen ortsfesten Ständer sowie ein schwingend aufgehängtes beziehungsweise an dem Ständer befestigtes Oberteil aufweist, ist vorteilhaft zwischen dem Ständer und dem Oberteil eine Hub- und/oder Kippvorrichtung vorgesehen, um das Oberteil insbesondere zusammen mit einer starr daran angeschlossenen Vibrationsvorrichtung wie einer Vielzahl von Vibrationsmotoren gegenüber dem Ständer beziehungsweise allgemein einer Senkrechten schräg zu stellen.

Durch die Schrägstellung der Vibrationsvorrichtung insbesondere von Vibrationsmotoren in einem nicht senkrechten Winkel gegenüber einer Waagerechten, insbesondere zusammen mit einer ebenen oder weitgehend ebenen Oberfläche des Bodens des Trockenraumes, kann erreicht werden, dass die Richtung der Amplitude der Schwingungen (bei Transversalschwingungen die Richtung senkrecht zur Vorwärtsrichtung beziehungsweise Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwingungen) in einem nicht senkrechten Winkel gegenüber der Waagerechten aber senkrecht zur Oberfläche des Bodens des Trockenraumes verläuft. Alternativ kann auch die Richtung der Amplitude der Schwingungen schräg und somit nicht rechtwinklig gegenüber einem vorteilhaft ebenen Boden des Trockenraumes eingestellt werden. Somit erfährt das im Trockenraum angeordnete zu trocknende Gut eine „schräge" Wurfbeziehungsweise Hüpfbewegung, die zu einer unterstützenden Förderwirkung nach Art einer Vibrations-Förderrinne führt.

Der Luftauslass kann mit einer Warmluftzufuhr verbunden oder verschaltbar sein, um eine Kondensatbildung im Abluftsystem mit Sicherheit oder weitgehend auszuschließen. Dabei kann Warmluft aus dem oben beschriebenen Warmluftversorgungssystem zur Einleitung in die Abluft verwendet werden.

Im Abluftstrom kann ein Siebeinsatz oder allgemein ein Sieb vorgesehen sein, um Produktverluste des zu trocknenden Gutes mit der Abluft zu verhindern. Insbesondere ist dabei das Sieb die einzige Filter- oder Siebvorrichtung, durch welche die Abluft geleitet wird. Weitere Filter, Siebe oder Zyklonen zum Abtrennen von ungewollt mit der Abluft befördertem zu trocknendem Gut können somit eingespart werden.

Der Trockenraum, insbesondere die Innenwandung desselben, kann mit Reinigungsdüsen versehen sein, um ein automatisiertes Waschen des Wirbelschichttrockners zu ermöglichen. Beispielsweise, wenn der Wirbelschichttrockner als Chargen-Wirbelschichttrockner ausgeführt ist, kann nach dem Trocknen einer ersten Charge in dem Trockenraum und dem Auslassen derselben und vor dem Einfüllen einer folgenden Charge der gesamte Trockenraum und/oder die darin angeordneten Rührer mittels einer durch die Reinigungsdüsen eingespritzten Reinigungsflüssigkeit oder eines gasförmigen Druckmediums gereinigt werden. Die Reinigungsdüse können insbesondere im Bereich des oberen und/oder unteren Endes des Trockenraumes vorgesehen sein.

Insbesondere weist der Wirbelschichttrockner einen glatten, insbesondere ebenen Anströmboden mit einer Vielzahl von Lufteinlassöffnungen zum Einleiten von warmer Luft in den Trockenraum auf. Die somit von unten nach oben gleichmäßig über dem gesamten Querschnitt eingeleitete Warmluft führt zur Ausbildung der gewünschten Wirbelschicht in dem zu trocknenden Gut. Dementsprechend kann am oberen Ende des Trockenraumes der Luftauslass zum Abführen der Abluft vorgesehen sein, welcher ebenfalls eine Vielzahl, insbesondere zwei oder vier, Auslassöffnungen, insbesondere Abluftstutzen, umfassen kann.

Der erfindungsgemäße Wirbelschichttrockner kann, zum Beispiel zur Trocknung von Alginat-Kapseln, in einem Trocknungssystem mit einer Vielzahl von Wirbelschichttrocknern, welche insbesondere in Reihe geschaltet sind, vorgesehen sein. Beispielsweise kann der erfindungsgemäß ausgebildete Wirbelschichttrockner der erste Trockner der Reihe von Wirbelschichttrocknern sein, welcher mit dem zu trocknenden Gut beaufschlagt wird, wobei das zu trocknende Gut somit auf das gesamte Trocknungssystem betrachtet noch den höchsten Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Der oder die Wirbelschichttrockner, welche in der Förderrichtung des zu trocknenden Gutes dem ersten erfindungsgemäß ausgebildeten Wirbelschichttrockner nachfolgen, kann/können ebenfalls erfindungsgemäß ausgeführt oder auf die herkömmliche Art und Weise sein.

Insbesondere ist die Erfindung zur Verwendung als Wirbelschichttrockner für die Trocknung von Kapseln oder einzelnen Feststoffpartikeln beispielsweise mit einem Ausmaß oder Durchmesser von bis zu 10 mm, insbesondere bis zu 5 oder 4 mm, wie für die Trocknung von Alginat-Kapseln geeignet.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren näher erläutert werden. Die beschriebenen konstruktiven Einzelheiten können einzeln, in Gruppen oder allesamt gemeinsam ausgeführt werden. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebene Ausgestaltung der Rührer mit einer oder einer Vielzahl von Reinigungsmediumauslassöffnungen, insbesondere von Druckluftauslassöffnungen, erfindungsgemäß auch unabhängig von der beschriebenen Ausgestaltung des Wirbelschichttrockners mit mehreren Rührern ausgeführt werden kann.

Es zeigen:

1 eine seitliche Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgeführten Wirbelschichttrockner;

2 eine seitliche Draufsicht auf den Wirbelschichttrockner aus der 1 in einem um 90 Grad versetzten Blickwinkel;

2a ein Detail der 2;

3 eine Draufsicht von oben auf den Wirbelschichttrockner der 1 und 2;

4 eine schematische Darstellung des Wirbelschichttrockners aus den 1 bis 3 in einer Seitenansicht mit Mediumleitungen.

In den Figuren ist beispielhaft eine Ausführungsform für einen erfindungsgemäß ausgeführten Wirbelschichttrockner dargestellt. Dabei stellen die 1 bis 4 verschiedene Draufsichten dar, und die 2a zeigt ein Detail der Gestaltung der äußeren seitlichen Kante eines Rührerblattes mit einem Hohlrohr 8, welches eine Vielzahl von Druckluftauslassöffnungen 7 trägt. Ein entsprechendes Hohlrohr 8 kann auf ausgewählten oder allen seitlichen Kanten der verschiedenen Rührblätter angeordnet sein. Selbstverständlich können die Druckluftauslassöffnungen 7 auch an anderen Positionen auf einem Rührer vorgesehen sein, wobei auch ein oder mehrere entsprechende Hohlrohre 8 an anderen seitlichen Kanten der Rührblätter vorgesehen sein können.

Der in den Figuren dargestellte Wirbelschichttrockner weist einen Trockenraum 1 auf, welcher in einer Draufsicht in jeder horizontalen Schnittebene (bei einer waagerechten Ausrichtung des Trockners insbesondere des Oberteils desselben) eine Form aufweist, die sich aus einer Vielzahl von Kreisflächen, hier aus vier Kreisflächen, zusammensetzt, wobei alle Kreisflächen denselben Durchmesser aufweisen und die Mittelpunkte der Kreisflächen miteinander fluchten. Jeweils zwei nebeneinander angeordnete Kreisflächen schneiden sich gegenseitig, so dass die beiden außen gelegenen Kreisflächen einen einzigen Schnittbereich mit jeweils der benachbarten Kreisfläche aufweisen und die in der Mitte liegenden Kreisflächen auf beiden entgegengesetzten Seiten jeweils einen Schnittbereich mit den benachbarten Kreisflächen aufweisen.

Der Trockenraum 1 wird an seinem unteren Ende durch einen Anströmboden 18 mit einer Vielzahl von Lufteinlassöffnungen 2.1, welche mittels eines Lufteinlasses 2 mit warmer Luft aus einem Warmluftversorgungssystem 9 gespeist werden, begrenzt und erweitert sich konisch und stetig in Richtung seines oberen Endes, welches haubenförmig abgeschlossen ist, wobei pro Kreisfläche jeweils eine Haube vorgesehen ist, wobei jedoch die verschiedenen Hauben integral miteinander verbunden sind.

Somit strömt die Warmluft aus dem Warmluftversorgungssystem 9 durch eine Vielzahl von Lufteinlässen 2, hier vier, durch die Vielzahl von Lufteinlassöffnungen 2.1 von unten in den Trocknungsraum 1 hinein und am oberen Ende desselben durch eine Vielzahl von Luftauslässen 3 als Abluft heraus. Vorteilhaft werden zwei Luftauslässe 3 vorgesehen, obwohl in der 3 vier Abluftauslässe 3 dargestellt sind.

In jeder kreisförmigen Rührzone 1.1 bis 1.4 ist jeweils ein Rührer 4.1 bis 4.4 der Rührvorrichtung 4 positioniert, welcher jeweils über einen Rührerantriebsmotor 22 angetrieben wird. Die Rührerantriebsmotoren 22 sind von oben auf dem Gehäuse des Trockenraumes 1 montiert und treiben senkrecht angeordnete Rührerachsen an, welche an ihrem unteren Ende Rührerblätter 5.1 bis 5.4 tragen. Die Rührerblätter 5.1 bis 5.4 überstreichen jeweils im wesentlichen den gesamten Querschnitt der ihnen jeweils zugeordneten Rührzone 1.1 bis 1.4 und weisen konisch nach oben erweiterte Umfangskanten 6 auf, welche dem Verlauf der Innenwandung des Trockenraumes 1 entsprechen, das heißt parallel zu derselben verlaufen.

Die Rührblätter 5.1 bis 5.4 tragen an ihrem unteren Ende Vorsprünge, so dass sie die Form jeweils einer Harke ausbilden. Diese Vorsprünge dienen der effektiven Umwälzung des zu trocknenden Gutes, welches chargenweise in den Trockenraum 1 über wenigstens einen Einlaufkanal, hier zwei schräg angeordnete Einlaufstutzen 15, geleitet wird.

Die Einleitung des zu trocknenden Gutes erfolgt dabei in Form einer Suspension, bestehend aus dem trocknenden Gut und einem flüssigen Trägermedium, beispielsweise Wasser, wobei überschüssiges Trägermedium beziehungsweise Wasser in der Regel unmittelbar nach dem Einleiten der Suspension in den Trockenraum 1 über einen oder eine Vielzahl von Ablaufkanälen, hier vier waagerecht angeordnete Ablaufstutzen 17 (bei waagerechter Ausrichtung des Trockners) auf der Breitseite des Trockners, wieder aus dem Trockenraum 1 abgeleitet wird.

Um das zu trocknende Gut nach seiner Trocknung wieder aus dem Trockenraum 1 zu fördern ist ferner wenigstens ein Auslaufkanal vorgesehen, hier vier Auslaufstutzen 16 auf der Breitseite des Trockners oberhalb der Ablaufstutzen 17, welche Auslaufstutzen 16 waagerecht angeordnet sind (bei waagerechter Ausrichtung des Trockners). Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Auslaufstutzen 16, wie in der 4 angedeutet ist, oder mehrere hiervon auf einer Schmalseite des Trockners angeordnet sein und mit einer Kippvorrichtung 13 zusammenarbeiten, wie nachfolgend beschrieben wird.

Um das Ausfließen des getrockneten Gutes aus dem Trockenraum 1 zu erleichtern, weist der Wirbelschichttrockner einen ortsfesten Ständer 11 und ein schwingfähig darauf montiertes Oberteil 12 auf. Zwischen dem Ständer 11 und das Oberteil 12 ist ferner eine Kippvorrichtung 13 eingebracht, welche das Oberteil 12 an einer Seite desselben anheben kann und es somit gegenüber einer Waagerechten in einem spitzen Winkel positionieren kann. Dabei kommt insbesondere eine Schrägstellung gegenüber der Waagerechten von 2° bis 10° in Betracht. Die Kippvorrichtung 13 ist auf der entgegengesetzten Seite zu dem wenigstens einen Auslaufkanal (Auslaufstutzen 16) angeordnet, so dass durch Betätigen der Kippvorrichtung 13 das Trockengut aus den Auslaufstutzen 16 nach Art einer Gießkanne ausgekippt wird.

Am Oberteil 12 ist ferner eine Vibrationsvorrichtung angeschlossen, welche das Oberteil 12 im Betrieb in hochfrequente Schwingungen versetzt. Vorliegend sind zwei Vibrationsmotoren 10 auf entgegengesetzten Seiten des Oberteils 12 im Bereich des unteren Endes desselben vorgesehen, siehe die Figuren, nämlich an den beiden Seiten, welche seitlich zu der Kippvorrichtung 13 liegen, hier die Breitseiten.

Das Warmluftversorgungssystem 9 ist mit den Luftauslässen 3 verschaltbar, siehe das Bezugszeichen 14, so dass die Abluft mit „frischer" und somit relativ trockener Warmluft gemischt werden kann, was eine Kondensation von Flüssigkeit aus der Abluft in den Luftauslässen 3 verhindert. In die Luftauslässe 3 sind ferner zwei Siebe 21 eingebracht, welche verhindern, dass zu trocknendes Gut mit der Abluft ungewollt aus dem Trockenraum 1 entfernt wird.

Im Bereich des oberen Endes des Trockenraumes 1 ist eine Vielzahl von Reinigungsdüsen 19 an der Innenwandung des Trockenraumes 1 vorgesehen, mittels welcher ein Reinigungsmedium, hier eine Waschflüssigkeit, zum automatischen Waschen des Trockenraumes 1 und der darin angeordneten Rührer 4.1 bis 4.4 zugeleitet werden kann. Vorliegend sind vier Kanäle zum Zuleiten der Waschflüssigkeit vorgesehen, welche in acht Reinigungsdüsen 19 enden.

Zusätzlich zu den Reinigungsdüsen 19 im Bereich des oberen Endes des Trockenraumes 1 ist eine Vielzahl von Reinigungsdüsen 23 im Bereich des unteren Endes des Trockenraumes 1, hier unterhalb des Anströmbodens 18, angeordnet, welche ebenfalls mit einem Reinigungsmedium, hier einer Waschflüssigkeit, beaufschlagbar sind, um den Trockenraum 1 und gegebenenfalls die hierin angeordneten Rührer 4.1 bis 4.4 zu reinigen.

Die beiden Luftauslässe 3 werden zu einer gemeinsamen Leitung zusammengeführt, in welcher eine Absperrklappe 20 eingebracht ist, welche geschlossen werden kann, um den Druck im Trockenraum 1 zu erhöhen. Hierdurch ist es möglich den Trockengutauslauf nach Abschluss des Trocknungsverfahrens pneumatisch unterstützt auszuführen, das heißt das Trockengut mittels eines Überdruckes im Trockenraum 1 über den oder die Auslaufkanäle (Auslaufstutzen 16), welche(r) beispielsweise durch ein pneumatisch betätigtes Ventil geöffnet und geschlossen werden kann/können, aus dem Trockenraum 1 auszulassen.

Durch die Zuführung von Druckluft in den Trockenraum 1 mittels der Rührer 4.1 bis 4.4, beispielsweise, wie dargestellt, durch einen beziehungsweise mehrere Druckluftanschlüsse, welche Druckluft in die Rührerachsen einleiten, aus welchen die Druckluft dann durch die Rührerblätter 5.1 bis 5.4 zu den Druckluftauslassöffnungen 7 geleitet wird, so dass die Druckluft die Rührerblätter 5.1 bis 5.4 und/oder die Wandung des Trockenraumes 1 überstreicht, ist es möglich, den Wirbelschichttrockner, insbesondere die Rührer und die Trockenraumwände während des laufenden Betriebes, das heißt während der Trocknung einer Charge von zu trocknendem Gut zu reinigen.

Durch den erfindungsgemäßen Wirbelschichttrockner ist es möglich, eine optimale Fluidisierung und Durchströmung des zu trocknenden Gutes, insbesondere von Alginat-Kapseln, mittels Vibration, Warmluftanströmung und Rührwerk zu erreichen sowie Produktanklebungen insbesondere durch die vorgeschlagene Beschichtung und die Abreinigung der Wände zu verhindern.

Nachfolgend soll beispielhaft ein Trocknungsverfahren dargestellt werden, dessen einzelne Schritte alleine, gruppenweise oder in ihrer Gesamtheit zur Trocknung, insbesondere von Alginat-Kapseln, erfindungsgemäß, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Wirbelschichttrockner, ausgeführt werden können:

  • 1. Das Einleiten einer Suspension aus Wasser und zu trocknendem Gut in den Trockenraum 1 sowie das Ableiten des Überschusswassers durch den gelochten Anströmboden 18, auf welchem das zu trocknende Gut zur anschließenden Trocknung zurückgehalten wird, in das Trocknerunterteil, wobei das Überschusswasser mittels beispielsweise der Wasserablaufstutzen 17 abgeleitet wird.
  • 2. Das Einschalten der Vibrationsvorrichtung des Trockners zum besseren Entwässern des zu trocknenden Gutes vom Überschusswasser, zeitversetzt das Schließen der Ablaufstutzen 17.
  • 3. Das Einschalten wenigstens eines Ventilators für die Trocknungsluft, welche insbesondere über den gelochten Anströmboden 18 in den Trockenraum 1 eingeleitet wird.
  • 4. Das Einschalten einer Trockenluftbeheizung, um die Trocknungsluft zu erwärmen.
  • 5. Das Einschalten der Rührvorrichtung 4.
  • 6. Das Abwarten der Trocknungsdauer; beispielsweise bei einer Charge von 480 Kilogramm zu trocknenden Alginat-Kapseln mit einem Wassergehalt von 90 bis 95 Prozent von einer Stunde.
  • 7. Das regelmäßige Betätigen der pneumatischen Wandabreinigung zur Verhinderung von Produktanklebungen, beispielsweise durch Druckluftstöße aus den Druckluftauslassöffnungen 7 in den Rührern 4.1 bis 4.4.
  • 8. Das automatische Anpassen der notwendigen Trocknungsluftmenge durch Regeln der Geschwindigkeit des Ventilators.
  • 9. Das Abschalten der Trocknungsluftbeheizung sowie der Produktnachkühlung.
  • 10. Das Schließen der Klappe 20 in der Abluftleitung 3, um einen Überdruck im Trockenraum 1 zu erzeugen.
  • 11. Das Öffnen des Entleerventils für das Trockengut und das Herausbefördern des Trockengutes beispielsweise über den oder die Auslaufstutzen 16 in ein Auffanggefäß.
  • 12. Das Kippen des Oberteils 12 des Trockners durch Betätigen der Kippvorrichtung 13, insbesondere in Form eines Spindelantriebs, zur Unterstützung des Trockengutauslaufes.
  • 13. Das Abschalten des Ventilators und der Rührvorrichtung 4.
  • 14. Das Schließen des Entleerventils und das Einleiten des nächsten Trocknungsvorganges, beginnend mit dem Schritt 1.


Anspruch[de]
Wirbelschichttrockner, insbesondere zur Chargentrocknung, umfassend

1.1 einen Trockenraum (1) zur Aufnahme des zu trocknenden Guts;

1.2 einen Lufteinlass (2), welcher über eine oder eine Vielzahl von Lufteinlassöffnungen (2.1) im Trockenraum (1) mündet, zum Zuführen von Warmluft in den Trockenraum (1) und durch das zu trocknende Gut;

1.3 einen Luftauslass (3) zum Abführen der durch das Gut geleiteten Warmluft als Abluft;

1.4 eine Rührvorrichtung (4), welche wenigstens teilweise in dem Trockenraum (1) angeordnet ist, um das zu trocknende Gut zu rühren;

dadurch gekennzeichnet, dass

1.5 die Rührvorrichtung (4) eine Vielzahl von Rührern (4.14.4) umfasst, welche jeweils in einer zugeordneten Rührzone (1.11.4) im Trockenraum (1) das zu trocknende Gut rührend angeordnet sind, wobei sich die Rührzonen (1.11.4) verschiedener Rührer (4.14.4) gegenseitig teilweise überlappen.
Wirbelschichttrockner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührvorrichtung (4), wenigstens drei Rührer, insbesondere vier (4.14.4) oder fünf Rührer umfasst, welche in einer Draufsicht von oben miteinander fluchtend oder im wesentlichen miteinander fluchtend angeordnet sind, und sich jeweils die Rührzonen (1.11.4) von zwei zueinander benachbart angeordneten Rührern (4.14.4) überlappen, so dass die Rührzonen (1.1, 1.4) der beiden äußeren Rührer (4.1, 4.4) jeweils einen einzigen Überlappungsbereich und die Rührzonen (1.2, 1.3) aller zwischen den äußeren Rührern (4.1, 4.4) angeordneten mittlerer Rührer (4.2, 4.3) jeweils genau zwei Überlappungsbereiche aufweisen. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei allen Rührern (4.14.4) jeweils zwei zueinander benachbart angeordnete Rührer (4.14.4) eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührer (4.14.4) jeweils ein Rührerblatt (5.15.4) aufweisen, welches über dem Durchmesser der zugeordneten Rührzone (1.11.4) im wesentlichen oder vollständig linear ausgestreckt ist und im wesentlichen oder vollständig über den Durchmesser der zugeordneten Rührzone (1.11.4) reicht. Wirbelschichttrockner gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rührerblatt (5.15.4) zwei entgegengesetzte äußere Umfangskanten (6) aufweist, welche winklig zueinander, insbesondere von unten nach oben konisch erweitert, verlaufen. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rührern (4.14.4), insbesondere an einer oder beiden Umfangskanten (6) Reinigungsmediumauslassöffnungen, insbesondere Druckluftauslassöffnungen (7), angeordnet sind, durch welche ein Reinigungsmedium, insbesondere Druckluft, herausgeleitet werden kann, insbesondere gegen die Oberfläche des zugehörigen Rührerblattes (5.15.4) und/oder des jeweils benachbart angeordneten Rührerblattes (5.15.4) und/oder gegen eine Innenwand des Trockenraumes (1). Wirbelschichttrockner gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an und/oder entlang einer oder beiden Umfangskanten (6) jeweils ein Hohlrohr (8) angeordnet ist, welches die Reinigungsmediumöffnungen, insbesondere die Druckluftauslassöffnungen (7), trägt. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsmediumöffnungen, insbesondere die Druckluftauslassöffnungen (7), mit einem Warmluftversorgungssystem (9), welches die Warmluft dem Lufteinlass (2) zuführt, verschaltbar sind, um ergänzend zu der Zufuhr über den Lufteinlass (2) für eine Wirbelschichterzeugung im Trockenraum (1) Warmluft durch die Rührer (4.14.4) zuzuführen. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Trockenraumes (1) von oben betrachtet aus einer Vielzahl von sich teilweise überschneidenden Kreisflächen besteht, wobei die Kreisflächen insbesondere zumindest im Bereich der Rührblätter (5.15.4) mit den Rührzonen (1.11.4) zusammenfallen, so dass der gesamte oder im wesentlichen der gesamte Querschnitt des Trockenraumes (1) von den Rührblättern (5.15.4) überstrichen wird. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vibrationsvorrichtung vorgesehen ist, insbesondere umfassend zwei auf entgegengesetzten Seiten des Trockenraumes (1) außen am oder unterhalb des Trockenraumes (1) mechanisch angeschlossene Vibrationsmotoren (10), mittels welcher wenigstens der Trockenraum (1) und insbesondere der gesamte Wirbelschichttrockner oberhalb eines ortsfesten Ständers (11) in hochfrequente Schwingungen versetzbar ist. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelschichttrockner einen ortsfesten Ständer (11) und ein bewegliches, insbesondere freischwingend daran angeschlossenes Oberteil (12) aufweist, und zwischen dem Ständer (11) und dem Oberteil (12) eine Hub- und/oder Kippvorrichtung (13) vorgesehen ist, um das Oberteil (12), insbesondere zusammen mit einer daran starr angeschlossenen Vibrationsvorrichtung, wie sie insbesondere in Anspruch 10 beschrieben wird, gegenüber dem Ständer (11) und/oder einer Senkrechten schräg zu stellen. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftauslass (3) mit einer Warmluftzufuhr (14) verbunden oder verschaltbar ist, über welche Warmluft, insbesondere aus einem Warmluftversorgungssystem (9), welches Warmluft dem Lufteinlass (2) zuführt, in den Abluftstrom leitbar ist. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Einlaufkanal vorgesehen ist, welcher im Trockenraum (1) mündet, insbesondere in Form wenigstens eines schräg angeordneten Einlaufstutzens (15) mit einem vorgegebenen Gefälle, um das zu trocknende Gut, insbesondere in Form einer Suspension aus dem zu trocknenden Gut und einem flüssigen Trägermedium wie Wasser, in den Trockenraum (1) zu leiten. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Auslaufkanal vorgesehen ist, welcher im Trockenraum (1) mündet, insbesondere in Form wenigstens eines waagerecht oder geneigt angeordneten Auslaufstutzens (16), um das getrocknete Gut aus dem Trockenraum (1) herauszuleiten. Wirbelschichttrockner gemäß Anspruch 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich wenigstens ein Ablaufkanal vorgesehen ist, welcher im Trockenraum (1) mündet, insbesondere in Form wenigstens eines waagerecht oder geneigt angeordneten Ablaufstutzens (17), um überschüssiges vom zu trocknenden Gut abgetrenntes flüssiges Trägermedium aus dem Trockenraum (1) abzuleiten. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenraum (1) mit einem Anströmboden (18) ausgestattet ist, welcher eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die die Lufteinlassöffnungen (2.1) ausbilden, so dass die Warmluft im wesentlichen oder vollständig von unten nach oben durch das zu trocknende Gut geleitet wird, wobei insbesondere der Luftauslass (3), insbesondere in Form von zwei oder mehreren Abluftstutzen, am oberen Ende des Trockenraumes (1) angeordnet ist. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Reinigungsdüsen (19, 23) vorgesehen sind, welche im Trockenraum (1) münden, insbesondere an der inneren Oberfläche wie der Seitenwand oder der Decke oder am Boden, durch welche zur Reinigung des Trockenraumes (1) und/oder der Rührer (4.14.4), insbesondere bei einer Chargentrocknung vor dem Einfüllen einer nachfolgenden Charge nach dem Trocknen einer vorausgehenden Charge, ein Reinigungsmedium automatisch eingespritzt werden kann. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in den Luftauslass (3) ein Drosselorgan und/oder ein Absperrorgan wie eine Absperrklappe (20) eingebracht ist, um den Druck im Trockenraum (1) zu erhöhen. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Anströmboden (18) eine glatte, insbesondere ebene Oberfläche aufweist, auf welcher das zu trocknende Gut ruht. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bereich der inneren Oberfläche des Trockenraumes (1), insbesondere jener Bereich, der mit dem zu trocknenden Gut in Berührung kommt, mit einer Antihaftbeschichtung, insbesondere einer PTFE-Beschichtung versehen ist, insbesondere die Oberfläche des Anströmbodens (18) und die innere Seitenwand des Trockenraumes (1) oder die gesamte Innenwandung des Trockenraumes (1). Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder in dem Luftauslass (3) ein Sieb (21) eingebracht ist, um mit der Abluft transportiertes zu trocknendes Gut zurückzuhalten, wobei der Wirbelschichttrockner im Bereich der Abluftführung insbesondere im übrigen frei von einer Filter- und/oder Sieb- und/oder Zykloneinrichtung ist. Wirbelschichttrockner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelschichttrockner ein Chargen-Wirbelschichttrockner ist und insbesondere zur Trocknung von Alginat-Kapseln eingerichtet ist.






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