Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DOUBLE-SHELL DRYER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/023108
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and method for the drying of damp products, in particular, pasta. According to the invention, the product to be dried in a dryer, is placed in an inner chamber (1) and humid warm air is circulated around said product, in order to ensure a gentle drying thereof. Dry hot air flows in an outer chamber (3), enclosing the inner chamber (1), which prevents a condensation of water forming in the outer chamber (3). The inner shell (2) has essentially no heat insulation as the external shell (4) has a conventional heat insulation from the outside air. Said dryer construction with a double shell (2, 4) prevents damp from entering the insulation material of the insulating layer (5) through the inner shell (2) and thus forming heat bridges, despite incomplete sealing of the inner chamber (1).

Inventors:
Watzinger, Bernd (Ruhbergstrasse 46 St. Gallen, CH-9000, CH)
Fritsche, Bernhard (Zwinglistrasse 15 Winterthur, CH-8400, CH)
Aebli, Franz (Lothringerstrasse 1 Basel, CH-4004, CH)
Application Number:
PCT/CH2001/000541
Publication Date:
March 21, 2002
Filing Date:
September 07, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BÜHLER AG (Bahnhofstrasse Uzwil, CH-9240, CH)
Watzinger, Bernd (Ruhbergstrasse 46 St. Gallen, CH-9000, CH)
Fritsche, Bernhard (Zwinglistrasse 15 Winterthur, CH-8400, CH)
Aebli, Franz (Lothringerstrasse 1 Basel, CH-4004, CH)
International Classes:
F26B9/06; F26B3/06; F26B9/00; F26B21/00; F26B23/10; F26B25/06; F26B25/12; (IPC1-7): F26B25/06; F26B23/10
Domestic Patent References:
WO1991019864A1
WO1997019306A1
Foreign References:
DE118204C
DE4019741A1
EP0177774A2
EP0348882A2
DE8902342U1
DE4215385A1
GB148171A
Attorney, Agent or Firm:
BÜHLER AG (Bahnhofstrasse Uzwil, CH-9240, CH)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Trocknen von feuchten Produkten, insbesondere Teigwaren, mit einer von einer inneren Hülle (2) umgebenen inneren Kammer (1) zur Auf nahme der zu trocknenden Produkte und einer die innere Hülle (2) umgebenden und von ihr derart beabstandeten äusseren Hülle (4), dass zwischen der inne ren Hülle (2) und der äusseren Hülle (4) eine äussere Kammer (3) begrenzt wird, wobei die innere Kammer (1) von einem ersten Gas bzw. Gasgemisch mit einer ersten Atmosphäre durchströmbar ist und die äussere Kammer (3) von ei nem zweiten Gas bzw. Gasgemisch mit einer zweiten Atmosphäre durchström bar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kammer (3) die innere Kammer (1) im wesentfichen vollständig umschliesst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Hülle (2) eine geringe Wärmeisolierung aufweist, während die äussere Hülle (4) eine hohe Wärmeisolierung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Hülle (2) aus Blech, insbesondere Stahlblech besteht, während die äussere Hül le (4) eine Schicht aus Blech, insbesondere Stahlblech, sowie eine Isolations schicht (5) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die äussere Hülle (4) eine Tür aufweist und der durch die äussere Kammer gebildete Zwischenraum (3) zwischen der inneren Hülle (2) und der äusseren Hülle (4) begehbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülle (4) zumindest in Teilbereichen aus einem nachgiebigen Mater, al besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hüfte (4) zumindest in den Teilbereichen durch aufblasbare, nachgiebige Kammern selbsttragend ist.
7. Verfahren zum Trocknen von feuchten Produkten, insbesondere Teigwaren, mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die in der in neren Kammer zu trocknenden Produkte von einem ersten Gas bzw. Gasge misch mit einer ersten Atmosphäre (Ti, (pi, Pi) umströmt werden, das von den Produkten entweichenden Wasserdampf aufnimmt und abführt, und die innere Kammer von einem durch die äussere Kammer strömenden zweiten Gas bzw. Gasgemisch umströmt wird, dessen Atmosphäre (Ta, (pa, Pa) und Strömung geschwindigkeit so beschaffen sind, dass in der äusseren Kammer keine Kon densation stattfindet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gas bzw. Gasgemisch so wenig Feuchtigkeit enthält und so heiss ist, dass sein Tau punkt unterhalb der Temperatur der Umgebungsluft liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (Pa) des zweiten Gases bzw. Gasgemisches geringfügig höher als der Druck (Pi) des ersten Gases bzw. Gasgemisches ist.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 9, insbesondere zur Trocknung von Teigwa ren, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die innere Kammer strömende erste Gas Luft mit einer Temperatur von 70 bis 110°C und einer relativen Luft feuchtigkeit von 70 bis 90% ist, während das durch die äussere Kammer strö mende zweite Gas Luft mit einer Temperatur von mindestens 110°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 1 bis 5% ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas Luft mit einer Temperatur von 80 bis 100°C, vorzugsweise etwa 90°C ist und eine relative Luftfeuchtigkeit von 75 bis 85%, vorzugsweise etwa 80% hat, und das zweite Gas Luft mit einer Temperatur von 110 bis 120°C, vorzugsweise etwa 110°C mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 1 bis 3%, vorzugsweise etwa 2% ist.
Description:
Doppelhüllen-Trockner Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von feuchten Produkten, insbesondere Teigwaren, gemäss Anspruch 1 bzw.

Anspruch 7. Beim Trocknen feuchter Produkte, wie z. B. Holz, Teigwaren, etc., ist es während des Trocknens besonders wichtig, dass der Trocknungsvorgang in einer kon- trollierten Atmosphäre mit geeignetem"Klima"stattfindet. Das heisst, die Temperatur, der Feuchtigkeitsgehalt und die Art des Trocknungsgases (üblicherweise Luft) müssen in gewissen Bereichen liegen, damit die Produkte ohne Schaden zu nehmen getrock- net werden, d. h. auf einen bestimmten Ziel-Feuchtigkeitsgehalt gebracht werden.

Beim Trocknen bestimmter Produkte wie Holz oder insbesondere Teigwaren ist es wichtig, dass das Produkt nicht zu schnell mit zu trockener Luft und zu heisser Luft getrocknet wird, da sich sonst an der Oberfläche des Produktes durch Schrumpfung Risse bilden, die sich eventuell durch das gesamte Produkt erstrecken können. Bei der Trocknung derartiger Produkte muss daher der erhitzten Luft in der Regel auch Feuch- tigkeit hinzugefügt werden, damit die relative Luftfeuchtigkeit beim Trocknen ausrei- chend hoch ist, um einen zu steilen Feuchtigkeitsgradienten vom Innern zur OberFlä- che des Produktes zu vermeiden, um der genannten Rissbildung vorzubeugen.

Um Energie zu sparen, werden derartige Trockner durch Verschalungselemente wär- meisoliert. Aufgrund der prozessbedingten hohen Temperatur und der hohen relativen Luftfeuchtigkeit im Trockner mit Temperaturen von typischerweise 90°C und relativen Luftfeuchtigkeiten von 80 bis 90% im Innern der Trocknerlinie kommt es beim heutigen Trockneraufbau zur Kondensation an den Innenseiten der Verschalungselemente, es sei denn, man hat 100%-ige Dampfdichtheit. Um ein Eindringen der Feuchtigkeit in das Isolationsmaterial zu vermeiden und die Wärmedämmwirkung zu erhalten, ist es notwendig, die Isolationsverschalung dampfdicht zu gestalten. Daraus ergibt sich ein hoher Aufwand bei der Abdichtung des Trocknerinnenraumes gegenüber der umge- benden Atmosphäre. Jedoch kann bis jetzt nicht vermieden werden, dass das Kon- densat an einigen Stellen aus dem Trockner austritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Eindringen von Feuchtigkeit in das Isolationsmaterial der Trocknerwand/Trocknerhülle zu verhindern, um eine Durch- nässung des Isolationsmaterials und ein Lecken des Trockners zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. das Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.

Zwischen der inneren Hülle und der äusseren Hülle des Trockners kann somit ein Heissluftstrom mit geringer relativer Luftfeuchtigkeit zirkuliert werden, der jegliche Kon- densation im Raum zwischen der inneren Hülle und der äusseren Hülle des Trockners unterbindet. Anders gesagt, mittels dieser"Doppelhülle"wird die Isolierung von der Dampfsperre räumlich getrennt, wobei der Zwischenraum mit der heissen trockenen Luft die eigentliche Dampfsperre bildet. Eine bisher übliche sehr aufwendige Dampfsperre aus völlig dampfdichtem Blech unmittelbar am Isolationsmaterial ist da- her nicht nötig.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die innere Hülle, die vor- zugsweise aus Blech besteht, eine geringe Wärmeisolierung auf, während die äussere Hülle eine hohe Wärmeisolierung aus einem üblichen Isolationsmaterial aufweist, In Verbindung mit der trockenen Heissluft im Zwischenraum dieser Doppelhülle wird da- durch gewährleistet, dass durch Lecks an der inneren Hülle austretende feuchte Luft weder an der Aussenseite der inneren Hülle, noch an der Innenseite der äusseren Hül- le zu einer Kondensation von Wasser führen kann.

Zweckmässigerweise ist die äussere Hülle von der inneren Hülle weit genug beabstan- det, dass der durch die beiden Hüllen gebildete Zwischenraum eines solchen Doppel- hüllen-Trockners oder"Trockners im Haus"begehbar ist.

Die äussere Hülle kann auch-teilweise oder vollständig aus einem aufblasbaren nach- giebigen Material bestehen, dass durch Aufblasen selbsttragend wird.

Beim Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens ist es wesentlich, dass die die innere Hülle umströmende Heissluft ein"Klima"besitzt, dessen Temperatur, Luftfeuch- tigkeit und Druck so beschaffen sind, dass in der Doppelhülle keine Kondensation stattfinden kann. insbesondere muss das zweite Gas, d. h. die trockene Heissluft eine ausreichend hohe Temperatur und ausreichend niedrige Feuchtigkeit haben, dass ihr Taupunkt unterhalb der Temperatur der Umgebungsluft liegt. Dadurch wird die Kondensation an der In- nenseite der äusseren Hülle selbst dann verhindert, wenn diese schlecht oder gar nicht gegen die Aussenluft isoliert ist.

Besonders vorteilhaft ist es, der trockenen Heissluft des Zwischenraums in der Dop- pelhülle einen leichten Überdruck zu verleihen. Auf diese Weise wird der Leckstrom von aussen nach innen gerichtet und jeglicher Austritt von feuchter Heissluft aus dem inneren Raum unterbunden.

Um jegliche Kondensation im Zwischenraum der Doppelhülle zu vermeiden, sollte beim Trocknungsprozess für Teigwaren und bei einer üblichen Aussentemperatur von 25°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit die trockene Heissluft im Zwischenraum z. B. eine Temperatur von etwa 110°C und eine relative Luftfeuchtigkeit von etwa 2% ha- ben.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend aufzufassenden Ausfüh- rungsbeispiels anhand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Doppelhüllen- Konzeptes ; und Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der gesamten erfindungsgemässen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Doppelhüllen- Konzeptes für einen Teigwarentrockner. Der Trocknungsbereich besteht aus einer in- neren Kammer 1, die von einer inneren Hülle 2 umgeben ist. Über einen Eingangska- na 6 werden zu trocknende Teigwaren und nicht zu trockene Luft (z. B. Temperatur ca.

90°C, relative Luftfeuchtigkeit ca. 80%) zugeführt. Über einen Ausgangskanal werden die getrockneten Teigwaren und die"feuchtwarme"Trocknungsluft abgeführt. Dieser Teil des erfindungsgemässen Trockners arbeitet wie ein herkömmlicher Teigwaren- trockner.

Im Gegensatz zum herkömmlichen Trockner ist jedoch die durch die innere Hülle be- grenzte innere Kammer 1 von einer äusseren Kammer 3 umgeben, die wiederum von der äusseren Hülle 4 begrenzt wird. Durch diese Kammer 3 wird sehr trockene und heisse Luft geleitet. Die Hülle besteht vorzugsweise aus Stahlblech. Zwischen der in- neren Kammer 1 und der äusseren Kammer 3 besteht durch das gut wärmeleitende Stahlblech daher nur eine sehr geringfügige thermische Isolierung, bildet aber eine Dampfsperre. Die äussere Hülle 4 ist hingegen mit einer Isolierung 5 versehen.

Im Gegensatz zu bisherigen Trocknern, bei denen das Stahlblech 2 unmittelbar an der Isolierung 5 anliegt, besteht bei dem erfindungsgemässen Trockner eine räumliche Trennung zwischen Stahtbtech 2 und Isolierung 5. Dieser durch die äussere Kammer 3 gebildete Zwischenraum mit seiner"trockenheissen"Luft verhindert die Kondenswas- serbildung an der Aussenseite der inneren Hülle 2 und an der Innenseite der äusseren Hülle 4. Dadurch wird vermieden, dass die Isolierung 5 durchnässt wird und sich Wär- mebrücken bilden.

Dieses trockenheisse Klima in der Doppelhülle 3 zwischen innerer Hülle 2 und äusse- rer Hülle 4 wird erzeugt durch Erhitzen von Umgebungsluft mittels einer Heizung 8.

Der Umgebungsluft kann auch ein Teil der Umluft vor oder nach dem Erhitzen zuge- führt werden. Wesentlich ist, dass durch das Erhitzen trockene Luft mit sehr geringer relativer Luftfeuchtigkeit erzeugt wird.

Typische Betriebsbedingungen sind z. B ; ca ; 90PC und ca ; 80% relative Luftfeuchtigkeit für die feuchtwarme Luft in der Trocknungskammer 1. Um in der äusseren Kammer 3 z. B. einen Taupunkt der trockenheissen Luft von 25°C zu behalten, muss die relative Luftfeuchtigkeit bei einer Temperatur von 110°C bei 2% liegen. Bei Nutzung von Um- luft (Annahme : 25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) kann diese Luft auch auf 220°C erhitzt werden, wobei dann die relative Luftfeuchtigkeit bei 0,1% liegt. Durch Zumi- schen von Frischluft aus der Umgebung kann dann ein trockener Heissluftstrom von 110°C und 2% relativer Luftfeuchtigkeit erzielt werden. Fig. 1 zeigt einen Leitungsab- schnitt 12, der von der Heizung 8 zu einer Frischluft-Zufuhrleitung 11 verläuft. Die Ab- luft aus der Doppelhülle 3 wird über eine Leitung 14 abgeführt, während die Umluft von einer Leitung 13 zur Heizung 8 zurückgeführt wird. Die eingangs erwähnte Dampfzu- fuhr bei der feuchtwarmen Luft der inneren Kammer 1 ist in Fig. 1 nicht gezeigt.

Fig. 2 zeigt eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Wäh- rend in Fig. 1 nur der durch die äussere Kammer 3 verlaufende"trockenheisse"Luft- kreislauf schematisch dargestellt ist, zeigt Fig. 2 sowohl diesen"trockenheissen"Luft- kreislauf als auch den"feuchtwarmen"Luftkreislauf durch die Kammer 1, und zwar jeweils mit einem Wärmetauscher 16 bzw. 20 und jeweils einem Radialgebläse 17 bzw. 21. Die Wärmetauscher 16,20 sorgen jeweils für die notwendige Erhitzung in der Luftkammer, während die Radialgebläse 17,21 jeweils für die Zirkulation der Luft im jeweiligen Kreislauf sorgen.

Beim inneren Kreislauf der feuchtwarmen Luft (ca. 90°C, ca. 80% relative Luftfeuchtig- keit) wird bei Bedarf mittels einer Dampfeinspritzung 22 Dampf eingeleitet. Der Druck der Luft im inneren Kreislauf kann mit Hilfe der Blende 23 und/oder Drosselklappe 24 eingestellt werden.

Beim äusseren Kreislauf der trockenheissen Luft (110°C, 2% relative Luftfeuchtigkeit) wird nur erhitzt, um sehr trockene und heisse Luft zu erhalten. Auch hier kann der Druck der Luft mit Hilfe der Drosselklappe 18 und/oder der Blende 19 eingestellt wer- den.

Vorzugsweise stellt man den Druck der"feuchtwarmen"Luft im inneren Kreislauf auf einen etwas tieferen Wert ein als der Druck der"trockenheissen"Luft im äusseren Kreislauf. Auf diese Weise kann durch möglicherweise vorhandene Lecks in der inne- ren Hülle 2 keine feuchte Luft mehr durch Leckströme in den Zwischenraum 3 der Doppelhülle gelangen ; der Leckstrom wird sozusagen umgekehrt. Allerdings ist man bestrebt, den Massenstrom der Leckluft (Kg/Std.) sowohl von innen nach aussen als auch von aussen nach innen so minimal wie möglich zu halten.

Wie in Fig. 2 schematisch gezeigt, sind sowohl in der inneren Kammer 1 als auch in der äusseren Kammer 2 Sensoren zum Erfassen der Klima-Parameter der jeweiligen Luft vorgesehen. Für die feuchtwarme Luft im inneren Kreislauf und die trockenheisse Luft im äusseren Kreislauf sind dies die Luftfeuchtigkeit (pi bzw. (pa, die Temperatur Ti bzw. Ta und der Druck Pi bzw. Pa.

Selbstverständlich können die jeweils erfassten Ist-Werte der Klima-Parameter mit ih- ren angestrebten Soll-Werten verglichen werden, um je nach Ist-Soll-Abweichung über ein entsprechendes Stellglied einen Wärmetauscher und/oder eine Drosselklappe und/oder eine Blende und/oder die Dampfeinspritzung 22 zu betätigen, wodurch die entsprechenden Parameter Temperatur (Ti, Ta), Druck (Pi, Pa) und Luftfeuchtigkeit ((pi, (pa) geregelt werden.

Zur Homogenisierung der"feuchtwarmen"Luft in der inneren Kammer 1 ist ein Umluft- system 15 vorgesehen. Die durch die innere Hülle 2 bestimmte innere Kammer 1 steht auf zwei Sockeln 9,10. Dies gewährleistet ein fast vollständiges Umströmen der Kam- mer 1 durch die trockene Heissluft.

Der Zwischenraum der Doppelhülle ist vorzugsweise so geräumig ausgelegt, dass er begehbar ist. Dies ist für Reinigungs-, Wartungs-und Reparaturarbeiten wichtig. Ein Mindestabstand von etwa 0,5 m zwischen innerer Hülle 2 und äusserer Hülle 4 sollte vorhanden sein. Vorzugsweise ist die äussere Hülle 4 als"Haus"mit Tür und Innenbe- leuchtung ausgebildet.

Der erfindungsgemässe Trockner ist besonders vorteilhaft, weil er kaum mehr Energie benötigt als ein herkömmlicher Trockner. Durch die räumliche Trennung von Dampf- sperre (innere Hülle 2) und Wärmesperre bzw. Wärmeisolierung (äussere'Hülle 4) wird bei geringem Leckstrom von Kammer 1 zu Kammer 2 bzw. umgekehrt ohne nennens- werten Mehraufwand eine ausgezeichnete Dichtigkeit des Trockners ohne grossen Abdichtungsaufwand erzielt.