APPARATUS FOR DRYING AND COOLING HIGHLY CRYSTALLINE SUGAR, ESPECIALLY FRUCTOSE

Abstract: 1. An apparatus for drying and cooling by a countercurrent method finely crystalline sugar, in paticular fructose, the apparatus having a rotating cylindrical drum, in which the inner drum wall is provided with lifting scoops, and with a concentric hot-air pipe rotatable with the drum and projecting by stages into the drum and which is connectable at one end to a hot-air blower on the outside of the drum and open at the other end positioned inside the drum, cooling air being blown into the drum outside hot-air pipe and coaxially therewith, characterized in that two air-deflecting devices (8, 9) are provided for mixing the cooling air and the hot air upstream of the open end (5a) of the hot-air pipe (5) and at a distance therefrom, each device has deflector plates (10, 11) extending radially at approximately the same inclination to the longitudinal axis of the drum and the ends of each deflector plate (10, 11) are fixed in planes displaced axially from one another, and the deflector plates (10, 11) of the two air-deflecting devices (8, 9) are inclined towards one another and mesh with one another in the manner of a cog.

Description: Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von fein kristallinem Zucker insbesondere Fructose. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von feinkristallinem Zucker, insbesondere Fructose, im Gegenstromverfahren mit einer rotierenden zylindrischen Trommel, bei welcher die Trommelwandung innenseitig mit Hubschaufeln ausgerüstet ist, sowie mit einem abschnittsweise in die Trommel hineinragenden konzentrischen und mitdrehbaren Warmluftrohr, welches am trommelaussenseitigen Ende mit einem Warmluftgebläse verbindbar und am trommelinnenseitigen Ende offen ausgebildet ist. Bei den bekannten Vorrichtungen besteht die Trommel aus zwei Trommelabschnitten unterschiedlicher Durchmesser. In den Trommelabschnitt mit dem grösseren Durchmesser ragt das zentrale Warmluftrohr mit einer diesem Trommelabschnitt entsprechenden Länge hinein. Am öffnungsseitigen Ende des Warmluftrohres schliesst sich der Trommel abschnitt mit kleinerem Durchmesser an, welcher jedoch grösser als der Durchmesser des Warmluftrohres ist. Neben dem Warmluftgebläse am trommelaussenseitigen Ende des Warmluftrohres ist auf derselben Seite der Trommel ein Kaltluftgebläse vorgesehen, welches ausserhalb des Warmluftrohres der Trommel Kühlluft zuführt. Die Warmluft durchströmt vom Austritt des Warmluftrohres den Trommelabschnitt mit dem kleineren Durchmesser bis zum Ende der Trommel, an welchem die Feuchtzuckeraufgabe vorgesehen ist. Da die Kühlluft nur den Trommelabschnitt mit grösserem Durchmesser durchströmt und am Ubergang zum Trommelab schnitt mit kleinerem Durchmesser nach aussen abgeführt wird, ist die gesamte Trommel in eine Trockenzone und eine Kühlzone unterteilt, wobei die Länge der Trockenzone im wesentlichen durch die Länge des Trommelabschnittes mit kleinerem Durchmesser und die Länge der Kühlzone im wesentlichen durch die Länge des Trommelabschnittes mit grösserem Durchmesser bestimmt werden. An beiden Trommelabschnitten sind innenseitig Hubschaufeln befestigt, so dass der am Trommelende aufgegebene Feuchtzucker zuerst den Trommelabschnitt mit kleinerem Durchmesser und dann den Abschnitt mit grösserem Durchmesser durchläuft. Da sowohl die Warmluft als auch die Kaltluft in derselben Richtung strömen, wird der Zucker im Luft gegenstrom befördert, wobei er zuerst die Trockenzone und anschliessend die Kühlzone durchläuft, bevor er am gebläseseitigen Ende der Trommel herausfällt. Bei der bekannten Vorrichtung ist nachteilig, dass Trommelabschnitte unterschiedlicher Durchmesser erforderlich sind, wodurch sich ein erhöhter Herstellungsaufwand ergibt. Ausserdem ist bei dieser Vorrichtung eine komplizierte Anordnung zur ringförmigen Abführung der Kaltluft erforderlich. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der einleitend beschriebenen Art so weiterzubilden, dass Trommel ab schnitte unterschiedlicher Durchmesser nicht mehr erforderlich sind. Die Lösung der Aufgabe kennzeichnet sich erfindungsgemäss dadurch, dass zur Vermischung von Kühl- und Warmluft vor dem offenen Ende des Warmluftrohres und im Abstand dazu zwei Luftleiteinrichtungen mit jeweils strahlenförmig angeordneten und zur Trommellängsachse mit etwa gleicher Neigung verlaufenden Leitblechen vorgesehen sind, deren radiale Enden in axial zueinander versetzten Ebenen gehalten sind, und dass die Leitbleche der beiden Luftleiteinrichtungen gegeneinander geneigt sind und kammartig ineinandergreifen. Durch die Luftleiteinrichtungen vor der oeffnung des Warmluftrohres findet eine Vermischung der aus dem Warmluft rohr austretenden Luft mit der dazu koaxial strömenden Kaltluft statt. Bei Benutzung der Vorrichtung beispielsweise zum Trocknen und Kühlen von Fructose hat die Warmluft eine Temperatur von etwa 1200C und die Kühlluft eine Temperatur von etwa 100C. Hinter den Luftleiteinrichtungen, in Richtung der Luftströmungen gesehen, stellt sich eine Lufttemperatur von etwa 7000 ein. Folglich wird durch die Luftleiteinrichtungen die Trommel in eine Kühlzone und in eine Trockenzone unterteilt. Hierbei ist die Kühlzone mit der etwa 1000 warmen Luft konzentrisch zum Warmluftrohr angeordnet, während die Lufttemperatur von etwa 700C über nahezu den ganzen Querschnitt und die Länge der Trockenzone verteilt ist. Die Vermischung der Luft erfolgt im wesentlichen dadurch, dass eine der Luftleiteinrichtungen aufgrund der Neigung ihrer Leitbleche die aus dem Warmluftrohr zentrisch ausströmende Warmluft in radialer Richtung zur Trommelwandung ablenkt, während die koaxial zum Warmluftrohr strömende Kaltluft radial in Richtung zur Trommellängsachse umge lenkt wird. Durch eine Vielzahl von auf der Trommelwandung verteilten Leitblechen wird eine intensive Vermischung der Warm- und Kaltluft erzielt und bereits unmittelbar hinter der Luftleiteinrichtung die erforderliche Mischtemperatur erreicht, so dass die Trocknung des Zukkers über eine grosse Länge der Trockenzone möglich ist. Der am Ende der Trommel in die Trockenzone eingeführte Zucker wird bei Drehung der Trommel von den Hub schaufeln erfasst und entgegen der strömenden Luft durch die Trokkenzone befördert. Da die Leitbleche der Luftleiteinrichtungen an ihren der Trommelwandung zugekehrten Enden einen Durchtritt des Zuckers längs der Trommelwandung erlauben, kann dieser von den Hub schaufeln in der Kühlzone erfasst werden, um auch hier bis zu einer Austritts öffnung am Ende der Trommel entgegen der Richtung der Kaltluft zu strömen. Die Trommel, das Warmluftrohr und die zusammenwirkenden Luftleiteinrichtungen sind miteinander starr verbunden, so dass sie sich gemeinsam drehen können. Somit bilden die Luftleiteinrichtungen einen statischen Mischer. Vorzugsweise sind die Leitbleche trapezförmig ausgebildet und bilden in der axialen Projektion etwa eine geschlossene radiale Ebene. Die Trapezform der Leitbleche ist hierbei so gewählt, dass deren Breite in radialer Richtung nach aussen zunimmt. Die Leitbleche der beiden Luftleiteinrichtungen liegen im Kreuzungsbereich so dicht beieinander, dass sie sich nahezu berühren. Auf diese Weise kann weder die aus dem Warmluftrohr austretende Warmluft noch die Kühlluft unbehindert in Trommellängsrichtung strömen. Vielmehr sorgen die Turbulenzen im Bereich der beiden Luftleiteinrichtungen für eine intensive Vermischung der Luftanteile unterschiedlicher Temperaturen. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die zur Trom mellängsachse gerichteten Enden der Leitbleche bei beiden Luftleiteinrichtungen jeweils radial symmetrisch auf einer zentralen Scheibe gehalten, deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Warmluftrohres ist. Die zentralen Scheiben sind jeweils selbsttragend und werden nur von den Leitblechen jeweils einer Luftleiteinrichtung getragen. Der Durchmesser der Scheiben wurde kleiner als der Innendurchmesser des Warmluftrohres gewählt, damit die aus dem Warmluftrohr ausströmende Luft im wesentlichen in Richtung der geneigten Leitbleche strömen kann und auf keinen zu grossen Luftwiderstand trifft. Bei der vorgenannten Ausführungsform ist es weiterhin möglich, die dem Warmluftrohr zugekehrte zentrale Scheibe ringförmig auszubilden. Hierdurch wird eine weiterhin verbesserte Strömung der Warmluft in Trommellängsrichtung erreicht und somit der Luftwiderstand der Luftleiteinrichtung weiterhin vermindert. Die dem Warmluftrohr abgekehrte zentrale Scheibe stellt jedoch eine geschlossene Kreisfläche dar, damit die aus dem Warmluftrohr ausströmende Luft nicht unbehindert und daher mit zu hoher Temperatur unmittelbar in die Trockenzone der Vorrichtung gelangen kann. Zum Transport des Zuckers aus der Trockenzone in die Kühlzone empfiehlt es sich, zwischen den zur Trommelwandung gerichteten Enden der Leitbleche in Trommellängsrichtung geneigt verlaufende und längsseitig mit der Trommelwandung verbundene Hubschaufeln vorzusehen. Diese Hubschau feln können stirnseitig mit den zur Trommelwandung gerichteten Enden der Leitbleche verbunden sein, so dass eine Verbindung der Leitschaufeln beider Luftleiteinrichtungen zustande kommt. Die Neigung dieser Hubschaufeln ist so gewählt, dass ein rascher Transport des Zuckers durch den Bereich der beiden Luftleiteinrichtungen ermöglicht wird, so dass die Gefahr der Uberhitzung des Zuckers durch die aus dem Warmluftrohr austretende Luft vermieden wird. Weiterhin ist es möglich, dass die Leitbleche einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen. Hierdurch ist eine geringe Wandstärke der Leitbleche bei hoher Festigkeit möglich. Gleichzeitig lassen sich die Strömungsverhältnisse durch die U-Form der Leitbleche günstig beeinflussen. Vorteilhaft ist es, wenn die Leitbleche um einen Winkel von etwa 450 gegenüber der Trommellängsachse geneigt sind. Somit sind die Leitbleche der einen Luftleiteinrichtung gegenüber den Leitblechen der anderen Luftleiteinrichtungen etwa um einen Winkel von 900 gegeneinander geneigt. Mit dieser Ausführungsform wurde eine günstige Vermischung der Luft bei geringem Raumbedarf für die Luftleiteinrichtungen erreicht. Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Langsschnitt durch die erfindungsgemässe Vor richtung, Fig. 2 eine Abwicklung der Innenseite der Trommelwandung der Vorrichtung gemäss Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie A-A nach Fig. 1 und Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie B-B nach Fig. 1. In Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von Fructose im Gegenstromverfahren dargestellt. Im einzelnen besteht die Vorrichtung aus einer rotierenden zylindrischen Trommel 1, an deren Innenseite Hub schaufeln 2 befestigt sind. Fig. 2 und 3 geben zu er kennen, dass die Hub schaufeln 2 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet sind. In Trommellängsrichtung sind die Hub schaufeln 2 gegeneinander versetzt angeordnet, so dass die von einer Hub schaufel erfasste Fructosemenge bei Weitertransport in Trommellängsrichtung auf zwei Hub schaufeln verteilt wird bzw. umgekehrt. Hierdurch ergeben sich ein intensiver Stoffaustausch und somit eine gute Wärmeleitung der zu trocknenden Fructose, wodurch der Trocknungsvorgang günstig beeinflusst wird. Zur Abstützung der drehbaren Trommel 1 dienen die Lager 3 und 4. Im rechten Teil von Fig. 1 ist ein zentrales Warmluftrohr 5 dargestellt, welches in die Trommel 1 hineinragt. Trommelaussenseitig ist das Warmluftrohr 5 mit einem nicht dargestellten Warmluftgebläse verbindbar. Die vom Warmluftgebläse erzeugte Warmluft wird längs des Pfeiles 6 durch das Warmluftrohr 5 in die Trommel geblasen. Weiterhin ist ein ebenfalls nicht dargestelltes Kaltluftgebläse vorgesehen, welches mit dem zum Warmluftrohr 5 konzentrischen Ringabschnitt der Trommel 1 verbindbar ist, so dass die Kaltluft durch den ringförmigen Rohrabschnitt der Trommel 1 in Richtung des Pfeiles 7 strömen kann. Vor dem offenen Ende 5a des Warmluftrohres 5 sind zur Vermischung der aus dem Warmluftrohr 5 austretenden Warmluft sowie der dazu konzentrisch strömenden Kaltluft zwei Luftleiteinrichtungen 8 und 9 angeordnet. Die Luftleiteinrichtung 8 besteht aus strahlenförmig angeordneten und zur Trommellängsachse mit gleicher Neigung verlaufenden Leitblechen 10, deren radiale Enden in axial zueinander versetzten Ebenen gehalten sind. Hierbei sind die in Richtung der Trommelachse gerichteten Enden der Leitbleche 10 radialsymmetrisch an einer zentralen Scheibe 12 befestigt. Die zur Trommelwandung ge richteten Enden der Leitbleche 10 sind über Blechabschnitte 14 mit der Trommelwandung verbunden. Die Luftleiteinrichtung 9 ist in gleicher Weise wie die Luftleiteinrichtung 8 aufgebaut und besteht aus Leitblechen 11, welche an ihren zur Trommelachse gerichteten Enden über eine Scheibe 13 freitragend gehalten und an ihren zur Trommelwandung gerichteten Enden mit Blechabschnitten 15 verbunden sind. Die Scheibe 12 liegt etwa in der gleichen radialen Ebene wie die Blechabschnitte 15, während die Scheibe 13 etwa in der radialen Ebene der Blechabschnitte 14 angeordnet ist. Der Durchmesser der Scheiben 12 und 13 ist so gewählt, dass die Leitbleche 10 und 11 gegeneinander um einen Winkel von etwa 900 und somit gegenüber der Trommellängsachse jeweils um einen Winkel von etwa 450 geneigt sind. Aufgrund baugleicher Leitbleche 10 und 11 entsprechen sich auch die Luftleiteinrichtungen 8 und 9, welche gegeneinander gerichtet sind und kammartig ineinandergreifen. Als Schnittdarstellung längs der Linie B-B nach Fig. 1 zeigt Fig. 4 eine Draufsicht auf die Luftleiteinrichtungen 8 und 9 in Richtung der Trommellängsachse. Hierbei ist zu erkennen, dass die Leitbleche 10 und 11 eine Trapezform aufweisen und in ihrer axialen Projektion nahezu eine geschlossene Fläche bilden. Weiterhin gibt Fig. 4 zu erkennen, dass die zentrale Scheibe 12, welche mit den Enden der Leitbleche 10 verbunden ist und dem offenen Ende 5a des Warmluftrohres 5 zugekehrt ist, eine Ringform aufweist, so dass die aus dem Warmluftrohr 6 ausströmende Luft nicht auf eine zur Strönngsrichtung senkrechte und den Luftwiderstand erheblich erhöhende Fläche prallt. Der mit der Trommel 1 mitdrehende statische Mischer, welcher aus den Luftlelteinrichtungen 8 und 9 besteht, sorgt für eine Vermischung der aus dem Warmluftrohr austretenden und der dazu konzentrisch strömenden Luft. In der Ausführungsform zum Trocknen und Kühlen von Fructose strömt die Warmluft aus dem Warmluftrohr 5 mit einer Temperatur von etwa 1200C. Die dazu konzentrisch strömende Luft hat eine Temperatur von etwa 10 C. Eine intensive Vermischung dieser beiden Luftmengen unterschiedlicher Temperatur durch die Luftleiteinrichtungen 8 und 9 bewirkt eine weitgehend gleichmässige Lufttemperatur von etwa 700C im linken Teil der Trommel 1 zwischen ihrem freien Ende la und dem Mischer. Dieser Abschnitt der Trommel 1 stellt somit eine Trockenzone dar, während der rechte Abschnitt der Trommel 1 zwischen ihrem Ende 1b und dem Mischer als Kühlzone wirkt. Zum Transport der Fructose längs der Trommelwandung im Bereich der Luftleiteinrichtungen 8 und 9 sind dort gegenüber der Trommellängsachse geneigt verlaufende Hubschaufeln 16 und 17 vorgesehen, welche bei Drehung der Trommel 1 in Richtung des Pfeiles 18 nach Fig. 3 einen zügigen Transport der Fructose durch den Bereich turbulenter Luftströmungen bewirkt. Somit wird das Schmelzen und Anhaften der Fructose an den Leitblechen 10 und 11 vermieden. Die Aufgabe des zu trocknenden Gutes in die geneigt aufgestellte und rotierende Trommel 1 erfolgt am Ende la. Von dort gelangt das Gut über geneigte Hubschaufeln in die von den Hub schaufeln 2 gebildeten Kammern, wie dies besonders aus Fig. 3 hervorgeht. Hierbei wird das Gut entgegen der Luftströmung transportiert, wodurch sich eine verlängerte Aufenthaltszeit in der Trockenzone und damit eine gute Trocknung ergibt. Das getrocknete Gut durchläuft den Bereich der Luftleiteinrichtungen 8 und 9 längs der Trommelwandung, wobei es von den Hub schaufeln 16 und 17 geführt wird. Danach gelangt das Gut in die Kaltluft zone und wird dort wiederum von Hubschaufeln 2 erfasst. Nach Durchlaufen der Kühlzone in Richtung des Endes 1b der Trommel 1 wird das abgekühlte Gut am Ende 1b der Trommel 1 entnommen. Durch den aus den Luftleiteinrichtungen 8 und 9 bestehenden statischen Mischer, welcher ebenso wie das Warmluftrohr 8 mit der Trommel mitdreht, braucht die Trommel, abweichend von den bekannten Lösungen, nicht mehr in zwei Längsabschnitte unterschiedlicher Durchmesser unterteilt zu sein. Vielmehr können sowohl die Trockenzone als auch die Kühlzone in einer gemeinsamen Trommel mit gleichem Durchmesser untergebracht sein. Längs der Trommelwandung sind auch keine Luftöffnungen, beispielsweise zur Abführung der Kaltluft, erforderlich.

Claims: Ansprüche 1. Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen von feinkristalli nem Zucker, insbesondere Fructose, im Gegenstromver fahren mit einer rotierenden zylindrischen Trommel, bei welcher die Trommelwandung innenseitig mit Hub schaufeln ausgerüstet ist, sowie mit einem abschnitts weise in die Trommel hineinragenden konzentrischen und mitdrehbaren Warmluftrohr, welches am trommelaussensei tigen Ende mit einem Warmluftgebläse verbindbar und am trommelinnenseitigen Ende offen ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Vermischung von Kühl- und Warmluft vor dem offenen Ende (5a) des Warmluftrohres (5) und im Abstand dazu zwei Luftleiteinrichtungen (8,9) mit jeweils strahlenförmig angeordneten und zur Trommellängsachse mit etwa glei cher Neigung verlaufenden Leitblechen (10,11) vorgese hen sind, deren radiale Enden in axial zueinander ver setzten Ebenen gehalten sind, und dass die Leitbleche (10,11) der beiden Luftleiteinrichtungen (8,9) gegen einander geneigt sind und kammartig ineinandergreifen. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Leitbleche (10,11) trapezförmig ausgebildet sind und in der axialen Pro jektion etwa eine geschlossene radiale Ebene bilden. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zur Trommel längsachse gerichteten Enden der Leitbleche (10,11) bei beiden Luftleiteinrichtungen (8,9) jeweils radial symmetrisch auf einer zentralen Scheibe (12,13) gehal ten sind, deren Durchmesser kleiner als der Innen durchmesser des Warmluftrohres (5) ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die dem Warmluftrohr (5) zugekehrte zentrale Scheibe (12) ringförmig aus gebildet ist. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen den zur Trommelwandung gerichteten Enden der Leitbleche (10,11) in Trommellängsrichtung geneigt verlaufende und längsseitig mit der Trommelwandung verbundene Hubschaufeln (17) vorgesehen sind. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Leitbleche (10,11) einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Leitbleche (10,11) um einen Winkel von etwa 450 ge genüber der Trommellängsachse geneigt sind.

Inventors: LASKE, GERD, POSCHEL, BRUNO, Pöschel, Bruno
Applicants: BRAUNSCHWEIGISCHE MASCHINENBAUANSTALT AG
Application year: 1983
Main classification: C13F5
IPC codes: C13F5, C13K11