[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum fortlaufenden Konditionieren, insbesondere
thermischen Konditionieren, wie Kühlen, Erwärmen, Trocknen, Feuchten oder dergleichen,
von Schüttgütern, vorzugsweise pflanzlichen Schüttgütern, wie Getreide, Kräuter, Tabak
oder dergleichen, bei dem Schüttgut entlang einer durch eine geschlossene tunnelartige
Konditionierungsstation führenden Transportbahn fortlaufend mechanisch gefördert wird
und dabei in der Konditionierungsstation der Einwirkung eines der Konditionierungsstation
durch wenigstens eine Öffnung zugeführten, im wesentlichen gasförmigen Wärmeträgermediums
ausgesetzt wird.
[0002] Bei einem nach der deutschen Patentschrift 24 02 538 bekannten Verfahren zum Konditionieren
von Tabak wird in eine tunnelartige Konditionierungsstation Dampf derart eingeblasen,
daß der Tabak auf einem Dampfpolster schwebend durch die Konditionierungsstation befördert
wird und dabei der Einwirkung des Dampfes ausgesetzt ist. Das bekannte Verfahren hat
den Nachteil, daß zur Ausbildung des Dampfpolsters ein Dampfüberschuß benötigt wird,
der als Brüden in die Umgebung entweicht. Außerdem ist die Konditionierung aufgrund
des Dampfüberschusses kaum beeinflußbar. Innerhalb des zu behandelnden Schüttgutes
verbleiben Bereiche, die der Einwirkung von Dampf kaum ausgesetzt waren, während daneben
Bereiche vorhanden sein können, die der Einwirkung des Dampfes übermäßig ausgesetzt
waren.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Konditionierung von Schüttgut
zu verbessern.
[0004] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wärmeträgermedium beim
Passieren der Öffnung scharf gebündelt und sodann unter Verdrängung des Schüttgutes
als freier Strahl durch das Schüttgut derart gelenkt wird, daß an einer der Öffnung
gegenüberliegenden Wand der Konditionierungsstation eine allseitige Ablenkung des
Strahls erzeugt wird, daß die abgelenkten Teile des Strahls durch die Pumpwirkung
des freien Strahls abwärts und wieder in den Wirkungsbereich des freien Strahls gesaugt
werden und daß das Schüttgut zwischen dem Unterdruckbereich des aufwärts gerichteten
freien Strahls in einer rechtwinklig zum freien Strahl gerichteten Bewegung verdichtet
wird.
[0005] Im Wirkungsbereich des freien Strahls ist das zu konditionierende Schüttgut dem im
wesentlichen gasförmigen Wärmeträgermedium in optimaler Weise ausgesetzt. Das Schüttgut
wird in aufwärts, abwärts und seitlich gerichteten Bewegungen zusammen mit der überlagernden
Bewegung der mechanischen Förderung intensiv durchmischt und durchwirbelt. Dabei wird
das Schüttgut in die gewünschte gleichmäßige Kondition gebracht.
[0006] Die eintretende Verdichtung bewirkt dabei in vorteilhafter Weise eine Verminderung
des Austretens des Wärmeträgermediums aus der Konditionierungsstation, denn ein verdichteter
Bereich des Schüttgutes kann wie ein die tunnelartige Konditionierungsstation verschließender
Pfropfen wirken.
[0007] Weitere Vorteile ergeben sich aus den in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere auch dadurch vorteilhaft
aus, daß das transportierte Schüttgut als Wärmeträger, Katalysator oder Wirkstoff
einer chemischen Reaktion gegenüber dem eingeblasenen Medium eingesetzt werden kann.
[0008] Eine vorteilhafte Maßnahme, die sich insbesondere bei der Trocknung von Schüttgütern
vorteilhaft auswirkt, ist das Absaugen der eingeblasenen, mit Feuchte aus dem Schüttgut
belasteten Wärmeträger, das Entfeuchten der Wärmeträger und erneute Einblasen. So
kann z.B. mittels eines Kompressors verdichtete und dabei erwärmte Luft einem Wärmetauscher
zugeführt werden, in welchem eine Abkühlung und Entfeuchtung erfolgt. Die entfeuchtete
Luft kann dann in die Konditionierungsstation eingeblasen werden, um ihre Wirkung
auf das Schüttgut zu entfalten. Besonders zweckmäßig ist dabei die Verwendung wenigstens
einer der Wandungen der Konditionierungsstation als Wärmetauscher, weil dadurch die
zur Kühlung und Entfeuchtung freigesetzte Wärme direkt an das Schüttgut gelangt und
ohne Zufuhr besonderer Fremdenergie zu dessen Konditionierung, z.B. Trocknung, beiträgt.
[0009] Die im Wärmetauscher abgekühlte und somit entfeuchtete Luft kann vor der Einblasung
in die Konditionierungsstation auch noch in einem zweiten Wärmetauscher wieder erwärmt
werden. Dem zweiten Wärmetauscher kann z.B. durch Fremdenergie erzeugte Wärme zugeführt
werden, so daß heiße und trockene Luft zur Anwendung in der Konditionierungsstation
kommt. Die Luft nimmt Feuchte aus dem Schüttgut auf, wird abgesaugt und wieder dem
Kompressor zugeführt, worauf nach erneuter Entfeuchtung wieder ein Einblasen erfolgt.
Nach Kompression und Kühlung wird dadurch eine Kondensat-Extraktion des z.B. zu trocknenden
Schüttgutes ermöglicht.
[0010] Die Zwischenerhitzung im zweiten Wärmetauscher kann auch zu- bzw. abschaltbar sein.
[0011] Bei bestimmten Schüttgütern, z.B. Tabakblättern, kann eine mechanische Förderung,
beispielsweise mit Schwingförderern, unerwünscht sein, weil die dabei auftretende
Rüttelung zum Blattbruch führen kann. Für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
beim Konditionieren von empfindlichem Schüttgut besonders zweckmäßig ist es, wenn
als durch die Konditionierungsstation führende Transportbahn ein als Siebband, Gitterband,
Lochband oder dergleichen ausgebildetes Förderband verwendetet wird. Dabei können
freie Strahlen von unten durch das Siebband geblasen werden. Unter dem Siebband befindliche
Hohlräume können mit Vorteil als Sammelkammern für Abluft bzw. Abdampf genutzt werden.
Aus den Sammelkammern ist eine wirksame Absaugung möglich.
[0012] Dabei kann es bei der Konditionierung von z.B. Tabak, insbesondere bei bestimmten
Tabakarten, wie z.B. Tabakblättern, besonders vorteilhaft sein, gegeneinander gerichtete
freie Strahlen von unten und von oben gleichzeitig gegen das Siebband zu blasen, derart
daß die gegeneinander gerichteten Strahlen etwa in der Ebene des Siebbandes aufeinander
prallen und sich auflösen. Die auf dem Siebband liegenden Tabakblätter bleiben dadurch
weitgehend ruhig auf dem Siebband liegen und werden lediglich mit dem Wärmeträgermedium
intensiv in Kontakt gebracht, wodurch z.B. mechanische Beschädigungen der Blätter
verhindert werden.
[0013] Um die Oberfläche des zu konditionierenden Gutes rasch und gleichmäßig der Wirkung
des Wärmeträgermediums auszusetzen, kann vorgesehen sein, daß freie Strahlen abblasende
Öffnungen, hin- und herbewegt werden. Die Öffnungen, bzw. die Lavaldüsen, können dazu
auf Trägerelementen angeordnet sein, die mit mechanischen Mitteln oszillierend bzw.
schwingend angetrieben werden. Auch die gesamte tunnelartige Konditionierungsstation,
in deren Wänden sich Öffnungen bzw. Düsen befinden, kann schwingen, während das hindurchfördernde
Förderband in Ruhe bleibt.
[0014] Die einzelnen Düsen, die einen Freistrahl abblasen, können z.B. in den waagerecht
hohlen Holmen eines rechteckigen Rahmens angeordnet werden, der quer zum Förderband
steht, wobei sich das Förderband durch den Rahmen erstreckt. Die Düsen im unteren
und oberen Holm des Rahmens stehen einander gegenüber, so daß die von einem Düsenpaar
abblasenden Freistrahlen etwa in der Mitte zwischen den beiden Holmen gegeneinander
prallen. Dadurch wird die Freistrahlwirkung in diesem Bereich aufgehoben und kann
zu konditionierendes Schüttgut auf dem als Siebband, Lochband oder dergleichen ausgebildeten
Förderband liegend durch diesen Bereich gefördert werden.
[0015] Mehrere Rahmen können innerhalb der Konditionierungsstation hintereinander angeordnet
werden, wobei das Förderband durch die Rahmen verläuft.
[0016] Entsprechende bewegliche Lagerungen der Rahmen erlauben es, die Rahmen in einer Richtung,
z.B. quer zum Förderband, hin- und herzubewegen. Dazu kann eine Schwing- oder Rütteleinrichtung
benutzt werden.
[0017] In der Zeichnung sind Anwendungsbeispiele des Verfahrens schematisch dargestellt,
aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Teilausschnitt einer Konditionierungsstation im Bereich einer Öffnung, aus der
ein Freistrahl abgeblasen wird,
- Fig. 2
- eine schematische Teildraufsicht auf den Bereich einer Konditionierungsstation gemäß
Fig. 1 bei nicht eingezeichneter Decke der Konditionierungsstation,
- Fig. 3
- einen schematischen Längsschnitt einer als Trockner konzipierten Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens und
- Fig. 4
- eine schematische Ansicht der Vorrichtung im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.
3.
[0018] Fig. 1 zeigt einen Teilausschnitt einer tunnelartigen Konditionierungsstation. Die
tunnelartige Konditionierungsstation umfaßt einen Boden 1, eine Decke 2 sowie Seitenwandungen
3 und 3' (Fig. 2), wobei hier lediglich die Seitenwand 3 sichtbar ist. Unter den Boden
1 ist ein Winkelprofil 4 gesetzt. Die vom Boden 1 und Winkelprofil 4 umschlossene
Kammer 5 kann mit Wärmeträgermedium beschickt werden. Im Boden 2 befindet sich die
hier dargestellte Öffnung 6, die als Lavaldüse ausgebildet ist. Durch den in der Kammer
5 bei Einleitung des Wärmeträgermediums herrschenden Überdruck wird das Wärmeträgermedium
aus der Öffnung 6 gedrückt. Schüttgut, das zu konditionieren ist, durchläuft die Konditionierungsstation
in dem durch den Boden 1, Decke 2 und Seitenwände 3, 3' begrenzenden Kanal in der
durch den Pfeil 7 angedeuteten Richtung. Dabei erfolgt die mechanische Förderung z.B.
durch Schwingförderung, wozu die gesamte Konditionierungsstation nach Art eines Schwingförderers
ausgebildet sein kann.
[0019] Beim Passieren der Öffnung 6 wird das Wäremeträgermedium scharf gebündelt und sodann
unter Verdrängung des Schüttgutes als freier Strahl 8 durch das Schüttgut derart gelenkt,
daß an der der Öffnung 6 gegenüberliegenden Decke 2 der Konditionierungsstation eine
allseitige Ablenkung des Strahls 8 erzeugt wird. Die abgelenkten Teile des Strahls
werden durch die Pumpwirkung des freien Strahls abwärts und wieder in den Wirkungsbereich
des freien Strahls gesaugt, wie es durch eingezeichnete gestrichelte Pfeile angedeutet
ist. Dabei wird das Schüttgut zwischen dem Unterdruckbereich 9 des aufwärts gerichteten
freien Strahls 8 und dem Überdruckbereich der abwärts gerichteten Teile des Strahls
8 in einer rechtwinklig zum freien Strahl 8 gerichteten Bewegung verdichtet und gleichzeitig
intensiv mit dem Wärmeträgermedium in Kontakt gebracht.
[0020] Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Ausschnitt der Konditionierungsstation gemäß
Fig. 1 bei abgenommener Decke. Quer zur durch den Pfeil 7 angedeuteten Förderrichtung
durch die Konditionierungsstation sind Öffnungen 6,6' und 6'' in einer Reihe angeordnet.
Die aus den Öffnungen geblasenen freien Strahlen, die lotrecht aus der Zeichnungsebene
heraus gerichtet sind, prallen an die nicht gezeichnete Decke und werden radial in
Richtung der Pfeile 10 an der Decke abgelenkt. Die Wirkbereiche der abgelenkten Teile
der freien Strahlen sind durch eingezeichnete Kreise 11 angedeutet. Selbstverständlich
können sich die durch die Kreise 11 angedeuteten Wirkbereiche auch überlappen.
[0021] Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Konditionieren
von Schüttgut. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut der Konditionierungsstation
über einen Schacht 12 zugeführt. Die Konditionierungsstation ist tunnelartig ausgebildet
und wird oben durch eine Decke 2 begrenzt sowie durch Seitenwände 3 und einen durch
ein eingelegtes Bodenblech 1' gebildeten Boden. Über dem Bodenblech 1' verläuft ein
oberes Trum 13 eines als Siebband ausgebildeten Förderbandes, das über die endseitigen
Umlenkrollen 14 und 14' gelenkt und angetrieben wird. Mit 15 und 15' sind Stützrollen
für das obere Trum 13 bzw. untere Trum des Förderbandes bezeichnet. Das durch den
Schacht 12 eingegebene Schüttgut wird vom oberen Trum 13 des Förderbandes durch die
Konditionierungsstation gefördert und am Ende der Konditionierungsstation in endbehandeltem
Zustand auf eine nicht weiter dargestellte Abführeinrichtung 16 gegeben.
[0022] Über die Länge der tunnelartigen Konditionierungsstation verteilt sind drei Reihen
von Öffnungen 6, durch die ein Wärmeträgermedium, z.B. zum Trocknen von Schüttgut
geeignete erhitzte Luft, eingeblasen werden kann. Aus den Öffnungen 6 tritt das scharf
gebündelte Wärmeträgermedium als freier Strahl 8 aus und prallt, wie vorbeschrieben,
gegen die Decke 2 der Konditionierungsstation. Dabei wird der freie Strahl von unten
durch das obere Trum 13 des als Siebband ausgebildeten Förderbandes geblasen. Für
die Zuführung des Wärmeträgermediums sind wieder die unter den Öffnungen 6 sichtbaren
Winkelprofile 4 vorgesehen.
[0023] Das Bodenblech 1' ist im Bereich zwischen zwei Öffnungen 6, wie hier dargestellt,
nach unten abgewinkelt, wodurch eine Sammelkammer 17 ausgebildet ist. In jede Sammelkammer
17 mündet ein Ansaugrohr 18 einer nicht weiter dargestellten Ansaugeinrichtung, über
die Luft aus der Konditionierungsstation, und damit auch aus dem Schüttgut, angesaugt
werden kann. Die angesaugte Luft wird über die Abluftleitung 19 einem nicht weiter
dargestellten Kompressor zugeführt. Vom Kompressor wird die abgesaugte Luft verdichtet
und dabei erwärmt. Die erwärmte Luft wird vom Kompressor über eine Zuleitung 20 (Fig.
4) einem Wärmetauscher zugeführt. Im Wärmetauscher wird die Luft entfeuchtet. Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird der Wärmetauscher durch in der Decke 2 der Konditionierungsstation
befindliche Taschen 22 gebildet. Dadurch wird erreicht, daß Wärme an das zu konditionierende
Schüttgut abgegeben wird und gleichzeitig die zugeführte Luft gekühlt und entfeuchtet
wird. Die freigesetzte Feuchtigkeit kann über einen Kondensatableiter 21 (Fig. 4)
abgeführt werden. Die entfeuchte Luft wird den Kammern 5 unter den Öffnungen 6 zugeführt
und tritt wieder als scharf gebündelter freier Strahl 8 durch die Öffnungen 6 in die
Konditionierungsstation ein, um mit dem Schüttgut in intensiven Kontakt zu kommen.
Dabei nimmt die Luft wieder Feuchte aus dem Schüttgut auf, das dadurch getrocknet
wird.
[0024] Fig. 4 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie
IV-IV in Fig. 3. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
[0025] Fig. 4 läßt erkennen, daß die vom Kompressor zugeführte Luft nach der Abkühlung und
Entfeuchtung und Passieren des Kondensatableiters 21 noch einen zweiten Wärmetauscher
23 passiert, dem Wärme zugeführt wird und gegebenenfalls noch einmal Kondensat abgeleitet
wird, so daß die zu den Öffnungen 6 gelangende, einzublasende Luft trocken und erhitzt
in die Konditionierungsstation eingegeben wird.
1. Verfahren zum fortlaufenden Konditionieren, insbesondere thermischen Konditionieren,
wie Kühlen, Erwärmen, Trocknen, Feuchten und dergleichen, von Schüttgütern, vorzugsweise
pflanzlichen Schüttgütern, wie Getreide, Kräuter, Tabak oder dergleichen, bei dem
das Schüttgut entlang einer durch eine geschlossene tunnelartige Konditionierungsstation
führenden Transportbahn fortlaufend mechanisch gefördert wird und dabei in der Konditionierungsstation
der Einwirkung eines der Konditionierungsstation durch wenigstens eine Öffnung zugeführten
im wesentlichen gasförmigen Wärmeträgermediums ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmeträgermedium beim Passieren der Öffnung (6,6',6'') scharf gebündelt und
sodann unter Verdrängung des Schüttgutes als freier Strahl (8) durch das Schüttgut
derart gelenkt wird, daß an einer der Öffnung (6,6',6'') gegenüberliegenden Wand (Decke
2) der Konditionierungsstation eine allseitige Ablenkung des Strahls (8) erzeugt wird,
daß die abgelenkten Teile (10) des Strahls (8) durch die Pumpwirkung des freien Strahls
(8) abwärts und wieder in den Wirkungsbereich des freien Strahls (8) gesaugt werden
und daß das Schüttgut zwischen dem Unterdruckbereich (9) des aufwärts gerichteten
freien Strahls (8) und dem Überdruckbereich der abwärts gerichteten Teile des Strahls
(8) in einer rechtwinklig zum freien Strahl (8) gerichteten Bewegung verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut durch wenigstens
einen innerhalb der Konditionierungsstation aus mehreren freien Strahlen (6,6',6'')
gebildeten quer zur Förderung (Pfeil 7) verlaufenden Strahlenvorhang hindurch gefördert
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei in
Förderrichtung (Pfeil 7) folgenden Öffnungen (6) so gewählt wird, daß sich zwischen
ihren freien Strahlen (8) die Verdichtungsbereiche bei entsprechendem Schüttgewicht
und gewähltem Druck ausbilden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Vielzahl
von Öffnungen (6,6',6'') das Wärmeträgermedium vorbestimmten Öffnungen (6,6',6'')
durch Zu- bzw. Abschalten zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Vielzahl von in Reihen angeordneten Öffnungen (6,6',6'') das Wärmeträgermedium vorbestimmten
Reihen durch Zu- bzw. Abschalten zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Vielzahl von in Feldern angeordneten Öffnungen (6,6',6''), das Wärmeträgermedium vorbestimmten
Feldern durch Zu- bzw. Abschalten zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als
Wärmeträgermedium Dampf verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträgermedium
Luft verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Kompressors verdichtete
und dabei erwärmte Luft einem Wärmeaustauscher (Taschen 22) zugeführt wird, daß die
Luft im Wärmetauscher (Taschen 22) gekühlt und entfeuchtet wird, und daß die entfeuchtete
Luft der Konditionierungsstation zugeführt und als freie Strahlen (8) mit dem Schüttgut
in Kontakt gebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die entfeuchtete Luft vor der
Einleitung in die Konditionierungsstation mittels eines zweiten Wärmetauschers (23)
erneut erwärmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft aus der
Konditionierungsstation abgesaugt und dem Kompressor wieder zugeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen
(1,2,3,3') der Konditionierungsstation als Wärmetauscherflächen (Taschen 22) verwendet
werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als
Öffnungen (6) Lavaldüsen verwendet werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Konditionierungsstation als Schwingförderer verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportbahn
eine durch die Konditionierungsstation führende Schwingrinne verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportbahn
ein durch die Konditionierungsstation führendes Förderband verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderband ein Siebband
verwendet wird.
18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß freie Strahlen
(8) von unten durch das Siebband (Trum 13) geblasen werden.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß gegeneinander
gerichtete freie Strahlen (8) von unten und von oben gleichzeitig gegen das Siebband
(Trum 13) geblasen werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß freie Strahlen
(8) abblasende Öffnungen (6,6',6'') hin- und herbewegt werden.
21. Verfahren nach Anpruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (6,6',6'') quer
zur Förderrichtung des Siebbandes (Trum 13) bewegt werden.