199662. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyékony anyagok szárítására
1 HU 199662 B 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés folyékony anyagok szárítására. A technika állása szerint ismeretes számos különböző megoldás, amelyekkel szemcsés anyagokat gyakran permetező vagy porlasztó szárítással állítanak elő. A folyadékot cseppecskékre porlasztják, majd ezután a folyadékcseppecskéket forró gáz, például forró levegő hatásának teszik ki. A folyadék csepp elpárolgása révén szárított szilárd anyagrészecskékké válik. Az élelmiszerfeldolgozó iparban ez a típusú technológia elterjedten használatos olyan termékek előállítására, mint például az azonnal oldódó kávépor, a tejpor vagy a tejpor pótlók. Ilyen megoldások részletes ismertetése található például dr. Dörnyei József: „Pillanatoldódó élelmiszerek gyártása" (Mezőgazdasági Könyvkiadó, 1981) c. könyvében. A porlasztó szárítás tipikusan oly módon valósítható meg, hogy a folyadék cseppecskéket forró levegővel nagy, függőleges kamrákban, illetve úgynevezett „tornyokban” érintkeztetik. A „torony típusú" szárítók szokásos ipari mérete 20 m-es magasság és 6 m-es átmérő. Ezeket a nagy méretű szerkezeteket nagyon költséges felépíteni. A porlasztó szárítással történő hevítés révén az anyag tulajdonságai megváltozhatnak. A szárítóban lévő levegő visszakeringtetésével a szárítóban lévő részecskék hoszszabb idejű feldolgozása (szárítása) valósul meg, amely az anyag alapvető tulajdonságaiban a hevítés révén elváltozásokat, károsodásokat okozhat. Ezek a konkrét nehézségek különösen jelentősek az élelmiszer feldolgozó iparban, hiszen minden élelmiszer (vagy szinte minden élelmiszer) tartalmaz ízanyagokat, illetve aromaanyagokat, amelyek a hevítés révén hajlamosak a lebomlásra. A 3 038 533 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom egy olyan porlasztó szárítóeljárást ismertet, amelynél a forró részecskékre bontást egy úgynevezett „elsődleges” levegősugárral oldják meg, amelyet egy fúvókán viszonylag magas sebességgel vezetnek át. Az eljárásnál a szárítandó folyadék parányi cseppecskékre porlasztódik az elsődleges levegősugár hatására, amint áthalad a fúvókán. A parányi cseppecskék áramlásirányban tovább haladnak a fúvókában az elsődleges légsugárral, elhagyják a fúvókát és hirtelen száradnak. Az elsődleges levegősugár létrehozásával egy bizonyos részleges vákuumközeg alakul ki, és ez a környező levegőt a sugár körüli áramlásra, cirkulációra készteti. Ezen cirkuláció elkerülésére a hivatkozott megoldás oly módon javasolja a sugár elrendezését, hogy az egy csőalakú kamra tengelye mentén haladjon, és egy addicionális vagy „másodlagos” légsugarat vezetnek a kamrába a légsugárral bizonyos irányszöget bezárva oly módon, hogy a másodlagos légsugarat 2 körülvevő áramlás a sugár környezetét alkossa. A fúvókákkal megoldott porlasztva szárító eljárások amint azt a fentebb felsoroltakban ismertettük, megpróbálták kiküszöbölni azon hiányosságokat, amelyek a technika állása szerinti porlasztva szárító megoldásokra jellemzők. Mindazonáltal a fúvókákkal megvalósított porlasztva szárító eljárások magukon viselik a konkrét megoldásból eredő hátrányokat. A megszárított anyag hajlamos a csőalakú kamra külső felületén való lerakódásra. Problémát jelent továbbá, hogy a fúvókákkal megoldott porlasztva szárító eljárások nem eléggé jó megoldást biztosítanak olyan anyagok parányi részecskékre, illetve cseppecskékre bontására, amelyek jelentős ellenállást fejtenek ki a porlasztással szemben, úgy mint például a nagy sűrűségű élelmiszer feldolgozó ipar (például üdítőital) kivonatok. Ennek köyetkeztében mind nagyobb késztetés nyilvánult meg a műszaki fejlesztés irányába, hogy a porlasztva szárító eljárásokat és berendezéseket tovább fejlesszék. Találmányunkkal célunk az előbb ismertetett típusú hiányosságok kiküszöbölése, a technika állása szerint ismert megoldások tökéletesítése. A találmányunk szerinti eljárásnál a folyékony szárítandó anyagot először parányi részecskékre bontjuk porlasztással, és a porlasztott parányi anyagrészecskék áramához harántirányban szárító gázáramot vezetünk turbulens áramlással az anyagáram szemközti oldalairól. A bebocsátott szárító gázáram eloszlik a teljes anyagáramlás kiterjedése mentén, amint a porlasztott parányi anyagrészecskék lefelé haladnak. A porlasztott, parányi részecskékből álló anyagáram és a szárító gáz ezáltal folyamatosan és élénken keveredik a szárítandó anyag lefelé haladása közben és a keveredés előmozdítja a gyors szárítást. Az anyagáramot célszerűen olyan hordozó gáz segítségével hozzuk létre, amely hordozó gáz sugara egy fúvókában magával ragadja a szárítandó anyagot. Olyan esetben, amikor egy hordozó gáz sugarat alkalmazunk, a szárító gáz irányát célszerűen úgy választjuk meg, hogy legalább az áramlás elején az anyagsugár teljes egészében körül legyen véve a szárító gázárammal. Ennek megfelelően a hordozó gáz sugárban elhelyezkedő anyag körül, illetve a hordozó gáz sugár körül nem alakulhat ki részleges yákuum övezet. A gázok visszacirkuláItatása és ezáltal az ilyen anyagok recirkuláció következtében való anyagáramból történő kiválása megszűnik. További előnyös hatás, hogy a bevezetett szárító gáz hatására a hordozó gáz sugár szétterül, miáltal csökken a recirkuláció. A találmányunk szerinti megoldásnál tehát a szárító gáz növeli a turbulenciát, de csökkenti a recirkulációt. A turbulencia előnyös jelenség és különbözik a recirkuláció-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
