DE3010966A1 - Vorrichtung zum fluessigkeitsentzug durch waerme- bzw. kuehlbehandlung bzw. zum kristallisieren ggf. unter vakuum - Google Patents
Vorrichtung zum fluessigkeitsentzug durch waerme- bzw. kuehlbehandlung bzw. zum kristallisieren ggf. unter vakuumInfo
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Description
betreffend
Vorrichtung zur Erwärmungs- beziehungsweise Kühlbehandlung, insbesondere von feuchten festen Stoffen, Trüben, Schlämmen, Suspensionen, Pasten und
Breien, ganz besonders zum Befreien von mit Lösungsmitteln benetzten stückigen körnigen Materialien mit
geringem Feuchtigkeitsgehalt von ihrer Flüssigkeit beziehungsweise Verringern ihres Gehaltes an ihr
unter Vakuum, zum Vorentwässern von pasten- beziehungsweise breiartigen Materialien durch Erhitzen
zum Sieden, zum Gefrieren von festen, vor allem stückigen weichen, Materialien, insbesondere Obst
und kleinen tierischen Organen, sowie Gewinnen des Feststoffgehaltes von Lösungen durch Kristallisieren
03CG42/0694 "2"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung- (Heiz-) beziehungsweise Kühlbehandlung, insbesondere
von feuchten festen Stoffen, Trüben, Schlämmen, Suspensionen, Pasten und Breien, ganz besonders zum Befreien von mit
Lösungsmitteln benetzten stückigen körnigen Materialien mit geringem Feuchtigkeitsgehalt von ihrer Flüssigkeit (Trocknen)
beziehungsweise Verringern ihres Gehaltes an ihr unter Vakuum, zum Vorentwässern von pasten- beziehungsweise
breiartigen Materialien durch Erhitzen zum Sieden, zum Gefrieren von festen, vor allem stückigen weichen, Materialien,
insbesondere Obst und kleinen tierischen Organen, sowie Gewinnen des Feststoffgehaltes von Lösungen durch
Kristallisieren.
Zum Trocknen von mit Lösungsmitteln benetzten stückigen festen Materialien werden beispielsweise liegend angeordnetej
von außen durch die Wand beheizte doppelwandige zylindrische Vorrichtungen verwendet (J. H. PERRY:
Chemical Engineers' Handbook, Seite 1 712). Das während des Trocknens vom festen Material durch Absaugen mittels
Vakuums entfernte Lösungsmittel wird vom oberen Teil der Vorrichtung abgeführt. Der Betrieb der Trockungsvorrichtung
mit Drehtrommel, in welcher ein Vakuum errichtet werden kann, ist absatzweise und ihr Beschicken und Entleeren
sind umständlich beziehungsweise schwerfällig. Ihr Anwendungsbereich
ist beschränkt, da sie nur zum Trocknen von leicht gleitenden, nicht haftenden stückigen Materialien
eingesetzt werden kann. Das Material kann an die Innenoberfläche des Zylinders kleben, wodurch sich eine
die Wärmeleitung hemmende Schicht bildet und so die Wärmeausnutzung der Vorrichtung verhältnismäßig ungünstig ist.
Das Drehen der Trommel mit stückigem zu trocknendem Material beansprucht eine verhältnismäßig hohe Energie.
- 3 03:042/0694
Zur Rückgewinnung von nach dem Extrahieren von tierischen Organen beziehungsweise pflanzlichem Mahlgut mit
Lösungsmitteln im festen Material zurückgebliebenem Lösungsmittel werden Vorrichtungen zur Befreiung von
Lösungsmitteln durch Ausdampfen verwendet. Eine solche ist
zum Beispiel in "Paper of Pharm." (USER), 8. [1966], Seite 27 bis 30 beschrieben. Das das Lösungsmittel enthaltende
feste Material wird kontinuierlich mit warmem Wasser brei- beziehungsweise pastenförmig gemacht und die
so erhaltene Trübe beziehungsweise der so erhaltene Schlamm wird in den obersten Zylinder eines Satzes von
übereinander angeordneten doppelwandigen heizbaren Zylindern geführt. Das feste Material verläßt den untersten
Zylinder frei von Lösungsmittel. Die freigewordenen Lösungsmittel treten vom oberen Teil jedes einzelnen Zylinders
aus. Im Inneren der Zylinder ist ein eine Drehbewegung ausführender Transportmechanismus auf der Grundlage
einer Förderschnecke, dessen Aufgabe einerseits die Verbesserung der Wärmeübertragung und andererseits der Transport
des festen Materiales in der Längsrichtung gleichzeitig mit dem Rühren ist. Die Wärmezufuhr erfolgt durch die
Wand und/oder in das suspendierte feste Material eingeführten Dampf. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht
unter anderem darin, daß die Gefahr des Defektwerdens des Transportmechanismus auf der Grundlage einer Förderschnecke
groß ist, da das pflanzliche Mahlgut auch sprödes stückiges Material, wie Steine und Metallstücke, enthalten kann,
welches im Laufe des Förderns zwischen die Schnecke und die Wand geklemmt werden kann, was die Förderschnecke zum
Stillstand bringt und den Antrieb zerbrechen kann. Das Drehen der Förderschnecke beansprucht eine bedeutende Energie.
Der Wärmeübertragungswert und die Wärmeausnutzung sind ungünstig.
Als Kristallisiervorrichtung ist die im Buch von
03:142/0694 "4 "
Dr. Mucskay Laszlo, "Kristalyositas" ("Kristallisieren"),
Müszäki KönyvMad& t 1971, Seite I5I beschriebene Küalkristn 111 siervorrichtung
mit Sortierelement und Schnecke bekannt. Das Sortierelement der Kuhlkristallisiervorrichtung hat einen
schrägen muldenförmigen Boden, an dessen unterem Teil sich die größeren Kristalle absetzen. Diese werden von
der Mulde mit der Schnecke herausgefördert. Die von den Sortierelementen zusammen mit kleineren Kristallen herabfließende
Mutterlauge fließt in den Mutterlaugenbehälter zurück und gelangt von dort erneut in den Kühlkreislauf. Diese
Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Art und Weise des Sortierens in zwei Fraktionen, nämlich das mit der Schnecke
herausgeförderte und das mit der Mutterlauge zurückgeführte Material, umständlich beziehungsweise schwierig ist,
weil die Steuerung beziehungsweise das Sortieren durch Steuern der Geschwindigkeit des strömenden Mediums sichergestellt
werden muß, gleichzeitig aber auch der KristailisationsVorgang
selbst eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit ist.
In der Lebensmittelindustrie besteht oft ein Bedarf am Gefrieren von stückigem Material weicher Konsistenz,
wie kleinen Organen der Fleischindustrie und Obst mit weicherem Fleisch. Zur Zeit werden zu diesem Zweck Gefriertunnels
oder Gefriervorrichtungen mit Wirbelschicht verwendet. Bei den ersteren erfolgt das Bewegen des Materiales
vom Einführen bis zum Abführen mit einem speziell ausgebildeten Band und das Gefrieren erfolgt durch Wärmeentzug durch
die über dem Material strömen gelassene kalte Luft; bei den letzteren geht die kalte Luft durch das feste Materialaggregat
hindurch und sie bewegt das Material während des Gefrierens, wodurch die Geschwindigkeit des Abkühlens
erhöht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung
der Nachteile des Standes der Technik eine
- 5 G31C42/0694
Al·
Vorrichtung zur Erwärmungs- (Heiz-) beziehungsweise Kühlbehandlung,
insbesondere von feuchten festen Stoffen, Trüben, Schlämmen, Suspensionen, Pasten und Breien, ganz besonders
zum Befreien von mit Lösungsmitteln benetzten stückigen körnigen Materialien mit geringem Feuchtigkeitsgehalt von
ihrer Flüssigkeit (Trocknen) beziehungsweise Verringern ihres Gehaltes an ihr unter Vakuum, zum Vorentwässern von
pasten- beziehungsweise breiartigen Materialien durch Erhitzen zum Sieden, zum Gefrieren von festen, vor allem
stückigen weichen, Materialien, insbesondere Obst und kleinen tierischen Organen, sowie Gewinnen des Feststoffgehaltes
von Lösungen durch Kristallisieren, mit welcher diese Behandlungen in kontinuierlichem weitgehend störungsfreiem
Betrieb in den veränderten Betriebsbedingungen sich gut anpassender einfacher Weise bei überlegener Wärmeausnutzung
und vermindertem Energiebedarf durchgeführt werden können, wobei im Falle des Trocknens beziehungsweise Befreiens
von mit Lösungsmitteln benetzten festen Materialien vom Lösungsmittel beziehungsweise Verringerns von deren Lösungsmittelgehalt
unter Vakuum ein Lösungsmittel und/oder zur Weiterverarbeitung geeignetes, gegebenenfalls als Abfall
verwertbares, festes Material erhalten wird und im Falle
des Varentwässems von Schlachthofabfällen durch Erhitzen
zum Sieden sich ein an Keimen verarmtes festes Material ergibt, zu schaffen.
Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung erreicht.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß, wenn die .Vorrichtung einen um" eine waagerechte
oder nahezu waagerechte Achse drehbaren liegend angeordneten geschlossenen länglichen hohlen Körper hat,waüah3r ander
Weise ia zvseiAbschnitte geteilt ist, daß der erste Abschnitt
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von einem kegelstumpfförmigen oder pyramidenstumpfförmigen Teil und der zweite Abschnitt von an den ersteren exzentrisch
und aneinander sägezahnförmig angeschlossenen, zweckmäßig
prismenf örmigen, Teilen mit vieleckigem Querschnitt gebildet werden, bei gleichzeitiger Sicherstellung des
Heizens und Kühlens der Vorrichtung und der Errichtung eines Vakuums in ihr die Verweilzeit des Materiales im
Behandlungsraum wesentlich erhöht wird, wobei es während seines Fortschreitens von der Stelle seiner Einführung gegen
die Stelle seines Austrittes in ständiger sehr intensiver vorwärts und rückwärts erfolgender Bewegung ist, was zur
Folge hat, daß einerseits die Wärmeübertragungsfläche sich ständig erneuert und andererseits das behandelte Material ■
an der größtmöglichen Oberfläche die Wärme beziehungsweise Kälte intensiv erhält. So kann beispielsweise auch
mit einem Heizmedium von verhältnismäßig niedriger Temperatur eine wirksame Trocknung erreicht werden.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zur
Erwärmungs- (Heiz-) beziehungsweise Kühlbehandlung, insbesondere
von feuchten festen Stoffen, Trüben, Schlämmen, Suspensionen, Ästen
und Breien, ganz besonders zum Befreien von mit Lösungsmitteln benetzten stückigen körnigen Materialien mit geringem
Feuchtigkeitsgehalt von ihrer Flüssigkeit (Trocknen) beziehungsweise Verringern ihres Gehaltes an ihr unter
Vakuum, zum Vorentwässern von pasten- beziehungsweise breiartigen Materialien durch Erhitzen zum Sieden, zum
Gefrieren von festen, vor allem stückigen weichen, Materialien, insbesondere Obst und kleinen tierischen Organen,
sowie Gewinnen des Feststoffgehaltes von Lösungen durch Kristallisieren mit einem drehbaren hohlen Behaoälungskörperj
Zu- und Einführungselementen zum Zu- beziehungsweise Einführen des zu behandelnden Materiales in das Innere des Behandlungskörpers,
Elementen zum Abführen des behandelten Materiales aus dem Behandlungskörper und Elementen zum
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-Al·'
Einführen von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium in die Bereiche der äußeren Flächen des Behandlungskörpers, welche
dadurch gekennzeichnet ist, daß der bohle Behandlungskörper zwei
Abschnitte aufweist, von denen der erste Abschnitt eine um eine waagerechte oder nahezu waagerechte geometrische
Längsmittelachse drehbare liegend angeordnete kegelstumpfförmige oder pyramidenstumpfförmige Behandlungstrommel hat, deren Mantel beziehungsweise Seitenplatten
sowie Stirnplatten aus einem massiven Material, zweckmäßig einer Metallplatte, gefertigt sind, durch deren kleinere
Stirnplatte in ihren Innenraum ein Materialeinführungsrohr mündet und deren größere Stirnplatte eine in Bezug auf die
Längsmittelachse exzentrisch angeordnete öffnung aufweist, an weichletztere der mit dem ersten Abschnitt des Behandlungskörpers,
das heißt der Behandlungstrommel zusammen drehbare zweite Abschnitt des Behandlungskörpers mit
mindestens drei länglichen, zweckmäßig prismenförmigen ineinander mündenden hohlen Behandlungsgliedern, deren Seitenflächen
aus einem massiven Material, zweckmäßig einer Metallplatte, gefertigt sind und deren geometrische Längsmittelachsen
zusammen eine Zickzacklinie bilden und die geometrische Längsmittelachse der Behandlungstrommel,
welche die gemeinsame Drehachse der den ersten Abschnitt des Behandlungskörpers bildenden Behandlungstrommel und der
den zweiten Abschnitt des Behandlungskörpers bildenden Behandlungsglieder ist, außerhalb der Behandlungstrommel
schneiden, angeschlossen ist.
Bevorzugt ist die Behandlungstrommel kegelstumpfförmig.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind als Elemente zum Einführen von
Heiz- oder Kühlmedium in die Bereiche der äußeren Flächen des Behandlungskörpers längs der äußeren Flächen der Behandlungstrommel
und der Behandlungsglieder geschlossene Räume, welche miteinander in das Durchströmen des Heiz- beziehungsweise
Kuhlmediums gestattender VmBe, insbesondere durch Rohre,
0300Α2/069Λ ~8"
3 01D9RR
verbunden sind und von welchen mit zumindest einem ein beziehungsweise
^e ein Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr
verbunden ist und mit zumindest einem ein beziehungsweise $e ein Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführung
srohr zum Abführen des zum Heizen beziehungsweise Kühlen verwendeten Heiz- beziehungsweise Kühlmediums, gegebenenfalls
Kondensates, verbunden ist, angeordnet.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist als Element zum Einführen
von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium in die Bereiche der äußeren Flächen des Behandlungskörpers um die
äußeren Flächen der Behandlungstrommel und der Behandlungsglieder ein geschlossener, zweckmäßig die Form.eines liegenden
Zylinders aufweisender, Behälter zur Aufnahme von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium, insbesondere Dampf beziehungsweise
Kühlflüssigkeit, angeordnet, wobei der Behandlungskörper in diesem Behälter drehbar und zum
Inneren des Behälters gegen das Heiz- beziehungsweise Kühlmedium abgedichtet gelagert ist.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
Organe zum Durchleiten von gasförmigem Heiz- beziehungsweise Kühlmedium durch den Innenraum des Behandlungskörpers im Gegenstrom zur Sichtung des Fortschreitens des
zu behandelnden Materiales auf. Dadurch wird die Heiz- beziehungsweise Kühlwirkung gesteigert.
Es ist auch .bevorzugt, daß die Organe zum Durchleiten
von gasförmigem Kühlmedium eine an einen Ventilator angeschlossene und mit dem Innenraum des Behandlungskörpers
verbundene Rohrleitung und einen in diese eingebauten Kühler umfassen.
Ferner sind vorzugsweise in der kegelstumpfförmigen
Behandlungstrommel in der Nähe von deren
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Mantelfläche verlaufende Eührschaufeln beziehungsweise
-platten angeordnet.
Weiterhin sind vorteilhaft die Rührschaufeln beziehungsweise -platten mit einem zum Drehen in entgegengesetzter
Drehrichtung wie die Drehrichtung der Behandlungstrommel und abweichender Winkelgeschwindigkeit
eingerichteten Antrieb verbunden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an den Innenraum des Behandlungskörpers eine Vakuumerzeugungsvorrichtung
angeschlossen, wobei die Materialzuführungs- und Materialabführungselemente, insbesondere Zuteilelemente
mit Zellen, in die Vorrichtung gasdicht eingebaut sind.
Auch umfassen die Materialeinführungselemente1 vorteilhaft
eine Materialeinführungsförderschnecke zum Einführen des zu behandelnden Materiales in die Behandlungstrommel.
Vorzugsweise weisen die länglichen hohlen Behandlungsglieder einen vieleckigen, zweckmäßig sechseckigen,
Querschnitt auf. Er kann aber auch kreisförmig sein.
Es ist auch bevorzugt, daß die Öffnung in der größeren Stirnplatte .der Behandlungstrommel in der unmittelbaren
Nähe von deren Umfang ausgebildet ist.
Ferner ist es bevorzugt, daß der Behandlungskörper zumindest an einem Ende, zweckmäßig am Austrittsende, in
einem mit ihm drehbaren Lager, welches in einem ortsfesten Lager gelagert ist, gelagert ist, in den Lagern
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Bohrungen und eine odea? mehr Nute, die zum periodischen Inverbindungkommen
miteinander und so zum Durchlassen von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium eingerichtet sind,
ausgebildet sind und zwischen dem drehbaren Lager und mindestens einem geschlossenen Baum ein Rohr zum Weiterfördern
von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium angeordnet ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind an den die Behandlungstrommel
umgebenden geschlossenen Raum und/oder einen oder mehr der an die die Behandlungsglieder umgebenden geschlossenen
Räume Elemente zum Einführung von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium von abweichender Temperatur
angeschlossen.
Vorzugsweise sind die Rührschaufeln beziehungsweise -platten an Arme angebracht, welche mit einer an den
Antrieb angeschlossenen Achse, die durch die Rohrachse des Materialeinführungselementes, insbesondere der
Materialeinführungsförderschnecke, in das Innere der Behandlungstrommel geführt ist, verbunden sind.
Die Anwendungsmöglichkeiten und die Vorteile der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind zusammengefaßt wie folgt:
Das Trocknen von mit Lösungsmitteln benetzten wärmeempfindlichen stückigen körnigen Materialien mit geringem
Feuchtigkeitsgehalt im kontinuierlichen Betrieb kann wegen der spezifisch großen Wärmeübertragungsfläche und
des günstigen Wärmewirkungsgrades bei niedriger Temperatur erreicht werden und das Lösungsmittel ist rückgewinnbar
und erneut verwertbar und verunreinigt nicht die Umgebung. Da der Trocknungsraum des Behandlungskörpers völlig
geschlossen ist, besteht keine Gefahr des Staubens und ein Staubfilter ist nicht erforderlich.
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. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zum Ausdämpfen
sehr vorteilhaft verwendet werden. Wenn beispielsweise beim Extrahieren eines aus festen flüssigen (Lösungsmittel)
Phasen bestehenden Gemisches in dem extrahierten festen Material beziehungsweise Mahlgut, beispielsweise
extrahierten tierischen Organen beziehungsweise technischen beziehungsweise industriellen Heilpflanzen, eine bedeutende
Lösungsmittelmenge zurückbleibt, welche aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und/oder des Umweltschutzes aus dem
festen Material entfernt werden muß, kann das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Vakuum im kontinuierlichen
Betrieb erreicht werden. Bei diesem Arbeitsgang zeigen sich die folgenden Hauptvorteile:
Es ist abgesehen vom Wasser für das äußere Heizmedium kein Wasserverbrauch, da keine Wasserdampf
destillation angewandt wird, das Material muß also nicht mit Wasser in den pastenförmigen Zustand überführt
werden.
Das vom Lösungsmittel befreite feste Material ist trocken, so daß es ohne besondere weitere
Behandlung verwertbar ist und nicht in das Gemeindekanalisationssystem gelangt und die Umgebung
nicht verunreinigt.
Die zum äußeren Heizen verwendete Dampfmenge ist etwa die Hälfte derer, welche bei den bekannten
Ausdämpfvorrichtungen erforderlich ist, da die spezifische Wärmeübertragungsfläche sowie die
Wärmeübergangszahl wesentlich höher als die üblichen sind und auch die Notwendigkeit des
Erhitzens des Wassers (für die Wasserdampfdestillation) fortfällt.
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Auch der Kühlwasserverbrauch macht höchstens die
Hälfte des bei den bekannten Vorrichtungen für ähnliche Zwecke aus, da unter anderem keine
Kondensation von mit Lösungsmitteldämpfen mitgerissenem Wasserdampf erforderlich ist.
Wesentlich geringer ist auch der Verbrauch von elektrischer Energie, und zwar etwa ein Drittel,
dessen, welcher bei den bekannten Vorrichtungen für ähnliche Zwecke sich ergab, weil bei den
letzteren zum Fördern der Suspension und des festen Materiales im Ausdämpfkörper ein bedeutender
Energieaufwand erforderlich ist.
Die Droge muß nicht in exgenen Vorrichtungen in die Brei- beziehungsweise Pastenform gebracht,
entwässert und getrocknet werden.
Wegen all dieser Faktoren sind der spezifische'Raumbedarf
und der Investitions- und Betriebsaufwand bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich niedrxger.
Auch das Vorentwässern von verschiedene Konsistenz aufweisenden Nebenprodukten, beispielsweise von Schlachthöfen,
durch Erhitzen zum Sieden und das teilweise Entwässern von festem Material kann mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung vorteilhaft erreicht werden. Dazu ist es zweckmäßig, das Material durch entsprechende Vorbehandlung
in den brei- beziehungsweise pastenförmigen Zustand zu bringen.
Die Vorteile der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erhitzen zum Sieden ergeben sich in erster
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Linie auch aus der bereits erwähnten spezifisch großen Wärmeübertragungsfläche sowie dem günstigen Wärmewirkungsgrad.
Die Vorrichtung ist von einfacher Konstruktion, ihr Platzbedarf ist gering, das Material haftet nicht an
ihrer Wand, sie ist leicht zu reinigen und auch der mit ihr verbundene Investitions- und Betriebeaufwand sind
geringer als die bei den bekannten Vorrichtungen für ähnliche Zwecke.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch beispiels- ;
weise in der Lebensmittelindustrie zum wirtschaftlichen Gefrieren von stückigen Materialien von weicher ;
Konsistenz, zum Beispiel Obst mit weichem Fleisch
und kleinen Organen der Fleischindustrie anwendbar. Auch hier zeigt sich als Vorteil die günstige
Wärmeübergangszahl, die leichte Eeinigbarkeit sowie die Tatsache, daß einerseits dank der schonenden Materialbewegung
auch die empfindlichen Materialien mit weicherem Fleisch ohne Brechen zu gefrieren sind und andererseits
wegen der vorwärts- und rückwärtsrutschenden Bewegung in der Vorrichtung kein Haften an der Wand und keine Ablagerung
eintreten. :
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch Kristallisationsaufgaben, die kontinuierliche Herstellung
von übersättigten Lösungen durch Kühlen beziehungsweise Erhitzen sowie das Sicherstellen von teilweisem Kristall-Wachstum,
w irtschaftlich gelöst werden. Infolge der schonenden Materialbewegung werden nämlich die entstandenen
Kristalle nicht zerkleinert und kleben nicht zusammen, in der Vorrichtung ist keine Ablagerung, indem die
Kristalltrübe beziehungsweise der Kristallschlamm bezie- j hungsweise der Kristall, welche beziehungsweise welcher
sich in vorwärts- und rückwärts rutschender Bewegung befindet, die Fläche öffnet, wegen der ständigen Bewegung
tritt keine örtliche Übersättigung der zur Kristallisation zu bringenden Lösung in der Umgebung der Kristallfläche
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ein und schließlich wird auch die Wärmeübergangszahl
durch das Rühren der zur Kristallisation zu bringenden Lösung günstiger.
durch das Rühren der zur Kristallisation zu bringenden Lösung günstiger.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für beliebige
der obigen Anwendungszwecke eingesetzt werden, wobei in
jedem Falle der günstige spezifische Wärmeübertragungswert, der vollständig geschlossene kontinuierliche Betrieb,
die hochgradige Betriebssicherheit, der Fortfall der Umweltschutzprobleme, die weitgehende Befriedigung
der hygienischen Anforderungen und schließlich die Tatsache, daß die "Vorrichtung sowohl hinsichtlich der
Investition als auch hinsichtlich des Betrieben'mit hervorragend geringem Aufwand verbunden ist, große Vorteile bedeuten.
Investition als auch hinsichtlich des Betrieben'mit hervorragend geringem Aufwand verbunden ist, große Vorteile bedeuten.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden beispielhaften Darlegungen in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert.
Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei sind;
Figur 1 die Darstellung einer heizbaren, kühlbaren und unter Vakuum setzbaren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung im senkrechten Schnitt durch die geometrische Längsmittelachse^
Figur 2 der. Querschnitt durch die in der Figur 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung längs deren Linie A A,
Figur 3 der Querschnitt durch die in der Figur 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung längs deren Linie B-*·—B,
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Figur 4 der Querschnitt durch die in der Figur 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung längs deren Linie C Ct
Figur 5 die Darstellung einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Abschnitte durch voneinander verschließbare geschlossene
.Räume für das Heiz- beziehungsweise Kühlmedium auf verschiedene Temperatur zu bringen
und unter Vakuum zu setzen sind, ebenfalls im · senkrechten Längsschnitt,
Figur 6 die Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche von
innen und/oder außen heizbar und kühlbar ist, ebenfalls im senkrechten Längsschnitt,
Figur 7 die Darstellung einer noch weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche einen mit einem Pulsator bewegbaren eine
Kühlflüssigkeit enthaltenden Behälter aufweist, ebenfalls im senkrechten Längsschnitt, und
Figur 8 die Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche
einen verschlossenen Dampfbehälter aufweist und unter Vakuum setzbar ist, ebenfalls im senkrechten
Längsschnitt.
In der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung weist ein hohler Behandlungskörper 1 zwei aufeinanderfolgende Abschnitte
I, II auf. Der erste Abschnitt I wird von einer liegend angeordneten kegelstumpfförmigen Behandlungstrommel 2
gebildet und der zweite Abschnitt II besteht aus vier Behandlungsgliedern 3, 4, 5, 6. -^iese letzteren sind längliche
und innen hohle Körper mit einem Querschnitt von regelmäßiger
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ORIGINAL INSPECTED
Sechseckform, deren Mantel von massivem (nicht durchlöchertem)
Platten- beziehungsweise Blechmaterial gebildet werden. Die Behandlungstrommel 2 und die Behandlungsglieder
3» 4, 5i 6 sind miteinander starr verbunden und haben
eine gemeinsame waagerechte geometrische Drehachse X, welche in der Figur 1 mit einer Strichpunktlinie dargestellt ist
und gleichzeitig die Mittel- und Drehachse der liegend angeordneten Behandlungstrommel 2, das heißt die gemeinsame
waagerechte Drehlängsachse des ganzen Behandlungskörpers 1 ist.
Der Mantel beziehungsweise die Seitenplatten 9 und die Stirnplatten 7» 8 der Behandlungstrommel 2 sind aus massivem
(nicht "durchlöchertem Blech) gefertigt; die Stirnplatten 7, 8 von Kreisform sind senkrecht angeordnet. Im Bereich
des Mittelpunktes der kleineren Stirnplatte 7 ist eine kreisförmige
MateriaIeinführungsöffnung 12 ausgebildet, durch welche
in den Innenraum der Behandlungstrommel 2 eine Materialeinführungsförderschnecke
11 mit einer Rohrachse 13 eines Materialeinführungsmechanismus 10 mündet. Durch die Rohrachse
13 ist eine drehbare Achse 14 in das Innere der Behandlungstrommel 2 geführt. An das innere Ende der drehbaren
Achse 14· sind Arme 15 befestigt. An das äußere Ende
der Arme 15 sind Rührschaufeln beziehungsweise -platten 16,
welche in der Mähe der inneren Fläche des Mantels beziehungsweise der Seitenplatten 9 zu diesem beziehungsweise
diesen parallel verlaufen, angeschlossen. Die Rührschaufeln beziehungsweise -platten 16 sind in der Richtung des
Pfeiles cJp drehbar, welcher auch die Winkelgeschwindigkeit
darstellt. Die Drehrichtung ^p der Rührschaufeln beziehungsweise
-platten 16 ist der Drehrichtung CoU des ganzen
Behandlungskörpers 1 entgegengesetzt und auch die Wlnkelgeschwindigkeitswerte
sind abweichend. Die Rohrachse 13 der Materialeinführungsförderschnecke 11 ist
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mit einem Antrieb 17 und die durch die Rohrachse 13 geführte
drehbare Achse 14 mit einem anderen Antrieb 18 verbunden.
Die Materialeinführungsförderschnecke 11 hat als Materialeinführungsrohr
ein rohrförmiges ortsfest angeordnetes Gehäuse 61, an welches ein Lager 19 starr befestigt ist;
an diesem Lager 19 ist ein anderes Lager 20 drehbar gelagert.
Das Lager 20 ist mit der äußeren Stirnplatte 7 der Behandlungstrommel 2 starr verbunden und ist so mit
dieser zusammen drehbar.
In das Gehäuse 61 der Materialeinführungsförderschnecke 11 mündet durch eine Öffnung 25 ein Behälter 21
zum Einführen und Zuteilen des zu behandelnden Materiales. Über der öffnung 25 ist ein Zuteilelement 22 mit Zellen,
an dessen Achse 24 ein Antrieb 23 zum Drehen des Zuteilelementes
22 mit einer Winkelgeschwindigkeit (X)7. angeschlossen
ist, angeordnet. Mit Hilfe des Zuteilelementes mit Zellen und der Materialeinführungsförderschnecke 11
können beispielsweise befeuchtete feste Materialien oder brei- beziehungsweise pastenartige Materialien, Lösungen,
Trüben oder Schlämme in die Behandlungstrommel 2 eingeführt werden.
In der größeren, das heißt der Materialeinführungsöffnung 12 abgewandten kreisförmigen Stirnplatte 8 der
kegelstumpfförmigen Behandlungstrommel 2 ist eine öffnung von regelmäßiger Sechseckform ausgebildet, welche zur geometrischen
Längsmittelachse X asymmetrisch angeordnet ist, und zwar in der Weise, daß die eine Spitze des regelmäßigen
Sechseckes den Umfang des Kreises, welcher der Querschnitt der größeren Stirnplatte 8 ist, wie es in der Figur 2 zu
sehen ist, von innen berührt. Zweckmäßig beträgt die Querschnittsfläche der öffnung 26 höchstens die Hälfte der
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Querschnittsfläche der Stirnplatte 8.
Die Mantel 27, 28, 29, 30 der den zweiten Abschnitt II des Behandlungskörpers 1 bildenden
prismenförmigen Behandlungsglieder 3, 4, 5, 6 werden
von massiven (nicht durchlöcherten) ebenen Platten, welche aneinander luftdicht angeschlossen sind, gebildet.
Jedes Behandlungsglied 3, 4-, 5, 6 hat eigene auf gedoppelte,
das heißt äußere Wände 31» 32, 33, 34·, welche
mit den Mänteln 27, 28, 29, 30 geschlossene Räume 35, 36, 37, 38 bilden. Auch der Mantel 9 der Behandlungstrommel
2 ist mit einer Aufdoppelung ausgeführt, das heißt, daß die Behandlungstrommel 2 eine
äußere Wand 62, welche mit dem Mantel 9 einen geschlossenen Raum 63 bildet, hat. Die benachbarten geschlossenen
Räume 63» 35, 36, 37, 38 sind durch bogenförmige Rohre 39 miteinander verbunden. Zum Füllen dieser geschlossenen
Räume 63, 35, 36, 37, 38 mit einem Heiz- oder Kühlmedium, gegebenenfalls in Kondensatform, ist ein
Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr 42 und zu dessen Abführen sind Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführungsrohre
43, 44 angeordnet. So erhält das in das Innere der Behandlungstrommel 2 und der Behandlungsglieder 3, 4-, 5, 6 eingeführte Material durch die Wände
9, 31, 32, 33, 34 mit Aufdoppelung 62, 27, 28, 29,
durch Wärmeleitung die zum Erwärmen oder Kühlen erforderliehe Wärmemenge beziehungsweise Temperatur.
Das letzte Behandlungsglied 6 des zweiten Abschnittes II des Behandlungskörpers Λ endet in einem
Ring 48, dessen öffnung 47 in den Austrittsraum 45 eines
Materialabführungskastens 46 mündet. Der Ring 48 wird von einem Lager 40, welches zusammen mit dem Behandlungskörper
1 drehbar ist, gebildet. Das drehbare Lager ist in einem ortsfest angeordneten anderen ringförmigen
Lager 41 gelagert, welches an die Seitenwand 49 des Materialabführungskastens 46 starr befestigt ist. Die
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öffnung 47 geht vom vieleckigen Querschnitt in einen
kreisförmigen Querschnitt über, wie es in den Figuren 3 und 4 zu sehen ist.
Das Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr mündet in einen im ortsfesten ringförmigen Lager 41 angeordneten Gang 64, welcher mit einem im drehbaren Lager 40
angeordneten Gang 65 in Verbindung steht. Der im ortsfesten ringförmigen Lager 41 angeordnete Gang 64 kann von
einer Längsnut und der im drehbaren Lager 40 angeordnete Gang 65 von einer Querbohrung gebildet werden. Wenn diese
im Laufe der Drehung des Lagers 40 zur Deckung kommen, wird der Weg des Heiz- beziehungsweise Kühlmediums zum in
den geschlossenen Raum 38 des letzten Behandlungsgliedes mündenden bogenförmigen Rohr 39 frei. Ähnliche Gänge 64', 65'
sind auch in den Lagern 20, 19 an der Seite, an welcher sich die Materialeinführungsförderschnecke 11 befindet, ausgebildet. Dies dient im allgemeinen dem Abführen des Heiz- beziehungsweise Kühlmediums und ermöglicht das etwaige Einführen von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium auch von der
Behandlungstrommel 2 her.
Insoweit als es notwendig ist, kann auch eine solche ■ an sich bekannte (nicht dargestellte) Ausführung zum
Speisen der geschlossenen Räume 35» 36, 37» 38 mit Heiz- oder Kühlmedium verwendet werden, bei welcher an
jeden geschlossenen Raum 35, 36, 37» 38 ein eigenes zum Drehen mit dem Behandlungskörper 1 eingerichtetes
Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr angeschlossen ist, durch welche Einführungsrohre auf verschiedenen Temperaturen befindliche Heiz- beziehungsweise
Kühlmedien in die verschiedenen geschlossenen Räume 35, 36, 37, 38 eingeführt werden,'wodurch die
Temperatur der Behandlungstrommel 2 sowie der Behandlungsglieder 3» 4·» 5» 6 der jeweiligen verfahrenstechnischen
beziehungsweise technologischen Aufgabe entsprechend auf einen beliebigen Wert eingestellt werden kann.
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Der Materialabführungskasten 46 hat gegenüber seiner bereits erwähnten senkrechten Seitenwand 49 in einem Abstand
von ihr eine ebenfalls senkrechte und zu ihr parallele andere Seitenwand 50. Der von den Seitenwänden
49, 50 des Materialabführungskastens 46 umfaßte Austrittsraum 45 ist von einem Deckel 51 verschlossen,
von welchem ein über der geometrischen DrehlängsnrifctElacbse X angeordneter Rohrstutzen 52 nach außen mündet. An den Aus-trittsraum
45 ist unten ein Rohrstutzen 53, in welchen ein Zuteilelement 54- mit Zellen eingebaut ist, angeschlossen.
Die Achse 55 des Zuteilelementes 54- ist im Wandaufbau
des Rohrstutzens 53 gelagert und an einen Antrieb 56 zum
Drehen des Zuteilelementes 5^ mit einer Winkelgeschwindigkeit
fr^ angeschlossen. Der obere Rohrstutzen 52- dient dem
Entfernen der während der in der Vorrichtung ablaufenden Vorgänge freigesetzten Dämpfe beziehungsweise Dünste,
während durch den unteren Rohrstutzen 53 das feste Material, beispielsweise eine Kristalltrübe', austritt.
In der hinteren Seitenwand 50 des Materialabführungskastens
46 ist ein zentral angeordnetes Lager 59» in welchem
eine Achse 58 gelagert ist. Das in den Austrittsraum 45 reichende innere Ende der so gelagerten Achse 58
ist über ein mit gestrichelten Linien dargestellte Stangen 57 aufweisendes Gestänge mit dem drehbaren Lager 40
am Ende des letzten Behandlungsgliedes 6 starr verbunden und das äußere andere Ende der genannten Achse 58
ist an einen Antrieb 60 angeschlossen, so daß durch das Drehen der genannten Achse 58 der ganze Behandlungskorper
1 drehbar ist. Die Drehrichtung und gleichzeitig die Winkelgeschwindigkeit sind mit dem Pfeil ca, bezeichnet.
Die genannte Achse 58 fällt mit der geometrischen Drehlängsachse X zusammen.
Das erste prismenförmige Behandlungsglied 3 des
zweiten Abschnittes II des Behandlungskörpers 1 ist an die
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03 :C42/0694
öffnung 26 der Behandlungstrommel 2 in der Weise angeschlossen,
daß seine geometrische Längsmittelachse -X.,, mit
der Waagerechten einen Winkel 0Cj einschließt und die gemeinsame
waagerechte Drehlängsmittelachse X" außerhalb der Behandlungstrommel 2 schneidet. Die geometrische
Längsmittelachse Xp ^es nächsten prismenförmigen Behandlungsgliedes
4 schließt mit der Waagerechten einen Winkel Oi ein, die geometrische Längsmittelachse X,
des dritten prismenförmigen Behandlungsgliedes 5 schließt mit der Waagerechten einen Winkel o(-, ein und die geometrische
Längsmittelachse X des letzten Behandlungsgliedes des 6 schließt mit der Waagerechten einen Winkel oi ein;
so schneiden auch die geometrischen Längsmittelachsen Xp , X, , X die geometrische Drehlängsmittelachse
X außerhalb der Behandlungstrommel 2. Somit bilden
die geometrischen Längsmittelachsen Xy, , Xp » ^-χ >
2L eine Zickzacklinie. Die prismenförmigen Behandlungsglieder 3» 4-, 5» 6 sind also gleichsam zahnungsartig
aneinander angeschlossen, wobei sie natürlich einen gemeinsamen Innenraum haben.
Die mit dem zu behandelnden beziehungsweise behandelten Material in Berührung kommenden inneren Oberflächen
der kegelstumpfförmigen Behandlungstrommel 2 sowie der prismenförmigen
Behandlungsglieder 3> 4·» 5, 6 sind aus einem solchen
Werkstoff, welcher das Haften beziehungsweise Ankleben des zu behandelnden beziehungsweise behandelten Wateriales
an der Oberfläche verhindert, gefertigt; diesem Zweck kann zum Beispiel ein Polytetrafluoräthylenfutter dienen.
Die Ausbildung der Zuteilelemente 22, 54· mit Zellen
ist derart, daß während des Drehens, Zuführens und Abführens im Innenraum der Vorrichtung ein Vakuum aufrechterhalten
werden kann. Die dem Errichten des Vakuums dienende Vorrichtung und die Art und Weise ihres Anschlusses
sind an sich bekannt, weswegen sie nicht dargestellt sind.
031:42/0694 - 22 -
Die mit der Behandlungstrommel 2 starr zusammengebauten
Behandlungsglieder 3» 4, 5» 6 sind zusammen mit der Behandlungstrommel
2 von der geometrischen Drehlängsmifctelachse X
nach oben und unten in senkrechter Ebene mit Hilfe eines nicht dargestellten eingebauten Mechanismus um einen
Winkel ß verstellbar.
Im folgenden vrird die Wirkungsweise der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung im Zusammenhang mit dem " kontinuierlich betriebenen Trocknen eines mit einem
Lösungsmittel benetzten stückigen körnigen festen Materiales mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt unter Vakuum
beschrieben. . r ■
Durch Einschalten der Antriebe 17» 18, 23» 60, 56 werden
die Zuteil elemente 22, 54 mit Zellen und die Materialeinführungsförderschnecke
11 in Betrieb gesetzt und der ganze Behandlungskörper 1 in Drehung versetzt sowie in dessen
geschlossenem Innenraum ein Vakuum errichtet. Die ein lösungsmittel, zum Beispiel Benzol, enthaltende pflanzliche Droge
wird in der Richtung des Pfeiles a in den Behälter 21 zum Einführen und Zuteilen des zu behandelnden Materiales geführt
und mit Hilfe des zugehörigen Zuteilelementes 22 mit Zellen sowie der Materialeinführungsförderschnecke 11 in die Behandlungstrommel
2 gefördert. Das Heizmedium, beispielsweise Dampf, wird durch das Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr
42 in die geschlossenen Räume 38, 37, 36, 35, 63 eingeführt und die Temperaturen
werden so eingestellt, daß im ersten Abschnitt I des Behandlungskörpers 1 die Droge auf etwa 80 C erwärmt wird. Das
Heiz- beziehungsweise Kühlmedium kann aber auch in umgekehrter Richtung, das heißt vom Bereich der Materialeinführung
zum Bereich des Materialaustrittes, geführt werden.
- 23 030042/0694
Dae Drehen der Behandlungstrommel 2 und der Rührschaufeln
beziehungsweise -platten 16 in entgegengesetzter .Richtung führt zum ständigen kräftigen Durchmischen des so wärmebehandelten
Materiales, so daß ein großer Teil der lösungsmittelhaltigen Dämpfe schon im ersten Abschnitt I des Behandlungskörpers
1 sich vom festen Material absondert, weichletzteres von der sich drehenden Behandlungstrommel 2
kontinuierlich in das erste prismenförmige Behandlungsglied 3 des zweiten Abschnittes II des Behandlungskörpers
eingeführt wird. Dieses Material wird auch im zweiten Abschnitt II des ßehandlungskörpers 1 auf einer
Temperatur von 800C gehalten. Als Ergebnis der Drehung mit der Winkelgeschwindigkeit CO,, bewegt sich das Material
im zweiten Abschnitt II des Behandlungskörpers 1 während seines Fortsehreitens vorwärts und rückwärts und steht
mit der beheizten Fläche in ständiger intensiver Berührung, wobei sie sie ständig reinigt und so die Wirksamkeit der
Wärmeübertragung auf optimalem Niveau hält. Im zweiten Abschnitt II des Behandlungskörpers 1 verweilt das Material
beispielsweise etwa 15 bis 20 Minuten, wobei sein Lösungsmittelgehalt ausgetrieben wird.
Die Bewegung des festen Materiales im Behandlungskörper 1 wird durch die Pfeile a und die Strömung der
Dämpfe durch die Pfeile b veranschaulicht. Wie es an der rechten Seite der Figur 1 zu sehen ist, tritt das vom
Lösungsmittel befreite feste Material durch den unteren Rohrstutzen 53 nach unten und der Dampf durch den oberen Rohrstutzen
^2 nach oben aus. Dieser letztere ist nach der
Kondensation erneut verwertbar und die lösungsmittelfreie einen Trockenmaterialgehalt von praktisch etwa 100% aufweisende
Droge ist ebenfalls wieder verwertbar.
Die in der Figur 5 dargestellte Ausführungsforra der
erfindungsgemäßen Vorrichtung weicht von der in den
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Figuren 1 bis 4- dargestellten nur darin ab, daß die Temperatur der den ersten Abschnitt I des Behandlungskörpers 1
bildenden Behandlungstrommel 2 auf einen anderen Wert
als die Temperatur der Behandlungsglieder 3, 4, 5, 6 des
zweiten Abschnittes II des Behandlungskörpers 1 eingestellt werden kann. An den die Behandlungstrommel 2 umgebenden
geschlossenen Baum 63 ist über ein Verbindungsrohr 7^ und in
der bereits beschriebenen Weise durch die Lager 20, 19 ein Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr 69 angeschlossen,
wobei die Temperatur des durch dieses eingeführten Heiz- beziehungsweise Kühlmediums natürlich von der
Temperatur des durch das andere Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr 4-2 in die geschlossenen
Räume* 38, 37» 36, 35 des zweiten Abschnittes II des Behandlungskörpers
1 eingeführten Heiz- beziehungsweise Kühlmediums abweichen kann. In der Bohrachse 13 ist ein weiteres
Bohr 66 angeordnet, welches durch die ganze Behandlungstrommel
2 geführt ist und dessen von der größeren Stirnplatte 8 der Behandlungstrommel 2 herausragendes
Bohrungen aufweisendes Ende in einem Lager 67 gelagert ist, weichletzteres ebenfalls mit Bohrungen versehen
ist, zur Drehbewegung um das weitere Bohr 66 eingerichtet ist und durch eine Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführungsrohrleitung
68 mit dem geschlossenen Baum 635 welcher die
Behandlungstrommel 2 umgibt, verbunden ist. Das von diesem geschlossenen Baum 63 herauskommende verbrauchte Heiz- beziehungsweise
Kühlmedium, beispielsweise Kondensat, gelangt durch die genannte Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführungsrohrleitung
68 in das sich drehende Lager 67 und durch dessen Bohrungen sowie die Bohrungen des weiteren
Rohres 66 in dieses, durch welches es austritt. Vom das unmittelbar an die Behandlungstrommel 2 angeschlossene Behandlungsglied
3 des zweiten Abschnittes II des Behandlungskörpers 1 umgebenden geschlossenen Baum 35 zweigt eine
' Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführüngsrohrleitung 71 ab und ist mit dem weiteren Rohr 66 an dessen
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äußerem Ende verbunden. So kann das verbrauchte Heiz- beziehungsweise
Kühlmedium, beispielsweise Kondensat, des zweiten Abschnittes II des Behandlungskörpers 1 auch durch
das weitere Rohr 66 entfernt werden. Im übrigen stimmt die in der Figur 5 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit der in der Figur 1 dargestellten überein, wobei gleiche Bauteile mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet und bei zum Verständnis nicht erforderlichen Bauteilen die Bezugszeichen der
Übersicht halber weggelassen sind.
Die in der Figur 6 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weicht von der in den
Figuren 1 bis 4 dargestellten darin ab, daß einerseits nicht die Lager zum Abführen des verbrauchten Kühl- beziehungsweise
Heizmediums eingerichtet sind und andererseits sie auch im Innenraum des Behandlungskörpers 1
mit im Gegenstrom zur Richtung des Fortschreitens des behandelten Materiales strömen gelassener Luft heizbar
beziehungsweise kühlbar ist. Der Austrittsraum 45 ist
über eine Rohrleitung 113 und einen Kühler 112 an einen
Ventilator 111 angeschlossen. In einer kleineren Stirnplatte 77 der Behandlungstrommel 2 ist oberhalb des Gehäuses
61 der Materialeinführungsförderschnecke 11 eine Öffnung 74 angeordnet, welche über einen Trichter 75 mit
einem Rohrstutzen 76 verbunden ist. Die genannte öffnung
ist im oberen Teil der kleineren Stirnplatte 77 ausgebildet und ihr unterer Teil unter dem Gehäuse 61 der Materialeinführungsförderschnecke
11 ist massiv. Die vom Ventilator 111 eingesaugte Luft wird von diesem durch den Kühler 112 und die Rohrleitung 113 in den Austrittsraum 45 gedruckt, von wo die kalte Luft in den zweiten
Abschnitt II des Behandlungskörpers 1 gelangt, diesen durchströmt sie in der mit den Pfeilen c bezeichneten
Riohtung, sie gelangt durch die öffnung 74 der kleineren
- 26 -
Stirnwand 77 der Behandlungstrommel 2 in den Trichter 75 und tritt von diesem durch den Rohrstutzen 76 aus. Am Umfang
der auch einen Teil der Begrenzung des Trichters 75 bildenden kleineren Stirnplatte 77 der Behandlungstrommel 1
ist ein Lager 78 angeordnet. Die Behandlungstrommel 2 ist
mit der Winkelgeschwindigkeit ω, an diesem drehbar. An
den Trichter 75 ist eine weitere Rohrleitung 79 angeschlossen, durch welche die von der Luft niedergeschlagene
Flüssigkeit austreten kann.
Auch bei der in der Figur 6 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Rohrachse
'13 ein durch die Behandlungstrommel 2 geführtes weiteres
Rohr 80, von dessen äußerem Ende ein über dieses mit dem die Behandlungstrommel 2 umgebenden geschlossenen
Raum 63 verbundenes Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführungsrohr
81 abzweigt, angeordnet. Dieses letztere entspricht dem in der Figur 1 gezeigten Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführungsrohr
43, das heißt, daß es dem Abführen des durch die geschlossenen Räume 38, 37» 36, 35» 63 hindurchgeführten
und zum Heizen· beziehungsweise Kühlen von außen verwendeten Mediums dient. Dieses Medium tritt also
durch das weitere Rohr 80 und das Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführungsrohr 81 aus. Bei dieser Ausführungsform dient dem Drehen der Rührschaufeln beziehungsweise
-platten 16 mit der Winkelgeschwindigkeit ω~ die mit dem
Antrieb 17 verbundene Rohrachse 13» während das weitere Rohr 80 an die größere Stirnplatte 8 der Behandlungstrommel
2 befestigt ist, das heißt mit ihr mit der Winkelgeschwindigkeit O^ drehbar ist. Im.übrigen stimmt
die in der Figur 6 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der in der Figur 1 dargestellten
überein, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und bei zum Verständnis
- 27 030042/0694
nicht erforderlichen Bauteilen die Bezugszeichen der Übersicht halber weggelassen sind.
Die in der Figur 7 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung weicht von den in den Figuren bis 6 dargestellten Ausführungsformen in der Art der Kühlung
ab. Der Behandlungskörper 1 hat keine doppelten Wände, sondern ist in einem liegend angeordneten zylinderförmigen Behälter
83, durch welchen Kühlflüssigkeit 89, in welche der
Behandlungskörper 1 taucht, strömen gelassen werden kann, angeordnet. Der zylinderförmige Behälter 83 hat einen Mantel
84· sowie senkrechte ebene Stirnwände 85* 86· In der
vorderen Stirnplatte 85 ist das zylinderförmige Gehäuse 61 der Materialeinführungsförderschnecke 11 starr befestigt und
in der hinteren Stirnplatte 86 ist eine Lager/Stopfbuchsen- -Einheit 87» in welcher der Ring 48 (vergleiche auch
Figur 1) drehbar gelagert ist, angeordnet. Die Behandlungstrommel 2 ist mit ihrer kleineren Stirnplatte 7 rait Hilfe
einer ähnlichen Lager/Stopfbuchsen-Einheit 88 an das ortsfest angeordnete Gehäuse 61 der Materialeinführungsförderschnecke
11 angeschlossen. Die Lager der Lager/Stopfbuchsen-
-JSinheiten 87» 88 stellen die Drehbarkeit des Behandlungskörpers 1 sicher und die Stopfbuchsen der Lager/Stopfbuchsen-Einheiten
87, 88 verhindera das Ausströmen der Kühlflüssigkeit 89 aus dem zylinderförmigen Behälter 83. In
den unteren hinteren Teil des Mantels 84 des zylinderförmigen Behälters 83 mündet ein Hohrstutzen 90, durch welchen
das Einführen der Kühlflüssigkeit 89 in der Richtung des Pfeiles d in den zylinderförmigen Behälter 83 erfolgt. Ein
weiterer Rohrstutzen 91 in der vorderen Stirnplatte 85 des
zylinderförmigen Behälters 83 dient dem Abführen der Kühlflüssigkeit durch Überlaufen. An den oberen hinteren Teil
des Mantels 84 des Behälters 83 ist ein noch weiterer Rohrstutzen 99a angeschlossen. Dieser dient dem Zweck, daß
beim Füllen des zylinderförmigen Behälters 83 die Luft entweichen kann; auch kann er dem Abführen von gegebenenfalls
aus der Kühlflüssigkeit gebildeten Dämpfen dienen.
Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Kühlung ist in einen
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in den unteren Teil des Mantels 84· des zylinderförmigen Behälters
83 in der Mitte mündenden Rohrstutzen 93 ein Pulsator 94 eingebaut, welcher beim Betrieb mit
einem (nicht dargestellten) Antrieb eine alternierende Bewegung ausführt und die Kühlflüssigkeit in eine solche
bringt. Der Hub und die Amplitude des Pulsators 94·
sind einstellbar. Im übrigen stimmt die in der Figur 7 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit der in der Figur 1 dargestellten überein, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sowie die Zuteilelemente mit Zellen
und bei zum Verständnis nicht erforderlichen Bauteilen die Bezugszeichen der Übersicht halber weggelassen sind.
Die in der Figur 8 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der in der Figur 7
gezeigten ähnlich, in dieser ist aber der ebenfalls nicht doppelwandige Behandlungskörper 1 nicht in einer
Kühlflüssigkeit, sondern in einem Dampfraum angeordnet.
Auch diese Vorrichtung hat einen geschlossenen liegend angeordneten zylinderförmigen Behälter 95, welcher in der
Richtung des Pfeiles e zur Behandlungstronimel 2 hin ein
Gefalle aufweist. In die vordere Stirnplatte 96 des
zylinderförmigen Behälters 95 ist das zylinderförmige Gehäuse 61 der Materialeinführungsförderschnecke 11 starr
befestigt, an welches unter Zwischenschalten einer Lager/Stopfbuchsen-Einheit 97 drehbar und gasdicht die
Behandlungstrommel 2 angeschlossen ist. In der zweiten
Stirnplatte 101 des zylinderförmigen Behälters 95 ist ebenfalls eine Ring/Stopfbuchsen-Einheit 98, welche dem
Lagern des Ringes 48 und der Verhinderung des Ausströmens
des Dampfes dient, angeordnet. Im Mantel 100 des zylinderförmigen Behälters 95 im Bereich von dessen höchster Stelle
ist ein Rohrstutzen 99» durch welchen dem Pfeil f entsprechend das Einführen des Dampfes in den Innenraum des
- 29 -
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zylinderförmigen Behälters 95» in welchem das Gas den
Pfeilen f entsprechend strömt, erfolgt, angeordnet. Vom Mantel 100 des zylinderförmigen Behälters 95 erstrecken
sich nach innen Leitplatten 102, welche dem Zwingen des Dampfes auf die vom Gesichtspunkt des Heizens optimale
Strömungsbahn dienen. Im Bereich der tiefsten Stelle des zylinderförmigen Behälters 95 reicht von ihm ein
Rohrstutzen 103 nach außen, welcher dem Abführen des Kondensates dient. Ferner ist der zylinderförmige Behälter
95 mit einem Druckbegrenzungsorgan 104 und einem
Druckmeßgerät 105 ausgerüstet. Im übrigen stimmt die in der Pigur 8 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit der in der Pigur 1 dargestellten überein, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet und bei zum Verständnis nicht erforderlichen Bauteilen die Bezugszeichen der Übersicht
halber weggelassen sind.
Bei sämtlichen Aus führ ungs formen können die .Rührschaufeln
beziehungsweise -platten 16 wegbleiben, in welchem Falle die Pyramidenstumpfform der Behandlungstrommel 2 der Kegelstumpfform gleichwertig ist.
Pat ent ansprü ehe
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Claims (14)
- PatentansprücheVorrichtung zur Erwärmungs- beziehungsweise Kühlbehandlung, insbesondere von feuchten festen Stoffen, Trüben, Schlämmen, Suspensionen, Pasten und Breien, ganz besonders zum Befreien von mit ■Lösungsmitteln benetzten stückigen körnigen Materialien mit geringem Feuchtigkeitsgehalt von ihrer Flüssigkeit beziehungsweise Verringern ihres Gehaltes an ihr unter Vakuum, zum Vorentwässern von pasten- beziehungsweise breiartigen Materialien durch Erhitzen zum Sieden, zum Gefrieren von festen Materialien, insbesondere Obst und kleinen tierischen Organen, sowie Gewinnen des Feststoffgehaltes von Lösungen durch Kristallisieren mit einem drehbaren hohlen Behandlungskörper, Zu-und Einführungselementen zum Zu- beziehungsweise Einführen des zu behandelnden Materiales in das Innere des Behandlungskörpers, Elementen zum Abführen des behandelten Materiales aus dem Behandlungskörper und Elementen zum Einführen von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium in die Bereiche der äußeren Flächen des Behandlungskörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Behandlungskörper (1) zwei Abschnitte (I, II) aufweist, von denen der erste Abschnitt (I) eine um eine waagerechte oder nahezu waagerechte geometrische Längsmittelachse (X) drehbare liegend angeordnete kegelstumpfförmige oder pyramidenstumpfförmige Behandlungstrommel (2) hat, deren Mantel- beziehungsweise Seitenplatten (9) sowie Stirnplatten (7» 8; 77» 8) aus einem massiven Material, zweckmäßig einer Metallplatte beziehungsweise einem Metallblech, gefertigt sind, durch deren kleinere030042/0694
/NSPECTED■ι-Stirnpiatte (7; 77) in ihren Innenraum, ein Materialeinführungsrohr (61) mündet und deren größere Stirnplatte (8) eine in Bezug auf die Längsmittelachse (X) exzentrisch angeordnete öffnung (26) aufweist, an welchletztere der mit dem ersten Abschnitt (I) des Behandlungskörpers (1) zusammen drehbare zweite Abschnitt (II) desselben mit mindestens drei länglichen, zweckmäßig prismenförmigen, ineinandermündenden hohlen Behandlungsgüedem (3» 4-, 5» 6), deren Seitenflächen aus einem massiven Material, zweckmäßig einer Metallplatte beziehungsweise einem Metallblech, gefertigt sind und deren geometrische * Längsmittelachsen (X,, , Xp , X) zusammen eine Zickzacklinie bilden und die geometrische Längsmittelachse (X) der Behandlungstrommel (2), welche die gemeinsame Drehachse der den ersten Abschnitt (I) des Behandlungskörpers (1) bildenden Behandlungstrommel (2) und der den zweiten Abschnitt (II) des ßehandlungskörpers (1) bildenden Behandlungsglieder (3» 4-, 5, 6) ist, außerhalb der Behandlungstrommel (2) schneiden, angeschlossen ist. - 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elemente zum Einführen von Heiz- oder Kühlmedium in die Bereiche der äußeren Flächen des Behandlung skörp er s (1) längs der äußeren Flächen der Behandlungstrommel (2) und der Behandlungsglieder (3j 4-, 5» 6) geschlossene Räume (63» 35» 36, 37» 38)» welche miteinander in das Durchströmen des Heiz- beziehungsweise Kühlmediums gestattender Weise, insbesondere durch Rohre (39)» verbunden sind und von welchen mit zumindest einem ein beziehungsweise je ein Heiz- beziehungsweise Kühlmediumeinführungsrohr (42, 69)- 32 -03GCU2/Q89.4verbunden ist und mit zumindest einem ein beziehungsweise Je ein Heiz- beziehungsweise Kühlmediumabführungsrohr (43; 68, 7^ 5 81) zum Abführen des zum Heizen beziehungsweise Kühlen verwendeten Heiz- beziehungsweise Kühlmediums, gegebenenfalls Kondensates, verbunden ist, angeordnet sind (Figuren 1 , 5 und 6).
- 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Element zum Einführen von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium in die Bereiche der äußeren Flächen des Behandlungskörpers (1) um die äußeren Flächen - der Behandlungstrommel (2) und der Behandlungsglieder (3, 4, 5» 6) ein geschlossener, zweckmäßig die Form eines liegenden Zylinders aufweisender, Behälter (83 j 95) zur Aufnahme von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium (89), insbesondere Dampf beziehungsweise Kühlflüssigkeit, angeordnet ist, wobei der Behandlungskörper (1) in diesem Behälter (83> 95) drehbar und zum Inneren des Behälters (83; 95) gegen das Heiz- beziehungsweise Kühlmedium abgedichtet gelagert ist (Figuren 7 lind 8).
- 4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Organe (111, 112, 113, 7^, 73-, 76) zum Durchleiten von gasförmigem Heiz- beziehungsweise Kühlmedium durch den Innenraum des Behandlungskörpers (1) im Gegenstrom zur Richtung (a) des Fortschreitens des zu behandelnden Materiales aufweist (Figur 6).
- 5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe (111, 112, 113, 74» 75, 76) zum Durchleiten von gasförmigem Kühlmedium eine an- 33 -03CC42/0694einen Ventilator(111) angeschlossene und mit dem Innenraum des Behandlungskörpers (1) verbundene Rohrleitung (113) und einen in diese eingebauten Kühler (112) umfassen (Figur 6).
- 6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß in der kegelstumpfförmigen Behandlungstrommel (2) in der Nähe von deren Mantelfläche verlaufende Rührschaufeln beziehungsweise -platten (16) angeordnet sind.
- 7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge- - kennzeichnet, daß die Rührschaufeln beziehungsweise -platten (16) mit einemjEum Drehen in entgegengesetzter Drehrichtung (cOp) wie die Drehrichtung (GXj) der Behandlungstrommel (2) und abweichender Winkelgeschwindigkeit eingerichteten Antrieb (18) verbunden sind.
- 8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenraum des Behandlungskörpers (1) eine Vakuumerzeugungsvorrichtung angeschlossen ist, wobei die Materialzuführungs- und Materialabführungselemente, insbesondere Zuteilelemente (22, 5*0 ntrfc Zellen, in die Vorrichtung gasdicht eingebaut sind.
- 9.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialeinführungselemente eine Materialeinführungsförderschnecke (11) zum Einführen des zu behandelnden Materiales in die Behandlungstrommel (2) umfassen.
- 10.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9i dadurch gekenn-- 34- 03:042/0694zeichnet, daß die länglichen hohlen Behandlungsglieder (3, 4, 5, 6) einen vieleckigen, zweckmäßig sechseckigen, Querschnitt aufweisen.
- 11.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (26) in der größeren Stirnplatte (8) der Behandlungstrommel (2) in der unmittelbaren Nähe von deren Umfang ausgebildet ist.
- 12.) Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungskörper (1) zumindest an einem Ende, zweckmäßig am Austrittsende, in einem mit ihm drehbaren Lager (40), welches in einem ortsfesten Lager (41) gelagert ist, gelagert ist, in den Lagern (40, 41) Bohrungen und eine oder mehr Nute, die zum periodischen Inverbindungkommen miteinander und so zum Durchlassen von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium eingerichtet sind, ausgebildet sind und zwischen dem drehbaren Lager (40) und mindestens einem geschlossenen Raum (38) ein Rohr (39) zum Weiterfördern von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium angeordnet ist.
- 13.) Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den die Behandlungstrommel (2) umgebenden geschlossenen Raum (63) und/oder einen oder mehr der an die die Behandlungsglieder (3, 4, 5» 6) umgebenden geschlossenen Räume (35, 36, 37, 38) Elemente (69, 19, 20, 70) zum Einführen von Heiz- beziehungsweise Kühlmedium von abweichender Temperatur angeschlossen sind (Figur 5).- 35 03CÜ42/0694
- 14.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührschaufeln beziehungsweise -platten (16) an Arme (15) angebracht sind, welche mit einer an den Antrieb (18) angeschlossenen Achse (14), die durch die .Rohrachse (13) des Materialeinführungselementes, insbesondere der Materialeinführungsförderschnecke (11), in das Innere der ßehandlungstrommel (2) geführt ist, verbunden·sind.03:C42/0694
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