Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Kasein, Lactose und Proteinen in Klumpen mit hoher Anfangsfeuchte, bei dem eine Vortrocknung in einem Luftstrom und eine Fertigtrocknung in einem Wirbelschichtverfahren vorgenommen wird. Die genannten, sehr wärmeempfindlichen Produkte, die schon bei verhältnismäßig geringer Überwärmung eine unerwünschte qualitative Veränderung, z.B. Verfärbung, erfahren oder an der Apparatur anbacken, werden bisher möglichst schonungsvoll im Wirbelschichtverfahren getrocknet. Das Verfahren ist einstufig, der Trockner ein sogenannter Langzeittrockner, bei dem mit verhältnismäßig geringen Luftmengen gearbeitet wird, um das zu trocknende Produkt nur zu fluidisieren, nicht aber im Luftstrom mitzureißen, und verhältnismäßig niedrige Lufttemperaturen eingestellt werden, um zu verhindern, daß das Grobkorn hoher Feuchte ungleichmäßig trocknet, örtlich überhitzt wird und dadurch verbackt, anbackt oder eine andere Qualitätsminderung erfährt. Dem gleichen Zweck dienen Pendelrechen oder andere zusätzliche Bewegungseinrichtungen in dem als Naß- oder Anstauzone bezeichneten Eingangsbereich des Wirbelschichttrockners. Dennoch läßt sich dort das Entstehen von Belägen an den Wänden nicht vermeiden. Da sie Bakterienherde darstellen, ist mindestens einmal täglich eine umständliche und langwierige innere Naßreinigung erforderlich.
Ein wieterer Nachteil des bekannten Trocknungsverfahrens unter Einsatz allein eines Wirbelschichttrockners, wie er z.B. in der DE-OS 32 46 461 beschrieben ist, besteht darin, daß die in der Praxis unvermeidlichen, verhältnismäßig starken Schwankungen der Anfangsfeuchte durch die Regeleinrichtung des Trockners nur ungenügend ausgeglichen werden können, so daß auch die Restfeuchte innerhalb einer verhältnismäßig großen Schwankungsbreite differiert.
Es ist aus der DE-OS 25 44 048 auch bereits bekannt, klebrige, klumpige, temperaturempfindliche Kunststoffe in einem Stromtrockner (auch als Schwebegastrockner bezeichnet) verzutrocknen und anschließend in einem Wirbelbett-Trockner nachzutrocknen. Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht zur Trocknung der eingangs genannten, besonders empfindlichen Stoffe anwenden, weil diese auch im Stromtrockner anbacken und überhitzt würden.
Es ist weiterhin aus der DE-OS 17 29 279 bekannt, Produkte in einem Stromtrockner vorzutrocknen und in einem Wirbelbett-Trockner fertigzutrocknen. Im besonderen soll eine solche Trockneranordnung zum Trocknen von Salz verwendet werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Trocknungsverfahren der eingangs genannten Art und eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die zu trocknenden Produkte in einem zweistufigen Verfahren ohne die Gefahr des Anbakkens und der Überhitzung in der ersten Stufe und im anschließenden Wirbelschichtverfahren mit von Anfang an gleichmäßiger Wirkung getrocknet werden können.
Vorstehende Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß dieKlumpen bei der Vortrocknung in einem Flugschichtverfahren zunächst durch ein Schleuderrad fein verteilt werden, und das Gut anschließend durch den Luftstrom mitgerissen und dabei soweit getrocknet wird, daß die Restfeuchte bei Kasein etwa 35 bis 40%, bei Lactose 0,8 bis 1 % und bei Proteinen 20 bis 30% beträgt, so daß das vorgetrocknete Gut unmittelbar fluidisierbar ist.
Das Flugschichtverfahren liegt, was Strömungsgeschwindigkeiten und Trocknungstemperaturen anbelangt, zwischen der Trocknung in Stromtrocknern un dem Wirbelschichtverfahren. Da das genannte empfindliche Trocknungsgut, wenn es in Klumpen mit hoher Anfangsfeuchte aufgegeben wird, sowohl in Stromtrocknern als auch in Wirbelschicht-Trocknern zum Anbacken und zur teilweisen Überhitzung neigt, ist es überraschend festzustellen, daß dies beim Flugschichtverfahren nicht der Fall ist. Die unerwartete positive Wirkung dürfte darauf zurückzuführen sein, daß das klumpigetrocknungsgut bei der Aufgabe sofort mechanisch zerstäubt wird und dann bei niedrigerer Strömungsgeschwindigkeit als in einem Stromtrockner ausgetragen und dementsprechend auch während einer längeren Zeitdauer besser verträglichen Trocknungstemperaturen ausgesetzt werden kann. Die Parameter werden dabei so eingestellt, daß das zu trocknende Produkt nach der Vortrocknung einerseits trocken genug ist, um im anschließenden Wirbelschichtverfahren schon an der Aufgabestelle gleichmäßig feinkörnig fluidisiert werden zu können (Vermeidung der Naßzone und ihrer Probleme), andererseits die Restfeuchte nach der Vortrocknung ausreicht, um Hitzeschäden in dieser ersten Verfahrensstufe mit Sicherheit zu vermeiden. Das Wirbelschichtverfahren kann durch das feinkörnig vorgetrocknete Produkt eine größere Luftmenge durchsetzen, weil sich diese gleichmäßig verteilt und alle Teilchen erreicht, damit ebenfalls schneller trocknen und im übrigen seine vorteilhafte Eigenschaft schonender Trocknung und genauer Steuerung voll zur Geltung bringen, da örtlich unterschiedliche Zufälligkeiten beim Übergang von Grobkorn hoher Feuchte zum gleichmäßig fluidisierbaren Feinkorn ausgeschlossen sind.
Erfindungsgemäß wird das neue Verfahren mit einer Vorrichtung durchgeführt, die einen Vortrockner und einen Wirbelschichttrockner aufweist, wobei der Vortrockner als Flugschichttrockner mit einem Schleuderrad ausgebildet ist und zusätzlich ein gleicher Flugschichttrockner parallel angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Ausführung bietet den Vorteil, daß der Trocknungsprozeß beim Reinigen jeweils eines der Flugschichttrockner nicht unterbrochen zu werden braucht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Trocknungsanlage erläutert.
Die gezeigte Anlage besteht im wesentlichen aus einem Fließbetttrockner 10 und zwei parallel angeordneten Flugschichttrocknern (Turbo-Flugtrocknern) 12 und 14. Letzteren wird das zu trocknende Produkt, z.B. von einem Dekanter kommendes Kasein, wechselweise über jeweils einen Zerkleinerer (Mincer) 16 und ein Einleitrohr 18 zugeführt. Es braucht jeweils nur ein Turbo-Flugtrockner 12 oder 14 in Betrieb zu sein. Die doppelte Anordnung gestattet ununterbrochen Betrieb auch während der Reinigung eines der beiden Trockner 12 oder 14.
Im Beispielsfall haben der Fließbetttrockner 10 und die Flugschichttrockner 12 und 14 eine gemeinsame Zuluftversorgung. Die Zuluft wird durch ein Ansaugluftfilter 20 angesaugt und konditioniert. Ein erstes Gebläse 22 drückt die Zuluft über einen Erhitzer 24 wahlweise in einen der beiden Flugschichttrockner 12 oder 14. Die Umschaltung zwischen diesen erfolgt mittels zweier Luftklappen 26 und 28 mit pneumatischem Stellantrieb, wobei jeweils eine der Luftklappen geöffnet und die andere geschlossen ist.
Der Fließbetttrockner 10 wird im Beispielsfall in drei getrennten Zonen jeweils separat mit Zuluft versorgt. Ein zweites Gebläse 30 drückt über einen Erhitzer 32 erwämte Zuluft in die mit 34 bezeichnete Einlaßzone und über einen Erhitzer 36 weitere erwärmte Zuluft in die mittlere Zone 38 des Fließbetttrockners 10. Ein drittes Gebläse 40 fördert über einen Kühler 42 gekühlte Zuluft zur Auslaßzone 44 des Fließbetttrockners.
Den beiden Flugschichttrocknern 12 und 14 ist in bekannter Weise jeweils ein Zyklon 46 bzw. 48 zugeordnet. Das in einem der Flugschichttrockner 12 oder 14 vorgetrocknete Produkt gelangt mit dessen Abluft in den jeweils zugeordneten Zyklon 46 oder 48 und wird dort abgeschieden, während die Abluft über eine Luftklappe 50 bzw. 52 mit Stellantrieb durch ein Abluftgebläse 54 abgesaugt und über eine weitere Luftklappe 56 mit Stellantrieb zu einem bei 58 angedeuteten Auslaß gefördert wird. In entsprechender Weise wird die Abluft des Fließbetttrockners 10 durch ein weiteres Abluftgebläse 60 über einen Zyklon 62 abgesaugt und über eine Luftklappe 64 mit Stellantrieb zum Auslaß 58 (Abluftfilter nicht gezeigt) gefördert.
Die Verteilung der Zuluft auf die einzelnen Zonen 34, 38, 44 des Fließbetttrockners 10 erfolgt mittels Luftklappen 66, 68, 70 mit Stellantrieb. Zwei weitere Luftklappen 72 und 74 steuern die Zufuhr von hinter dem Erhitzer 32 abgezweigter Zuluft zu Vibrationsförderrinnen 76 und 78, welche den Auslaß der Zyklone 46 bzw. 48 mit der Produkteintrittsöffnung 80 des Fließbetttrockners 10 verbinden. Es versteht sich, daß bei Anlagen mit nur einem einzigen Flugschichttrockner auch nur ein Zyklon 46 bzw. 48 und eine einzige Vibrationsförderrinne 76 bzw. 78 vorhanden sind.
Die beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt:
Die Trocknungsbedinnungen im Turbo-Flugtrockner 12 und 14 sind so eingestellt, daß das Produkt danach noch eine Feuchte von etwa 25 bis 40% hat. Eine Anfangsfeuchte von 70% wird z.B. auf eine Restfeuchte von 30% verringert. Wegen dieser verhältnismäßig hohen Restfeuchte im feinverteilten Zustand nimmt das Produkt trotz der üblicherweise hohen Lufttemperatur im Turbo-Flugtrockner keinen Schaden. Es behält jedoch danach seine feinkörnige Konsistenz bei und gelangt in diesem sofort fluidisierbarem Zustand über die Produkteintrittsöffnung 80 in die Einlaßzone 34 des Fließbetttrockners 10. Dort braucht man jetzt keine Pendelrechen oder anderen Bewegungseinrichtungen mehr, da das von Anfang an fluidisierte Produkt gleichmäßig und feinkörnig trocknet und zu seiner Bewegung und ständigen Umwälzung im Fluidatbett allein die durch den mit 90 bezeichneten Anströmboden des Fließbetttrockners 10 aufsteigende Zuluft ausreicht. Die Einteilung des Fließbetttrockners in mehrere Trocken- und Kühlzonen 34, 38, 44 gestattet eine sehr genaue Steuerung des Trocknungsvorgangs mit dem Ergebnis, daß örtliche Überhitzungen vermieden werden und an dem mit 92 bezeichneten Produktausfallschacht mit Zellenradschleuse 94 ein sehr gleichmäßig getrockenetes Endprodukt erhalten wird. Diesem wird auch diejenige Menge wieder zugeführt, die von der Abluft aus dem Fließbetttrockner 10 mitgenommen und im Zyklon 62 abgeschieden worden ist.
Der zweistufige Aufbau der Anlage mit einem Turbo-Flugtrockner zum Vortrocknen und einem Fließbetttrockner zum Fertigtrocknen beitet die Möglichkeit, zwischen diesen beiden Stufen durch einen Infrarotfeuchtemesser 96, der vorzugsweise am Auslaß des Zyklons 46 bzw. 48 hinter dem Turbo-Flugtrockner 12 bzw. 14 angeordnet ist, ständig die noch vorhandene Feuchte zu messen und in Abhängigkeit von diesem Meßergebnis die Betriebsparameter, insbesondere die Luftmenge und Temperatur, des Turbo-Flugtrockners 12 bzw. 14 zu steuern. Die Bedingungen im Fließbetttrockner 10 können durch in diesem angebrachte Meßfühler gesteuert und gegebenenfalls auch durch den Infrarotmesser 96 beeinflußt werden.
Es versteht sich, daß die gezeigte Anlage mit ihren Komponenten je nach den Bedingungen des Einzelfalls auszugestalten und zu ergänzen ist. So kann z.B. der Fließbetttrockner nur eine einzige oder auch mehr als die gezeigten drei Zonen mit jeweils unterschiedlicher Luftzufuhr und Temperatur haben. Außerdem kann der Fließbetttrockner stationär oder in bekannter Weise als Vibrationsfließbetttrockner ausgebildet sein. Vorzugsweise hat er einen runden Querschnitt und zur Anpassung an unterschiedliche Produkte einen auszieh- und auswechselbaren Anströmboden.
In weiterer bevorzugter Ausführung findet das beschriebene Verfahren bei Unterdruck statt. Der Unterdruck trägt dazu bei, daß das Feuchtgut in die Trockner gesaugt wird. Außerdem entfallen Komplikationen durch sonst notwendige Druckabschlußorgane.
Schließlich besteht ein besonderer Vorzug des neuen Verfahrens darin, daß bestehende einstufige Trocknungsanlagen mit Fließbetttrockner zu verhältnismäßig niedrigen Kosten auf zweistufigen Betrieb umgestellt werden können, da mit dem schon vorhandenen Fließbetttrockner auch im vorgeschlagenen zweistufigen Betrieb weitergearbeitet werden kann.