CH460720A - Verfahren und Anlage zum Mischen mindestens zweier fliessfähiger Medien - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Anlage zum Mischen mindestens zweier fliessfähiger Medien
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen mindestens zweier fliessfähiger Medien und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.



   Es sind   Mischanlagen    bekannt, die einen abschliessbaren Behälter mit einem in das Behälterinnere einragenden Rührwerk aufweisen. Solche Anlagen eignen sich gut für die Mischung von Flüssigkeiten, pasteusen Stoffen oder auch Pulver. Bei einer solchen Anlage wird jeweils die volle Menge der miteinander zu mischenden Stoffen in den Behälter eingegeben.



   Um schwer miteinander mischbare Produkte, wie Flüssigkeiten und unter normalen atmosphärischen Bedingungen im nahezu festen oder festen Zustand befindlichen Stoffe, so z. B. bei Verseifungsprozessen oder Herstellung von Zellulose, miteinander zu vermischen, eignen sich die bekannten Mischanlagen mit Rührwerken jedoch schlecht bis gar nicht, insbesondere wenn grosse Mengen miteinander vermischt werden, wobei diese bei noch so grossem Kraftaufwand die Stoffe lediglich zerteilen, aber keine Mischung ermöglichen.



   Die vorliegende Erfindung will nun ein Verfahren und eine Anlage schaffen, mit welcher mit verhältnismässig kleinem Kraftaufwand schwer miteinander zu mischende Produkte homogen vermischt werden können. Es sollen dabei Medien miteinander vermischt werden, die entweder unter normalen Bedingungen oder unter erhöhtem Druck und/oder erhöhter Temperatur fliessfähig sind.



   Dies wird mit dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch erreicht, dass die Medien in dosierten Mengen kontiinuierlich und voneinander getrennt den Mischorganen zugeführt und kontinuierlich von den Zufuhr  stellen n weggeführt und miteinander vermischt werden.   



   Vorzugsweise werden die Medien bei ihrer Vermischung einer Reib- und Quetschwirkung unterworfen.



   Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage mindestens eine Gruppe, bestehend aus mehreren umschlossenen, ineinandergreifenden und in gleicher Richtung fördernden, als Mischorgan dienende Pressschnecken aufweist und dass für jedes Medium ein ge  trennter      Aufgabeeinlass    vorgesehen ist.



   Bei einer solchen Anlage können jeweils kleinste abgemessene Mengen der miteinander zu mischenden Medien, die jeweils kontinuierlich von einem Vorrat her der Mischvorrichtung zugeführt werden, miteinander unter einer Reib- und Quetschwirkung vermischt werden, was zu einer homogenen Mischung der Produkte führt.



   Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Mischanlage in Aufsicht und
Fig. 2 eine Draufsicht der Mischanlage.



   Die dargestellte Mischanlage besitzt eine erste Gruppe 1 mit zwei von einem Gehäuse 2 mit minimalem Spiel umschlossenen, rechtsgängigen, von einem Antriebsmotor 4 über ein Getriebe 5 gleichsinnig angetriebenen und in der Zeichnung von rechts nach links fördernden Pressschnecken 3.



   Die als Misch- und Förderorgane dienenden Pressschnecken 3 liegen nebeneinander und greifen längs ihrer gesamten Länge ineinander ein. Jede Pressschnecke 3 setzt sich aus zwei Abschnitten zusammen, nämlich einem hinteren Abschnitt, wo die schraubenlinienförmigen Wendeln relativ weit auseinanderliegen und einem vorderen Abschnitt, wo die Wendeln nahe beieinanderliegen. Im vorderen Abschnitt ist das Spiel zwischen den Schnecken minimal und damit kleiner als im hinteren.



  Das Spiel zwischen den ineinandergreifenden Schnecken 3 könnte auch in Förderrichtung stetig kleiner werden.



  Im hinteren Bereich der Schnecken 3 ist ein in das Gehäuseinnere führender Einlass 6 vorgesehen, an den ein senkrecht stehender Speicherbehälter 7 für ein erstes Medium angeschlossen ist. Der Speicherbehälter 7 ist mittels eines Deckels 8 dicht abschliessbar. Im Deckel ist ein motorisch antreibbares, in das Innere des Behälters einragendes   gegenläufiges    Rührwerk 9 gelagert, das im Betrieb die Tendenz hat, ein im Behälter befindliches Medium nach unten zu drücken. Im mittleren    ,,, führend .EinlaR 10 0 und sn vO ze ill 3 im 10 un lill Otfl reich der Schnecken 3 sind zwei einander gegenüber-    liegende, in das Gehäuseinnere führende Einlässe 11 und 12 vorgesehen. An jedem Einlass 10-12 ist ein dicht abschliessbarer Behälter 13, 14, 15 angeschlossen, der zur Aufnahme von weiteren Medien dient.

   Die in diesen letzteren Behältern befindlichen Medien können dabei unter der Wirkung eines Druckmittels stehen.



  Vorteilhafterweise besitzen diese Behälter an ihrem unteren Ende eine nicht dargestellte Dosiervorrichtung.



   Das Stirnende des Gehäuses 2 ist mittels eines Blindflansches 16 dicht abgeschlossen. Unmittelbar hinter dem Stirnende des Gehäuses 1 ist ein Auslass 17 angeordnet, an den ein Homogenisator 18 angeschlossen ist, dessen Auslassende über einen Kanal 19 mit dem oberen Abschnitt des Speicherbehälters 7 verbunden ist.



  Im Kanal befinden sich zwei ineinandergreifende und von unten nach oben fördernde Pressschnecken 26, die durch ein Antriebsaggregat 21 antreibbar sind.



   Die Wirkungsweise der Anlage bei Herstellung von beispielsweise Seife ist die folgende:
Im Behälter 7 befindet sich ein Öl, im Behälter 14 eine Lauge und im Behälter 15 Wasser. Der Behälter
13 wird in diesem Fall nicht benötigt und könnte daher wegfallen. Das Öl wird durch das Rührwerk 9 nach unten durch den Einlass 6 zwischen die Schnecken 3 gedrückt, die das Öl dann kontinuierlich nach vorn bei den Einlässen 11 und 12 vorbeifördern, wo es mit der kontinuierlich in dosierter Weise zugegebenen Mengen Lauge und Wasser in Berührung kommt. Das Öl verfestigt sich dabei und wird bei der Weiterförderung der Lauge und dem Wasser vermischt. Das Mischgut wird dann über den Homogenisator 18 und den Kanal 19 in den oberen Bereich des Speicherbehälters 7 geleitet.



  Im Kanal 19 wird mittels den Pressschnecken 20 der Misch- und Homogenisierprozess fortgesetzt. Das Mischgut wird dann ohne weitere Materialzugabe nochmals durch die Mischvorrichtung 1 gelassen, wobei dann das Stirnende des Gehäuses 2 geöffnet und gegebenenfalls mit einer Platte, die Durchlässe bestimmter Form aufweist, versehen wird.



   Bei der beschriebenen Anlage werden aus Speicherund Vorratsbehältern die miteinander zu mischenden Medien in dosierten Mengen entnommen und durch die gleichzeitig als Fördervorrichtung dienende Mischvorrichtung kontinuierlich gefördert, wobei jeweils nur kleinste Mengen der verschiedenen Medien miteinander vermischt werden, wobei die Schnecken eine innige Vermischung der zugeführten Medien gewährleisten.



   Die beschriebene Anlage bietet noch folgende weitere Vorteile:
Es kann unter Vakuum gearbeitet werden und parallel dazu kann noch ein hoher Druck auf die zu verarbeitenden Medien ausgeübt werden.



   Bei Verarbeitung ohne Vakuum ist gewährleistet, dass während des Mischprozesses keine Luft eingearbeitet wird.



   Die Beheizung und Kühlung ist einstellbar, so dass z. B. nur ein Teil der Gesamtmenge der Medien erhitzt oder gekühlt wird, oder auch ein Teil unter Kühlung und der andere unter Beheizung verarbeitet wird.



   Eine vollständige sterile Verarbeitung ist gewährleistet und während des Mischprozesses kann eine Eindampfung und Trocknung erfolgen, so dass sich teure Trocken anlagen erübrigen.



   Die   volikommene      Entleerung      der    Anlage   geschieht      II,Z i us siatici hi ettaX    direkt abzufüllen. Beispielsweise können Produkte, die mit Luft nicht in Berührung kommen dürfen, direkt in Kartuschen abgefüllt werden.



   Die Reinigung der Anlage geschieht automatisch und es können ohne Gefahr hochfeuergefährliche   Reini    gungsmittel verwendet werden.



   Da in der Mischvorrichtung immer nur ein Teil der Gesamtmenge der Medien verarbeitet wird, sind die nötigen Antriebskräfte verhältnismässig gering.



   Durch Verstellung der Antriebsmotoren 4 und 21 kann der Druck in den Mischkammern der Mischvorrichtung wunschgemäss eingestellt werden, indem das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Schrägschnekken 20 zu den   Horizontaischnecken    geändert wird.



   Der Kanal 19 könnte in ähnlicher Weise wie das Gehäuse 2 ebenfalls an einem oder mehreren Zusatzbehältern mit zu mischenden Medien angeschlossen sein.



   Die Mischvorrichtung 1 wie auch die Leitung 19 können unabhängig vom Speicherbehälter 7 beheizt oder gekühlt werden.



   Beim Auslassende des Kanals 19 in den Speicherbehälter 7 können Form oder Lochplatten eingesetzt werden. Diese dienen dazu, den dicken Strang in viele kleinere aufzuteilen, wodurch die Oberfläche bedeutend vergrössert wird, was z. B. das Ausdampfen beschleunigt.



   Die Pressschnecken könnten selbstverständlich auch linksgängig sein, in jedem Falle müssen sie aber in gleicher Drehrichtung laufen.



   Der Speicherbehälter 7 könnte auch ohne Verschlussdeckel als Zwischenbehälter mit dem gegenläufigen Rührwerk zwecks Materialzufuhr benützt werden.



  In den Zwischenbehältern würde aus einem unbeschränkt grossen Silo kontinuierlich das Material eingefüllt. In diesem Fall würden die ebenfalls als Bearbeitungsorgane dienenden Pressschnecken 20 mit ihrem Gehäuse 19 derart an den Homogenisator angeschlossen, dass sie sich von diesem etwa horizontal nach links wegerstrecken. Das Material würde dann aus dem vorderen Ende des Gehäuses 19 austreten.



   Anstelle der Behälter 13, 14 und 15 könnte zum Beispiel auch eine Dosierpumpe angeschlossen werden, welche aus einem Vorratsbehälter die Zumischmedien in einstellbarer Menge der Mischwerkzeuge 3 zuführen.



  Ausserdem sind diese Anschlussstellen in der Zahl unbeschränkt.



   Wird die Anlage wie vorerwähnt kontinuierlich eingesetzt, d. h. dass der Speicherbehälter 7 als offener Zwischen- und Zufuhrbehälter dient, kann eine bereits bekannte Entlüftungsvorrichtung bei den Misch- und Förderorganen 3 oder 20 angebracht werden.



   In der Anlage könnten anstelle der Schnecken auch andere Organe eingebaut werden, sofern sie nebst der Vermischung von   Materialströmen    unter Reib- und Quetschwirkung auch eine Vorwärtsbewegung gestatten.



   Zwischen den Pressschneckengruppen könnten auch Mischwerkzeuge, wie z. B. Zahnscheiben, schlagende Hammer und dergleichen, angeordnet werden.



   Selbstverständlich kann entsprechend den Anforderungen, die an das Mischgut gestellt werden, auch der Homogenisator und die Leitung 20 mit den darin ange ordneten Schnecken entfallen. Das Mischgut tritt dann schon das erste Mal bei Erreichen des Stirnendes der Mischvorrichtung durch einen oder mehrere Auslässe aus.  



   Falls erwünscht, könnten die Pressschnecken einen Bereich mit reduziertem Aussendurchmesser aufweisen, in welchem die Wendeln einen umgekehrten Richtungssinn und gegenüber der Gehäusewandung ein grösseres Spiel aufweisen. Dadurch ergibt sich eine Stauung des Materialflusses.



   Auch könnte die Anordnung derart getroffen sein, dass die Pressschnecken mit abwechselnden Drehrichtungen angetrieben werden, wobei die Medien während der Drehung in der einen Richtung dosiert zugeführt und dann die Zufuhr abgestoppt und die Antriebsrichtung umgekehrt wird, so dass die Medien wieder zurücklaufen.



  Dieses Hin- und Herschieben der Medien kann so lange durchgeführt werden, bis die Behandlung der Medien beendet und diese innig ineinander vermischt ausgestossen werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Mischen mindestens zweier fliessfähiger Medien, dadurch gekennzeichnet, dass die Medien in dosierten Mengen kontinuierlich und voneinander getrennt den Mischorganen zugeführt und kon tinuieflich von den Zufuhrstellen weggeführt und miteinander verwischt werden.

   II. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage mindestens eine Gruppe bestehend aus mehreren umschlossenen ineinandergreifenden und in gleicher Richtung fördernden, als Mischorgane dienende Pressschnecken aufweist und dass für jedes Medium ein getrennter Aufgabeeinlass vorgesehen ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass din Vermischung unter einer Reibund Quetschwirkung stattfindet.

   2. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe zwei nebeneinanderliegende Pressschnecken umfasst, die mindestens teilweise mit minimalem Spiel von einem Gehäuse umschlossen sind.

   3. Anlage nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel zwischen den Schnecken mindestens der einen Gruppe in Förderrichtung abnimmt.

   4. Anlage nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken zwei Abschnitte aufweisen, wobei im hinteren Abschnitt das Spiel zwischen den miteinanderwirkenden Schnecken grösser ist als im vorderen Abschnitt.

   5. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlässe für die verschiedenen Medien in Förderrichtung der Schnecken im Abstand hintereinander angeordnet sind.

   6. Anlage nach Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Einlass im Bereich des hinteren Abschnittes der Schnecken und mindestens ein weiterer Einlass im Bereich des vorderen Abschnittes der Schnecken einmündet.

   7. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlässe einander gegenüberliegend angeordnet sind.

   8. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlässe jeweils an einen Vorratsbehälter angeschlossen sind.

   9. Anlage nach Unteransprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass im an den hinteren Abschnitten der Schnecken angeschlossenen Behälter ein das Medium nach unten drückendes gegenläufiges Rührwerk eingebaut ist.

   10. Anlage nach Unteransprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das im an den vorderen Abschnitt der Schnecken angeschlossenen Behälter befindliche Medium unter der Wirkung eines Druckmittels steht.

   11. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwei hintereinander angeordnete Gruppen von Pressschnecken vorgesehen sind.

   12. Anlage nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Gruppen von Pressschnecken ein Homogenisator eingebaut ist.

   13. Anlage nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken einen Bereich mit reduziertem Aussendurchmesser aufweisen, in welchem die Windungen der Schnecken umgekehrt gerichtet sind und gegenüber der Gehäusewandung einen grösseren Abstand aufweisen.

   14. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass die Antriebsrichtung der Schnecken umkehrbar ist.