<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het behandelen van producten.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het behandelen van producten.
Meer speciaal betreft zij een werkwijze van het type waarbij de producten in een procesruimte aan een gasstroom worden onderworpen om daarbij een wervelbed te vormen, gas via een cycloon uit de procesruimte wordt ontnomen en in de cycloon weerhouden vaste substanties terug in de procesruimte worden gebracht.
Het op dergelijke wijze behandelen van producten is op zieh bekend en kan worden aangewend in verschillende processen, die vooral een toepassing vinden in de chemische en in het bijzonder in de farmaceutische sector. Voorbeelden hiervan zijn het drogen van een granulaat ; het uit poeder vormen van een granulaat ; het uit een vloeistof genereren van poeder of het uit een vloeistof vormen van een granulaat. Deze voorbeelden zijn echter niet limitatief.
Tot op heden is het bekend om de voornoemde vaste substanties vanuit de cycloon terug in de procesruimte te brengen, door telkens een relatief grote hoeveelheid aan vaste substanties uit de cycloon te verzamelen en deze vervolgens met een bijzonder krachtige luchtstroom in de procesruimte te voeren. Door het feit dat hierbij plots een vrij grote hoeveelheid aan vaste substanties in de procesruimte, en dus ook in het wervelbed, terechtkomen, ontstaat het nadeel dat het wervelbed kan worden verstoord en als het ware toeklapt, met alle nadelige
<Desc/Clms Page number 2>
gevolgen vandien. Zo bijvoorbeeld kan getracht worden het wervelbed opnieuw te herstellen, doch doorgaans heeft dit tot gevolg dat het product aan kwaliteit verliest.
Ook kan het gebeuren dat het wervelbed niet meer kan worden hersteld, bijvoorbeeld wanneer in de procesruimte ook vloeistoffen worden ingespoten en als gevolg van het toeklappen van het wervelbed onmiddellijk daarna een brij wordt gevormd, waarna de procesruimte volledig dient te worden gereinigd en het proces opnieuw moet worden opgestart.
Nog een nadeel van de bekende techniek bestaat erin dat bijzonder sterke luchtstromen moeten worden gecreëerd om de hoeveelheden vaste substanties in de procesruimte te brengen, hetgeen apparatuur met relatief zware vermogens vergt.
Daarnaast is het ook bekend om in de plaats van een cycloon gebruik te maken van zakkenfilters of cartouchefilters of mouwenfilters in de procesruimte zelf, die, wanneer zij beladen zijn met te veel stof, door middel van een tegenstroom worden vrijgemaakt, hetgeen echter als nadeel heeft dat het proces gedeeltelijk of volledig onderbroken wordt.
De uitvinding heeft tot doel aan een of meer van de voornoemde nadelen te verhelpen, zulks specifiek bij inrichtingen van het type waarbij zoals voornoemd gebruik wordt gemaakt van een cycloon met terugvoer van de zogenaamde fines.
Hiertoe betreft zij in de eerste plaats een werkwijze van het voornoemde type, met als kenmerk dat de voornoemde substanties in de vorm van een continue stroom en/of van
<Desc/Clms Page number 3>
een discontinue stroom waarvan het globaal karakter aansluit aan dit van een continue stroom, terug in de procesruimte worden geleid, dit met behulp van een gasstroom. Hierdoor worden de voornoemde vaste substanties als het ware systematisch vanuit de cycloon naar de procesruimte teruggevoerd, waardoor een opstapeling van grote hoeveelheden die dan plots dienen te worden ingebracht, wordt uitgesloten en zodoende de kans op een verstoring van het wervelbed wordt geminimaliseerd, zoniet uitgesloten.
Bij voorkeur worden de voornoemde substanties uitsluitend in de vorm van een continue stroom terug in de procesruimte geleid, zulks althans minstens tijdens de procesfase waarin in de toevoer van dergelijke substanties dient te worden voorzien. Door te werken met een continue toevoer van voornoemde substanties, wordt een opstapeling ervan volledig uitgesloten en is de kans dat het wervelbed wordt verstoord nihil.
Alhoewel de toevoer van voornoemde substanties bij voorkeur continu gebeurt, is het duidelijk uit het voorgaande dat dit ook discontinu kan, waarbij volgens de uitvinding de discontinuiteit hoogstens zodanig is dat gemiddeld zieh slechts weinig ophopingen van vaste substanties voordoen.
Volgens een praktisch aspect zal de discontinue stroom bestaan uit een stroom waarin onderbrekingen in de toevoer van substanties vanaf de cycloon naar de procesruimte voorkomen, en zal deze discontinue stroom een zodanig karakter vertonen dat de gemiddelde duur van de onderbrekingen, berekend over de tijdsduur van de procesfase waarin in de toevoer van dergelijke
<Desc/Clms Page number 4>
substanties wordt voorzien, minder bedraagt dan 30 seconden.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm echter, zal in een zodanige doorvoer van vaste substanties van de cycloon naar de procesruimte worden voorzien, dat onderbrekingen van 30 seconden of meer zijn uitgesloten. Beter nog wordt ervoor gezorgd dat zich geen onderbrekingen van 10 seconden of langer voordoen.
Volgens een belangrijk voorkeurdragend kenmerk van de werkwijze wordt de gasstroom aangewend om de voornoemde substanties vanuit de cycloon terug in de procesruimte te brengen, gecreëerd door middel van een mondstuk dat gas in een kanalisatie van de cycloon naar de procesruimte ejecteerd zodanig dat de voornoemde substanties met dit gas worden meegevoerd.
Meer speciaal nog geniet het de voorkeur dat hierbij ook gebruik wordt gemaakt van een, al dan niet permanent, open kanalisatie van de onderzijde van de cycloon naar de procesruimte, met als belangrijk voordeel dat een constructief eenvoudige en gemakkelijk te onderhouden opbouw wordt verkregen. Opgemerkt wordt dat zulke kanalisatie ook voordelen ten opzichte van de bekende uitvoeringen oplevert, zelfs wanneer de terugvoer van de vaste substanties onregelmatig zou gebeuren, en zodoende ook in dit laatste geval dit tot het kader van de uitvinding behoort.
Verder heeft de uitvinding ook betrekking op een inrichting voor het behandelen van producten, meer speciaal volgens de hiervoor beschreven werkwijze, waarbij deze inrichting minstens bestaat uit een
<Desc/Clms Page number 5>
procesruimte ; middelen om in de procesruimte een wervelbed te creëren ; een op de procesruimte aangesloten cycloon ;
en middelen om de in de cycloon opgevangen vaste substanties terug in de procesruimte te brengen, met als kenmerk dat de middelen om de in de cycloon opgevangen vaste substanties terug in de procesruimte te brengen minstens gevormd worden uit een kanalisatie tussen de cycloon en de procesruimte en middelen voor het in deze kanalisatie creëren van een gasstroom die toelaat om de voornoemde vaste substanties die afkomstig zijn uit de cycloon in de procesruimte te voeren, zulks met een continue stroom aan substanties en/of een discontinue stroom met een karakter dat globaal vergelijkbaar is met dat van een continue stroom, zulks minstens zo lang vaste substanties uit de cycloon ter beschikking worden gesteld.
De middelen voor het in de voornoemde kanalisatie creëren van een gasstroom bestaan bij voorkeur uit, enerzijds, middelen voor het toeleveren van een geforceerde gasstroom, en anderzijds minstens een mondstuk om deze geforceerde gasstroom in de kanalisatie te brengen, volgens een richting van de cycloon naar de procesruimte. Hierdoor wordt als het ware een jet-effect gecreëerd waardoor na de drukval die op bekende wijze in een cycloon ontstaat, opnieuw in een drukopbouw wordt voorzien, welke op een eenvoudige wijze toelaat om de voornoemde vaste substanties vanuit de cycloon terug in de procesruimte te brengen.
Volgens een zeer belangrijke voorkeurdragende uitvoeringsvorm bestaat de voornoemde kanalisatie uit een open verbinding tussen de cycloon en de procesruimte, ofwel een verbinding die minstens tijdens de toevoer van
<Desc/Clms Page number 6>
vaste substanties vanuit de cycloon naar de procesruimte volledig open kan worden gemaakt, waardoor optimaal de continue afvoer van de vaste substanties uit de cycloon kan worden gewaarborgd en gelijktijdig dus ook de continue toevoer ervan in de procesruimte.
Meer speciaal nog geniet het de voorkeur dat de voornoemde kanalisatie louter bestaat uit een open leiding, met andere woorden, vrij is van mechanische elementen, zoals kleppen en dergelijke. Dit biedt het belangrijke voordeel dat het systeem nagenoeg zelfreinigend is en zieh geen contaminaties door achtergebleven producten in de kleppen kunnen voordoen.
Dit laatste is vooral van groot belang in de chemische en meer speciaal farmaceutische sector, daar het ongewenst is dat producten gefabriceerd in verschillende batches met elkaar in contact komen. Dit is bovendien volledig ongewenst wanneer twee verschillende producten na elkaar worden gefabriceerd.
De uitsluiting van mechanische elementen, zoals kleppen en dergelijke, biedt eveneens als voordeel dat geen restproducten in de inrichting achterblijven, hetgeen de juiste concentraties van het eindproduct nadelig zou kunnen beinvloeden.
In de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm bestaat een open kringloop van de procesruimte naar de cycloon en van de cycloon terug naar de procesruimte.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeelden zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de
<Desc/Clms Page number 7>
bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 een variante van de inrichting van figuur 1 weergeeft.
Zoals weergegeven in figuur 1 heeft de uitvinding betrekking op een inrichting 1 voor het behandelen van producten 2, zoals poeders, granulaten of dergelijke.
Deze inrichting 1 bestaat minstens uit een procesruimte
EMI7.1
3 middelen 4 om in de procesruimte 3 een wervelbed 5 te creëren een op de procesruimte 3 aangesloten cycloon 6 en middelen 7 om de in de cycloon 6 opgevangen vaste substanties 8 terug in de procesruimte 3 te brengen.
De procesruimte 3 bestaat uit een door middel van een wand 9 begrensde ruimte, in de vorm van een reactor, die op zieh verschillende vormen kan aannemen.
De procesruimte 3 kan ook op verschillende manieren uitgevoerd zijn voor wat betreft de mogelijkheden voor het erin toevoeren, respectievelijk het eruit afvoeren van de te behandelen producten 2 en/of andere bij het proces aangewende producten. In het weergegeven voorbeeld zijn hiertoe een afsluitbare vulopening 10 en losopening 11 weergegeven, alsmede een toevoerleiding 12.
De middelen 4 om in de procesruimte 3 een wervelbed 5 te creëren, bestaan in het weergegeven voorbeeld, zoals gebruikelijk hiertoe, uit een draagstructuur, zoals een filter 13, en middelen 14 om een gasstroom 15, doorgaans een luchtstroom, van onder naar boven doorheen de filter 13 te leiden. De filter 13 is hierbij zodanig uitgevoerd
<Desc/Clms Page number 8>
dat hij een steun vormt voor het te behandelen product 2.
De middelen 14 om de gasstroom 15 doorheen de filter 13 te leiden, kunnen op zich van willekeurige aard zijn.
Zoals schematisch weergegeven, kan hiertoe gebruik worden gemaakt van een op de onderzijde van de filter 13 aansluitende kanalisatie 16 waarin een geforceerde gasstroom, meer speciaal luchtstroom, wordt gecreëerd door middel van een pomp 17, meer speciaal een luchtpomp, compressor, of dergelijke.
Afhankelijk van de toepassing kan de gasstroom 15 eventueel worden verwarmd, bijvoorbeeld door middel van een verwarmingsinrichting 18 die zieh in het weergegeven voorbeeld stroomafwaarts van de pomp 17 bevindt, doch evengoed stroomopwaarts hiervan kan geplaatst zijn.
De cycloon 6 is door middel van een leiding 19 op de procesruimte 3 aangesloten, bij voorkeur op de bovenzijde van deze laatste.
Zoals bekend, bestaat zulke cycloon 6 uit een doorgaans rechtopstaande cilindervormige behuizing 20 met centraal een afvoerleiding 21 voor gassen, dampen en dergelijke.
De leiding 19 mondt hierbij zodanig in de behuizing 20 uit, bijvoorbeeld tangentiaal, dat in de behuizing 20 een spiraalvormige gasverplaatsing 22 wordt gecreëerd, waardoor als een gevolg van het optredende centrifugaaleffect de in de gasstroom 9 aanwezige vaste substanties 8, meer speciaal fijne partikels, "fines" genoemd, tegen de binnenwand 23 van de behuizing 20 worden geslingerd, waarna zij langs deze wand naar beneden glijden, om onderaan in de cycloon 6 te worden opgevangen.
<Desc/Clms Page number 9>
In de afvoerleiding 21 wordt een afzuigeffect gecreëerd door middel van een element 24, zoals een ventilator, afzuigpomp of dergelijke.
Volgens de huidige uitvinding worden de middelen 7 om de in de cycloon 6 opgevangen vaste substanties 8 terug in de procesruimte 3 te brengen minstens gevormd uit een kanalisatie 25 tussen de cycloon 6 en de procesruimte 3 en middelen 26 voor het in deze kanalisatie 25 creëren van een gasstroom 27 die toelaat om de voornoemde vaste substanties 8 die afkomstig zijn uit de cycloon 6 in de procesruimte 3 te voeren. De middelen 7 zijn hierbij tevens zodanig uitgevoerd dat de substanties 8 door middel van een continue stroom en/of een discontinue stroom met een karakter dat globaal vergelijkbaar is met dat van een continue stroom aan de procesruimte 3 worden toegevoerd, althans zolang vaste substanties 8 aan de uitgang 28 van de cycloon 6 ter beschikking staan.
De middelen 26 voor het in de voornoemde kanalisatie 25 creëren van een gasstroom 27, bij voorkeur een luchtstroom, bestaan uit, enerzijds, een element 29 voor het toeleveren van een geforceerde gasstroom, en anderzijds, minstens een mondstuk 30 om deze geforceerde gasstroom in de kanalisatie 25 te brengen, volgens een richting van de cycloon 6 naar de procesruimte 3. Het element 29 bestaat bijvoorbeeld uit een compressor of luchtpomp. Uiteraard kan het toeleveren van de geforceerde gasstroom ook met behulp van andere middelen dan zulk element 29 geschieden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van een bestaande persluchtaansluiting of van een aftakking vanuit de kanalisatie 16.
Het mondstuk 30 bevindt zieh, zoals weergegeven, bij
<Desc/Clms Page number 10>
voorkeur nabij de onderzijde van de cycloon 6, meer speciaal ter hoogte van een opvangruimte 31 voor de substanties 8.
Om een goede doorstroming van de substanties 8 te verkrijgen, bestaat de opvangruimte 31 bij voorkeur uit een vernauwd gedeelte aan de onderzijde van de cycloon 6, vangt de voornoemde kanalisatie 25 aan de onderzijde van het vernauwd gedeelte aan en mondt het mondstuk 30 in het vernauwde gedeelte uit op een afstand boven de aanvang van de kanalisatie 25. Hierbij is het mondstuk 30 met zijn uitgang in het verlengde van de aanvang van de kanalisatie 25 gesitueerd.
Zoals weergegeven, geniet het de voorkeur dat de kanalisatie 25 bestaat uit een open verbinding tussen de cycloon 6 en de procesruimte 3, ofwel een verbinding die minstens tijdens de toevoer van vaste substanties 8 vanuit de cycloon 6 naar de procesruimte 3 volledig open kan worden gemaakt. In de meest efficiënte uitvoeringsvorm bestaat deze kanalisatie 25 dan ook eenvoudig uit een open leiding die vrij is van mechanische elementen, zoals kleppen en dergelijke, waarbij zoals zichtbaar in figuur 1 dan ook bij voorkeur een volledig open kringloop bestaat van de procesruimte 3 naar de cycloon 6 en van de cycloon 6 terug naar de procesruimte 3.
In het weergegeven voorbeeld mondt de kanalisatie 25 in de procesruimte 3 uit ter hoogte van de zone waarin het wervelbed 5 wordt gevormd. Het is evenwel duidelijk dat de kanalisatie 25, afhankelijk van de uitvoeringsvorm en het te realiseren behandelingsproces, ook op andere plaatsen in de procesruimte 3 kan uitmonden, eventueel
<Desc/Clms Page number 11>
ook op meerdere plaatsen.
De werking van de inrichting 1 is hoofdzakelijk als volgt.
Het te behandelen product 2 wordt in de procesruimte 3 gebracht, hetgeen zoals hierna nog uiteengezet aan de hand van een aantal voorbeelden op verschillende wijzen kan gebeuren. Door een gasstroom 15 te creëren, worden de partikels waaruit het product 2 bestaat als het ware opgeworpen waardoor een zogenaamd wervelbed 5 wordt gecreëerd.
Het door middel van de gasstroom 15 toegevoerde gas verlaat de procesruimte 3 aan de bovenzijde en komt via de leiding 19 in de cycloon 6 terecht. In dit gas worden fijne partikels uit het te behandelen product 2 meegevoerd, alsmede eventuele dampen. Door het voornoemde centrifugaaleffect wordt verkregen dat de fijne partikels, hiervoor vaste substanties 8 genoemd, zich afscheiden en zich in de opvangruimte 31 verzamelen, terwijl de uit de procesruimte 3 afgevoerde gassen en dampen de inrichting 1 via de afvoerleiding 21 verlaten.
De in de opvangruimte 31 opgevangen substanties 8 worden door middel van het mondstuk 30 in de kanalisatie 25 geëjecteerd en zodoende terug in de procesruimte 3 gevoerd. In een praktische uitvoeringsvorm, waarbij de uitvinding het meeste tot haar recht komt, gebeurt zulks continu. Hierdoor wordt verkregen dat de substanties 8 op een regelmatige wijze, meer speciaal met een nagenoeg continue dosering, in de procesruimte 3 worden gebracht, waardoor het wervelbed 5 onmogelijk kan worden verstoord, dit in tegenstelling tot bekende uitvoeringen waarbij de
<Desc/Clms Page number 12>
toevoer van de partikels van de cycloon naar de procesruimte stapsgewijs met grotere hoeveelheden gebeurt.
Opgemerkt wordt dat het gebruik van dergelijk mondstuk 30 een eenvoudige oplossing biedt om in een open kringloop te voorzien. Het mondstuk 30 levert immers, zonder dat afsluitkleppen dienen te worden toegepast, een drukopbouw in de kringloop waardoor de drukval die in de cycloon 6 ontstaat wordt gecompenseerd.
In het geval dat de kanalisatie 25, zoals schematisch weergegeven, uitsluitend bestaat uit een leiding, zonder dat hierin enige kleppen of andere mechanische accessoires zijn voorzien, is het duidelijk dat de kans dat in deze kanalisatie substanties 8 achterwege blijven aan het einde van een behandelingsproces nihil of nagenoeg nihil is, dit in tegenstelling tot uitvoeringen waarbij in de kanalisatie 25 kleppen en dergelijke aanwezig zijn die zoals bekend dikwijls ruimten bevatten waarin zich opstapelingen van product kunnen voordoen. Het gebruik van een eenvoudige leiding zonder kleppen biedt ook het voordeel dat deze bijzonder gemakkelijk kan worden gereinigd.
Het is duidelijk dat de in de inleiding beschreven werkwijze van de uitvinding hoofdzakelijk overeenstemt met de hiervoor beschreven werking van de inrichting 1.
Zoals voornoemd kunnen de werkwijze en de inrichting 1 worden aangewend om verschillende behandelingsprocessen te realiseren. Als voorbeeld worden hierna vier mogelijkheden toegelicht, welke uiteraard niet beperkend zijn.
<Desc/Clms Page number 13>
Een eerste mogelijk behandelingsproces is het drogen van granulaat, waarbij dit granulaat op eender welke wijze in de procesruimte 3 wordt gebracht en hiermee een wervelbed 5 wordt gecreëerd. De substanties 8 die dan tot in de cycloon 6 worden meegevoerd, die hoofdzakelijk bestaan uit fijne partikels die uit het granulaat vrijkomen, worden dan, zoals voornoemd, terug in de procesruimte 3 gebracht, waardoor zij niet verloren gaan.
Een tweede mogelijk behandelingsproces is het vormen van granulaat, uitgaande van poeder dat in de procesruimte 3 is aangebracht, waarbij via een toevoer, in de figuren de toevoerleiding 12, eveneens vloeistof, al dan niet voorzien van een binder, in de procesruimte 3 wordt gebracht. De vloeistof en/of binder zorgt ervoor dat het poeder als het ware gaat aaneenkitten tot granulaatvormige deeltjes, waarbij wel door middel van het wervelbed 5 wordt vermeden dat een grote massa ontstaat. De vloeistof wordt wel opnieuw verdampt doordat gebruik wordt gemaakt van een hete gasstroom 15 en de gevormde dampen worden samen met de gassen via de cycloon 6 afgevoerd. De hierin meegevoerde substanties 8 worden via de cycloon 6 en de kanalisatie 25 terug in de procesruimte 3 gebracht.
De terugvoer via de kanalisatie 25 kan er eenvoudigweg in bestaan om toevallig meegevoerde substanties 8 terug in de procesruimte 3 te brengen. Volgens een variante kan echter ook een gewilde rondstroming van substanties 8 worden gecreëerd door met voldoende grote gasstromen te werken. Dit laatste is bijvoorbeeld nuttig wanneer men via de kanalisatie 25 een gewilde hoeveelheid product in het wervelbed 5 wenst te brengen, bijvoorbeeld om op deze wijze de aangroei van de granulaten te bevorderen.
<Desc/Clms Page number 14>
Volgens een derde mogelijkheid kan een poeder uit een vloeistof worden gegenereerd. Hierbij wordt uitgegaan van een vloeistof met daarin gedispergeerde partikels, die door middel van de toevoerleiding 12 in de procesruimte 3 wordt gesproeid, waarbij de vloeistof wordt verdampt zodanig dat poeder wordt overgehouden.
Het in de cycloon 6 opgevangen poeder wordt via de kanalisatie 25 gerecupereerd.
Een vierde mogelijk behandelingsproces, waarin de ditvinding zeer sterk tot haar recht komt, bestaat in het vormen van granulaat, uitgaande van een vloeistof met daarin gedispergeerde partikels, waarbij deze vloeistof samen met deze partikels in de procesruimte 3 wordt gebracht, bij voorkeur via de toevoerleiding 12 erin wordt gesproeid, en waarbij hieruit afgescheiden substanties 8 terug in de procesruimte 3 worden gebracht, hetzij om deze substanties 8 te recupereren, hetzij om het granulaat te laten groeien.
Opgemerkt wordt dat bijkomende accessoires kunnen worden voorzien waardoor de uitgevoerde processen kunnen worden beinvloed. Zo bijvoorbeeld kan niet alleen de gasstroom 15 worden verwarmd, doch ook het gas dat doorheen het mondstuk 30 wordt toegevoerd. Tevens kan in de regelbaarheid van verschillende parameters worden voorzien, zoals de regelbaarheid van de druk, de snelheid en de temperatuur van de aangewende gasstromen.
In figuur 2 is een variante weergegeven waarbij de cycloon 6 geintegreerd is in de procesruimte 3.
Overeenstemmende onderdelen zijn met dezelfde referenties aangeduid en de opbouw spreekt dan ook voor zieh. Een voordeel van deze constructie bestaat erin dat zij
<Desc/Clms Page number 15>
bijzonder compact is en de lengte van de leiding 19 beperkt is. De kanalisatie 25 wordt dan zelfs uitsluitend gevormd door een verbindingsopening tussen de cycloon 6 en de procesruimte 3.
Zoals zichtbaar in figuur 2 is het bijzonder praktisch dat de cycloon 6 zieh centraal in de procesruimte 3 bevindt, rond de voornoemde toevoerleiding 12. Het is echter duidelijk dat volgens een variante de cycloon 6 ook op een andere plaats in de procesruimte 3 kan worden gemonteerd. Ook kan de cycloon zowel volledig als slechts gedeeltelijk in de procesruimte 3 worden ingebouwd.
De werking van de inrichting 1 van figuur 2 is analoog aan deze van figuur 1.
De uitvinding is zowel geëigend voor kleine uitvoeringen, bijvoorbeeld labo-opstellingen voor het aanmaken van kleine hoeveelheden, als voor grotere installaties.
Opgemerkt wordt dat de tekeningen slechts schematisch zijn en in de parktijk de verschillende onderdelen andere verhoudingen kunnen vertonen als weergegeven. Zo bijvoorbeeld zijn de diameters van de leidingen 19 en 21 in werkelijkheid relatief groot, terwijl de diameter van' de leiding 25 relatief klein is, aangezien in deze laatste in verhouding tot de proceslucht slechts een klein gedeelte aan lucht doorheen stroomt.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het behandelen van producten kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt
<Desc/Clms Page number 16>
zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and device for handling products.
This invention relates to a method and device for treating products.
More specifically, it relates to a method of the type in which the products in a process space are subjected to a gas stream to thereby form a fluidized bed, gas is removed from the process space via a cyclone and solid substances retained in the cyclone are returned to the process space.
The treatment of products in this way is known in the art and can be used in various processes, which are mainly used in the chemical and in particular in the pharmaceutical sector. Examples of this are drying a granulate; forming a granulate from powder; generating powder from a liquid or forming a granulate from a liquid. However, these examples are not limitative.
To date, it is known to bring the aforementioned solid substances from the cyclone back into the process space, by collecting a relatively large amount of solid substances from the cyclone in each case and then to feed them into the process space with a particularly powerful air flow. Due to the fact that a fairly large quantity of solid substances suddenly ends up in the process room, and therefore also in the fluidised bed, there is the disadvantage that the fluidised bed can be disturbed and, as it were, fall over, with all the disadvantageous
<Desc / Clms Page number 2>
consequences. For example, an attempt can be made to restore the fluidised bed again, but this usually results in the product losing quality.
It can also happen that the fluidised bed can no longer be repaired, for example when liquids are also injected into the process space and as a result of the collapsing of the fluidised bed immediately afterwards a slurry is formed, after which the process space must be completely cleaned and the process must be cleaned again. must be started.
A further disadvantage of the prior art is that particularly strong air flows must be created to bring the quantities of solid substances into the process space, which requires equipment with relatively heavy powers.
In addition, it is also known to use bag filters or cartouch filters or sleeve filters instead of a cyclone in the process space itself, which, when loaded with too much dust, are released by means of a counter current, which, however, has the disadvantage of that the process is partially or completely interrupted.
The invention has for its object to remedy one or more of the aforementioned drawbacks, specifically in the case of devices of the type in which, as mentioned above, use is made of a cyclone with a return of the so-called fines.
To this end, it relates in the first place to a method of the aforementioned type, characterized in that the aforementioned substances are in the form of a continuous flow and / or of
<Desc / Clms Page number 3>
a discontinuous stream whose global character is in line with that of a continuous stream, are led back into the process space with the aid of a gas stream. As a result, the aforementioned solid substances are, as it were, systematically returned from the cyclone to the process space, whereby the accumulation of large quantities which must then suddenly be introduced is excluded and thus the chance of a disturbance of the fluidised bed is minimized, if not excluded.
Preferably, the aforementioned substances are guided back into the process space exclusively in the form of a continuous stream, at least during the process phase in which the supply of such substances is to be provided. By working with a continuous supply of the aforementioned substances, an accumulation thereof is completely excluded and the chance that the fluidised bed is disturbed is nil.
Although the supply of the above-mentioned substances preferably takes place continuously, it is clear from the foregoing that this can also be done discontinuously, wherein according to the invention the discontinuity is at most such that on average only few accumulations of solid substances occur.
According to a practical aspect, the discontinuous stream will consist of a stream in which interruptions in the supply of substances from the cyclone to the process space occur, and this discontinuous stream will have such a character that the average duration of the interruptions, calculated over the duration of the process phase in which the supply of such
<Desc / Clms Page number 4>
substances is provided, is less than 30 seconds.
According to a preferred embodiment, however, such a passage of solid substances from the cyclone to the process space will be provided that interruptions of 30 seconds or more are excluded. Better still, it is ensured that no interruptions of 10 seconds or longer occur.
According to an important preferred feature of the method, the gas stream is used to bring the aforementioned substances from the cyclone back into the process space, created by means of a nozzle that ejects gas in a channel from the cyclone to the process space such that the aforementioned substances with this gas.
More particularly, it is also preferred that use is made here of, whether or not permanent, open canalization from the underside of the cyclone to the process space, with the important advantage that a constructionally simple and easy to maintain structure is obtained. It is noted that such canalization also offers advantages over the known embodiments, even if the return of the solid substances would take place irregularly, and thus also in the latter case this falls within the scope of the invention.
The invention also relates to a device for treating products, more particularly according to the method described above, wherein this device consists at least of a
<Desc / Clms Page number 5>
process room; means for creating a fluidized bed in the process room; a cyclone connected to the process space;
and means for returning the solid substances collected in the cyclone back into the process space, characterized in that the means for returning the solid substances collected in the cyclone back into the process space are formed at least from a channel between the cyclone and the process space and means for creating in this channelization a gas stream which is able to carry said solid substances from the cyclone into the process space, with a continuous stream of substances and / or a discontinuous stream with a character that is globally comparable to that of a continuous stream, such solid substances from the cyclone are made available for at least as long.
The means for creating a gas stream in the aforementioned channelization preferably comprise, on the one hand, means for supplying a forced gas stream, and on the other hand at least one nozzle for introducing this forced gas stream into the channel, according to a direction from the cyclone to the process room. As a result, a jet effect is created as a result of which, after the pressure drop that occurs in a cyclone in a known manner, a pressure build-up is again provided, which makes it possible in a simple manner to bring the aforementioned solid substances from the cyclone back into the process space .
According to a very important preferred embodiment, the aforementioned canalization consists of an open connection between the cyclone and the process space, or a connection which at least during the supply of
<Desc / Clms Page number 6>
solid substances from the cyclone to the process space can be made fully open, whereby optimally the continuous discharge of the solid substances from the cyclone can be ensured and at the same time also the continuous supply thereof to the process space.
More particularly, it is preferable that the aforementioned canalization consists solely of an open conduit, in other words, is free from mechanical elements such as valves and the like. This offers the important advantage that the system is practically self-cleaning and that no contamination from residual products can occur in the valves.
The latter is of particular importance in the chemical and more specifically pharmaceutical sector, as it is undesirable for products manufactured in different batches to come into contact with each other. Moreover, this is completely undesirable if two different products are manufactured one after the other.
The exclusion of mechanical elements, such as valves and the like, also offers the advantage that no residual products remain in the device, which could adversely affect the correct concentrations of the end product.
In the most preferred embodiment, there is an open cycle from the process space to the cyclone and from the cyclone back to the process space.
With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a few preferred embodiments are described below with reference to the
<Desc / Clms Page number 7>
accompanying drawings, in which: figure 1 schematically represents a device according to the invention; figure 2 represents a variant of the device of figure 1.
As shown in Figure 1, the invention relates to a device 1 for treating products 2, such as powders, granulates or the like.
This device 1 consists of at least one process space
EMI7.1
3 means 4 for creating a fluidized bed 5 in the process space 3, a cyclone 6 connected to the process space 3 and means 7 for returning the solid substances 8 collected in the cyclone 6 back into the process space 3.
The process space 3 consists of a space bounded by a wall 9, in the form of a reactor, which can take on various forms.
The process space 3 can also be designed in various ways with regard to the possibilities for feeding in and discharging the products 2 to be treated and / or other products used in the process, respectively. To this end, in the example shown, a closable filling opening 10 and discharge opening 11 are shown, as well as a supply line 12.
The means 4 for creating a fluidized bed 5 in the process space 3 consist, as usual for this purpose, of a support structure, such as a filter 13, and means 14 for passing a gas stream 15, usually an air stream, from bottom to top to guide the filter 13. The filter 13 is designed in this way
<Desc / Clms Page number 8>
that it constitutes aid for the product to be treated 2.
The means 14 for passing the gas stream 15 through the filter 13 can per se be of a random nature.
As shown diagrammatically, use can be made for this purpose of a channel 16 connecting to the underside of the filter 13 in which a forced gas flow, more particularly air flow, is created by means of a pump 17, more particularly an air pump, compressor, or the like.
Depending on the application, the gas stream 15 can optionally be heated, for example by means of a heating device 18 which, in the example shown, is located downstream of the pump 17, but can equally well be placed upstream thereof.
The cyclone 6 is connected by means of a line 19 to the process space 3, preferably to the upper side of the latter.
As is known, such cyclone 6 consists of a generally upright cylindrical housing 20 with a central discharge pipe 21 for gases, vapors and the like.
The conduit 19 here flows into the housing 20, for example tangentially, such that a spiral gas displacement 22 is created in the housing 20, whereby as a result of the centrifugal effect occurring the solid substances 8 present in the gas stream 9, more particularly fine particles, called "fines", are hurled against the inner wall 23 of the housing 20, after which they slide down this wall to be collected at the bottom in the cyclone 6.
<Desc / Clms Page number 9>
In the discharge line 21 a suction effect is created by means of an element 24, such as a fan, suction pump or the like.
According to the present invention, the means 7 for bringing the solid substances 8 collected in the cyclone 6 back into the process space 3 are at least formed from a channel 25 between the cyclone 6 and the process space 3 and means 26 for creating in this channel 25 a gas stream 27 which allows the above-mentioned solid substances 8 from the cyclone 6 to be introduced into the process space 3. The means 7 are also designed in such a way that the substances 8 are supplied to the process space 3 by means of a continuous stream and / or a discontinuous stream with a character that is roughly comparable to that of a continuous stream, at least as long as solid substances 8 are fed to the output 28 of the cyclone 6 is available.
The means 26 for creating a gas stream 27, preferably an air stream, in the aforementioned canalization 25 consist, on the one hand, of an element 29 for supplying a forced gas stream, and on the other hand, at least one nozzle 30 for feeding this forced gas stream into the channelization 25, according to a direction from the cyclone 6 to the process space 3. The element 29 consists of, for example, a compressor or air pump. The forced gas flow can of course also be supplied with the aid of means other than such an element 29, for example by using an existing compressed air connection or a branch from the channel 16.
The nozzle 30 is, as shown, at
<Desc / Clms Page number 10>
preferably near the underside of the cyclone 6, more particularly at the level of a collection space 31 for the substances 8.
In order to obtain a good flow of the substances 8, the receiving space 31 preferably consists of a narrowed section on the underside of the cyclone 6, the aforementioned canalization 25 commences on the underside of the narrowed section and the mouthpiece 30 opens into the narrowed section distribute at a distance above the start of the channel 25. The nozzle 30 with its outlet is situated in line with the start of the channel 25.
As shown, it is preferable that the channel 25 consists of an open connection between the cyclone 6 and the process space 3, or a connection that can be fully opened up at least during the supply of solid substances 8 from the cyclone 6 to the process space 3 . In the most efficient embodiment, this channelization therefore simply consists of an open line that is free of mechanical elements, such as valves and the like, whereby, as is visible in Figure 1, a fully open cycle therefore preferably consists of the process space 3 to the cyclone 6 and from the cyclone 6 back to the process space 3.
In the example shown, the canalization 25 opens into the process space 3 at the level in which the fluidized bed 5 is formed. It is clear, however, that the channel 25, depending on the embodiment and the treatment process to be realized, can also open out at other places in the process space 3, possibly
<Desc / Clms Page number 11>
also in multiple places.
The operation of the device 1 is essentially as follows.
The product 2 to be treated is introduced into the process space 3, which, as explained below, can be carried out in various ways on the basis of a number of examples. By creating a gas stream 15, the particles that make up the product 2 are, as it were, thrown up, creating a so-called fluidized bed 5.
The gas supplied by means of the gas stream 15 leaves the process space 3 at the top and enters the cyclone 6 via the line 19. Fine particles from the product 2 to be treated are entrained in this gas, as well as any vapors. The aforementioned centrifugal effect ensures that the fine particles, referred to above as solid substances 8, separate and collect in the collection space 31, while the gases and vapors discharged from the process space 3 leave the device 1 via the discharge line 21.
The substances 8 collected in the collecting space 31 are injected into the channel 25 by means of the nozzle 30 and are thus returned to the processing space 3. In a practical embodiment, in which the invention is most effective, this is done continuously. It is hereby obtained that the substances 8 are introduced into the process space 3 in a regular manner, more particularly with a substantially continuous dosage, as a result of which it is impossible to disrupt the fluidized bed 5, this in contrast to known embodiments in which the
<Desc / Clms Page number 12>
supply of the particles from the cyclone to the process space occurs stepwise with larger quantities.
It is noted that the use of such a nozzle 30 offers a simple solution for providing an open circuit. After all, the nozzle 30 provides a build-up of pressure in the circuit, without the need for shut-off valves, so that the pressure drop that occurs in the cyclone 6 is compensated.
In the case that the canalization 25, as schematically shown, consists exclusively of a pipe, without any valves or other mechanical accessories being provided herein, it is clear that the chance that substances 8 in this canalization are omitted at the end of a treatment process is nil or substantially nil, in contrast to embodiments in which channels and the like are present in the canalization which, as is known, often contain spaces in which product accumulations can occur. The use of a simple line without valves also offers the advantage that it can be cleaned particularly easily.
It is clear that the method of the invention described in the introduction essentially corresponds to the operation of the device 1 described above.
As aforementioned, the method and the device 1 can be used to realize different treatment processes. As an example, four options are explained below, which of course are not restrictive.
<Desc / Clms Page number 13>
A first possible treatment process is the drying of granulate, whereby this granulate is introduced into the process space 3 in any way and a fluidized bed 5 is hereby created. The substances 8 which are then entrained into the cyclone 6, which mainly consist of fine particles released from the granulate, are then, as mentioned above, brought back into the process space 3, so that they are not lost.
A second possible treatment process is the formation of granulate, starting from powder which is applied in the process space 3, whereby via a feed, in the figures the feed line 12, liquid, with or without a binder, is introduced into the process space 3 . The liquid and / or binder ensures that the powder will, as it were, bond together to form granulate-shaped particles, whereby a large mass is prevented by means of the fluidized bed 5. The liquid is evaporated again by using a hot gas stream 15 and the vapors formed are discharged via the cyclone 6 together with the gases. The substances 8 entrained herein are brought back into the process space 3 via the cyclone 6 and the channel 25.
The return via the channel 25 can simply consist of bringing substances 8 accidentally entrained back into the process space 3. According to a variant, however, a wanted circulation of substances 8 can also be created by working with sufficiently large gas flows. The latter is useful, for example, if a desired quantity of product is to be introduced into the fluidized bed 5 via the channel 25, for example in order to promote the growth of the granulates in this way.
<Desc / Clms Page number 14>
According to a third possibility, a powder can be generated from a liquid. This is based on a liquid with particles dispersed therein, which is sprayed into the process space 3 via the supply line 12, the liquid being evaporated such that powder is retained.
The powder collected in the cyclone 6 is recovered via the channel 25.
A fourth possible treatment process, in which this finding is very much attained, consists in the formation of granules, starting from a liquid with particles dispersed therein, wherein this liquid is introduced into the process space 3 together with these particles, preferably via the supply line 12 is sprayed into it, and substances 8 separated therefrom are returned to the process space 3, either to recover these substances 8 or to grow the granulate.
It is noted that additional accessories can be provided so that the processes performed can be influenced. For example, not only the gas stream 15 can be heated, but also the gas supplied through the nozzle 30. The controllability of various parameters can also be provided, such as the controllability of the pressure, the speed and the temperature of the gas streams used.
Figure 2 shows a variant in which the cyclone 6 is integrated in the process space 3.
Corresponding components are designated with the same references and the structure therefore speaks for itself. An advantage of this construction is that it
<Desc / Clms Page number 15>
is particularly compact and the length of the line 19 is limited. The channelization 25 is then even exclusively formed by a connection opening between the cyclone 6 and the process space 3.
As can be seen in Figure 2, it is particularly practical for the cyclone 6 to be located centrally in the process space 3, around the aforementioned supply line 12. However, it is clear that according to a variant the cyclone 6 can also be mounted at a different location in the process space 3 . The cyclone can also be built into the process space 3 both completely and only partially.
The operation of the device 1 of figure 2 is analogous to that of figure 1.
The invention is suitable both for small designs, for example laboratory arrangements for making small quantities, and for larger installations.
It is noted that the drawings are only schematic and that the various components in the park cover may show different proportions as shown. For example, the diameters of the pipes 19 and 21 are in reality relatively large, while the diameter of the pipe 25 is relatively small, since only a small part of air flows through it in relation to the process air.
The present invention is by no means limited to the embodiments described as examples and shown in the figures, but such a method and device for treating products can be realized according to different variants
<Desc / Clms Page number 16>
without departing from the scope of the invention.