CH661669A5

CH661669A5 - Process and related apparatus for continuous granulation of pulverulent substrates in general

Info

Publication number: CH661669A5
Application number: CH599284A
Authority: CH
Inventors: Inventore Ha Rinunciato Ad E L
Original assignee: Fershan Holding S A
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1987-08-14

Abstract

A granulation process for pulverulent substrates is described, which is applied particularly in the pharmaceutical and food fields, where the substrates to be granulated are generally heat-labile or heat-sensitive. To avoid energy consumption on the one hand and to reduce it on the other hand, this process provides for the formation of agglomeration nuclei by wetting the substrate particles during the formation of the granules and their growth up to predetermined dimensions by causing the nuclei to flow along a drying tract by letting them roll on a heated wall (7) of a granulator. The growth is controlled by means of a controlled heat supply which provides for simultaneous drying of the granules. <IMAGE>

Description

La presente invenzione si riferisce ad un processo per granulare in continuo substrati polverulenti in genere, particolarmente ma non esclusivamente indicato per granulare sostanze termolabili, termosensibili e simili come, ad esempio, sostanze farmaceutiche, sostanze alimentari eccetera. L'invenzione concerne altresì una apparecchiatura per l'attuazione e messa in opera del suddetto processo di granulazione. The present invention relates to a process for continuously granulating powdery substrates in general, particularly but not exclusively indicated for granulating thermolabile, thermosensitive and similar substances such as, for example, pharmaceutical substances, food substances, etc. The invention also relates to an apparatus for the implementation and implementation of the above granulation process.

È noto che un processo di granulazione del tipo considerato comprende fondamentalmente le fasi di bagnatura del substrato polverulento con un appropriato legante (ad esempio acqua), formatura di granuli il più possibilmente sferoidali ed aventi dimensioni trasversali o diametro rientranti in una prefissata ristretta gamma di valori, essiccazione dei granuli ottenuti ad un contenuto di umidità di prefissato valore. Dal modo con il quale vengono attuate le suddette fasi dipendono le caratteristiche di compattezza e scorrevolezza del granulato prodotto, mentre le caratteristiche chimiche, organolettiche ecc. di detto granulato dipendono dalla possibilità di controllare i parametri in gioco durante l'intero processo, in particolare il tempo e la temperatura. It is known that a granulation process of the type considered basically comprises the steps of wetting the powdery substrate with an appropriate binder (for example water), forming the most possible spheroidal granules and having transverse dimensions or diameter within a predetermined narrow range of values drying of the granules obtained at a moisture content of a predetermined value. The compactness and flowability characteristics of the granulate produced depend on the way in which the above steps are carried out, while the chemical, organoleptic characteristics etc. of said granulate depend on the possibility of controlling the parameters involved during the whole process, in particular time and temperature.

Nella fase di bagnatura dovrebbe essere garantito che ogni singola particella di substrato venga a contatto con una rispettiva appropriata quantità di legante, così da assumere una adesività sufficiente per la formazione di un nucleo di agglomerazione in occasione di un incontro tra dette particelle bagnate. During the wetting phase it should be ensured that each individual particle of substrate comes into contact with a respective appropriate amount of binder, so as to assume sufficient adhesiveness for the formation of an agglomeration core during a meeting between said wet particles.

Nella fase di formatura del granulo, dovrebbe essere garantita la crescita dei nuclei di agglomerazione, ad esempio attraverso contatti successivi tra più nuclei e tra nuclei e particelle bagnate. Inoltre una tale crescita dovrebbe ovviamente essere controllata così da possibilmente ottenere granuli di forma sferica o subsferica e di diametro rientrante in una prefissata gamma di valori. During the granule forming phase, the growth of the agglomeration nuclei should be ensured, for example through successive contacts between multiple nuclei and between nuclei and wet particles. Furthermore, such growth should obviously be controlled so as to possibly obtain spherical or sub-spherical granules with a diameter within a predetermined range of values.

La tecnica di granulazione in continuo più largamente applicata è attualmente basata sull'impiego di torri spray, con le quali è sostanzialmente garantito l'ottenimento di granuli di forma sferiodale. The most widely applied continuous granulation technique is currently based on the use of spray towers, with which the obtainment of spherical-shaped granules is substantially guaranteed.

Secondo questa tecnica, il substrato da granulare è bagnato con un eccesso di agente legante, ad esempio acqua, sino ad ottenimento di una sospensione (slurry) di densità tale da essere facilmente spruzzata, da una pluralità di ugelli, alla sommità di una torre. According to this technique, the substrate to be granulated is wet with an excess of binding agent, for example water, until obtaining a suspension (slurry) of a density such as to be easily sprayed, by a plurality of nozzles, at the top of a tower.

Nella torre, le goccioline di una tale sospensione, sostanzialmente sferiche, incontrano una corrente di aria calda, dalla quale vengono quasi istantaneamente essiccate, trasformandosi in granuli sferoidali. In the tower, the droplets of such a suspension, substantially spherical, meet a stream of hot air, from which they are almost instantly dried, transforming into spheroidal granules.

Le dimensioni di questi granuli sono strettamente legate alle modalità di spruzzatura ed alle caratteristiche strutturali e dimensionali degli ugelli spruzzatori. Non c'è alcuna possibilità di crescita del granulo, una volta formato. Oltre a ciò, nelle torri spray è praticamente impossibile avere tempi di permanenza uguali per tutti i granuli di uno stesso substrato, per cui la non pilotabilità di questi parametri implica spesso una non omogenea quantità di caratteristiche chimiche, fisiche e geometriche del prodotto. The dimensions of these granules are strictly linked to the spraying methods and to the structural and dimensional characteristics of the spray nozzles. There is no possibility of growth of the granule once formed. In addition, in the spray towers it is practically impossible to have the same residence times for all the granules of the same substrate, so the non-pilotability of these parameters often implies a non-homogeneous quantity of chemical, physical and geometric characteristics of the product.

Inoltre con la tecnica suddetta moltissimi granuli risultano cavi o parzialmente cavi e quindi fragili per cui, oltre ad abbassare indesideratamente il valore della densità apparente, essi sono facilmente frantumati, polverizzati, costituendo così una secca perdita di resa di produzione. Furthermore, with the above mentioned technique many granules are hollow or partially hollow and therefore fragile so that, in addition to undesirably lowering the apparent density value, they are easily crushed, pulverized, thus constituting a dry loss of production yield.

Un altro riconosciuto inconveniente è quello dell'elevato consumo energetico richiesto per eliminare l'eccesso di legante, ad esempio acqua, usato per conferire al susbstrato la caratteristica di spruzzabilità. A questo proposito è bene osservare che la fase di essiccazione dei granuli avviene per scambio termico (convezione) tra goccie di una sospensione di substrato ed una corrente di aria calda e che il coefficiente di scambio termico in tale caso è molto basso. Tenuto conto che molto spesso è necessario realizzare lo scambio termico ad un livello di temperatura relativamente basso, come ad esempio nel caso di granulazione Another recognized drawback is that of the high energy consumption required to eliminate the excess of binder, for example water, used to give the substrate the sprayability characteristic. In this regard, it should be noted that the drying phase of the granules takes place by heat exchange (convection) between drops of a substrate suspension and a stream of hot air and that the heat exchange coefficient in this case is very low. Taking into account that very often it is necessary to carry out the heat exchange at a relatively low temperature level, such as in the case of granulation

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di sostanze farmaceutiche o alimentari o simili sostanze termolabili, ne consegue la necessità di utilzzare grandissimi volumi di aria calda a lunghi tempi di contatto aria-granuli. of pharmaceutical or food substances or similar thermolabile substances, it follows the need to use very large volumes of hot air with long air-granule contact times.

Accanto agli elevati consumi energetici, tutto ciò coinvolge riconosciutamente la realizzazione di apparecchiature di grandi dimensioni, di non facili conduzione, controllo e manutenzione. In addition to the high energy consumption, all this involves the realization of large-sized equipment, which is not easy to manage, control and maintain.

Inoltre questi processi in continuo e le relative apparecchiature non consentono generalmente la possibilità di variare rapidamente i parametri in gioco durante la granulazione (in particolare la temperatura ed il tempo di permanenza) in funzione di cambiare esigenze operative, nè di regolare localmente una o più di tali grandezze al di là di quanto fino ad ora offerto dalle ben note tecniche di alimentare l'aria calda in contro-corrente o in equi-corrente rispetto al substrato e di variare la velocità del flusso di aria riscaldata. Tentativi di utilizzare apparecchiature di ridotte e più compatte dimensioni rispetto a quelle tradizionali più sopra citate, nonché scambi termici a livelli di temperatura relativamente alti, per ridurre i tempi di permanenza del substrato da trattare nelle suddette apparecchiature, hanno sino ad ora pesantemente penalizzato la produzione oraria e quasi sempre la qualità del prodotto finito. A questo proposito conviene ricordare ancora che il granulato prodotto deve sempre soddisfare standards ottimali per quanto riguarda la consistenza, la granulometria, la densità apparente l'aspetto e la proprietà di scorrimento. Furthermore, these continuous processes and the relative equipment generally do not allow the possibility of rapidly changing the parameters involved during the granulation (in particular the temperature and the residence time) according to changing operating needs, nor to locally adjust one or more of these quantities beyond what has hitherto been offered by the well-known techniques of feeding the hot air in counter-current or in equi-current with respect to the substrate and to vary the speed of the heated air flow. Attempts to use smaller and more compact equipment than the traditional ones mentioned above, as well as heat exchanges at relatively high temperature levels, to reduce the residence time of the substrate to be treated in the aforementioned equipment, have hitherto heavily penalized production hourly and almost always the quality of the finished product. In this regard, it should be remembered again that the granulate produced must always meet optimum standards as regards consistency, particle size, apparent density, appearance and flow property.

Il problema tecnico che sta alla base di questa invenzione è pertanto quello di escogitare un processo e relativa apparecchiatura per granulare in continuo substrati, che possano soddisfare le esigenze generali più sopra esposte, superando contemporaneamente tutti gli inconvenienti dei processi e delle apparecchiature della tecnica nota. The technical problem which lies at the basis of this invention is therefore that of devising a process and relative equipment for continuously granulating substrates, which can meet the general requirements set out above, while simultaneously overcoming all the drawbacks of the processes and equipment of the prior art.

L'idea di risoluzione di un tale problema è quello di consentire la crescita dei nuclei di agglomerazione attraverso urti successivi tra nuclei e nuclei e tra nuclei e particelle bagnate contemporaneamente ad una essiccazione dei granuli stessi, controllando la crescita di quest'ultimi proprio attraverso la velocità di essiccazione. The idea of solving such a problem is to allow the growth of the agglomeration nuclei through successive impacts between nuclei and between nuclei and wet particles simultaneously with a drying of the granules themselves, controlling the growth of the latter precisely through the drying speed.

Sulla base di una tale idea, il problema tecnico più sopra esposto è risolto, secondo l'invenzione, da un processo per granulare in continuo substrati polverulenti in genere, che comprende le fasi successive di: Based on such an idea, the technical problem described above is solved, according to the invention, by a process for continuously granulating powdery substrates in general, which comprises the following steps of:

— alimentare in continuo un substrato in particelle finemente suddivise in un granulatore tubolare, - continuously feed a substrate in finely divided particles in a tubular granulator,

— formare in continuo uno strato dinamico sottile di detto substrato che riempie interamente la sezione trasversale di detto granulatore, - continuously forming a thin dynamic layer of said substrate which completely fills the cross section of said granulator,

— bagnare con un agente legante nebulizzato le particelle di detto strato dinamico sottile con continua formazione in esso di nuclei di agglomerazione, - wetting with a nebulized binding agent the particles of said thin dynamic layer with continuous formation of agglomeration nuclei in it,

— far fluire detti nuclei di agglomerazione, continuamente formantisi, lungo un percorso di essiccazione ed accrescimento definito in detto granulatore, con rotolamento di detti nuclei su una parete riscaldata di detto percorso, - flowing said agglomeration cores, continuously forming, along a drying and growth path defined in said granulator, with rolling of said cores on a heated wall of said path,

— scaricare in continuo il vapore ed il granulato ottenuto al termine di detto percorso. - continuously discharge the steam and the granulate obtained at the end of said path.

Vantaggiosamente il flusso continuo di detti nuclei di agglomerazione lungo il percorso di essiccazione ed accrescimento è ottenuto mediante centrifugazione dei nuclei continuamente formatisi effettuata mediante un albero palettato ruotante in detto granulatore, le palette riscaldate di detto albero palettato e la parete interna riscaldata di detto granulatore definendo il suddetto percorso di essiccazione ed accrescimento. Advantageously, the continuous flow of said agglomeration cores along the drying and growth path is obtained by centrifugation of the continuously formed cores carried out by means of a bladed shaft rotating in said granulator, the heated vanes of said bladed shaft and the heated internal wall of said granulator defining the aforementioned drying and growth path.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di un esempio di attuazione di un processo di essiccazione e relativa apparecchiatura, secondo il trovato, fatta qui di seguito con riferimento ai disegni allegati dati solo a titolo indicativo e non limitativo ed in cui: The characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of an example of an embodiment of a drying process and relative apparatus, according to the invention, made below with reference to the attached drawings given only by way of non-limiting example and in which :

— la fig. 1 rappresenta schematicamente in sezione una apparecchiatura per attuare un processo di essiccazione in continuo secondo l'invenzione, - fig. 1 is a schematic sectional view of an apparatus for carrying out a continuous drying process according to the invention,

— la fig. 2 rappresenta una sezione trasversale lungo la li-5 nea II-II di fig. 1, - fig. 2 represents a cross section along line II-II of fig. 1

— la fig. 3 rappresenta prospetticamente a scala ingrandita un particolare della apparecchiatura di fig. 1, - fig. 3 is a perspective view of a detail of the apparatus of fig. 1

— la fig. 4 rappresenta prospetticamente ed a scala ulteriormente ingrandita un altro particolare dell'apparecchiatura di io fig.l, - fig. 4 is a perspective view and on a further enlarged scale of another detail of the apparatus of I fig. 1,

— la fig. 4 rappresenta prospetticamente ed a scala ulteriormente ingrandita un altro particolare di fig. 1. - fig. 4 is a perspective view of a further detail of fig. 1.

Con riferimento alle suddette figure, una apparecchiatura per l'attuazione di un processo di granulazione in continuo se-15 condo l'invenzione che nel seguito della descrizione e nelle successive rivendicazioni sarà chiamata essiccatore, comprende un corpo tubolare 1, cilindrico, ad asse verticale, supportato da una incastellatura non rappresentata poiché del tutto convenzionale. Detto corpo 1 è del tipo comprendente perimetralmente 20 una camicia 2 di riscaldamento, ad esempio del tipo percorso da olio diatermico, alimentato attraverso un condotto 3 e scaricato, attraverso un condotto 4, detti condotti essendo collegati ad un gruppo di riscaldamento convenzionale e non rappresentato. With reference to the aforesaid figures, an apparatus for carrying out a continuous granulation process according to the invention which in the following description and in the subsequent claims will be called a dryer, comprises a tubular body 1, cylindrical, with vertical axis , supported by a frame not shown because it is completely conventional. Said body 1 is of the type comprising perimetrically 20 a heating jacket 2, for example of the type crossed by diathermic oil, fed through a duct 3 and discharged, through a duct 4, said ducts being connected to a conventional heating group and not shown .

25 Nel corpo tubolare 1 è definita una camera di granulazione 25 In the tubular body 1 a granulation chamber is defined

5 inferiormente e superiormente chiusa da fondi rispettivamente indicati con 6 e 7. 5 below and above closed by bottoms respectively indicated by 6 and 7.

Nella camera 5 di granulazione è girevolmente montato un gruppo rotore globalmente indicato con 8. Questo gruppo com-30 prende un primo albero 9, rotante, tubolare, esteso girevolmente e coassialmente attraverso una apertura 10 ricavata nel fondo ^superiore 7 del corpo tubolare 1, esternamente al quale detto albero rotante è accoppiato, in modo convenzionale e non rappresentato, ad un gruppo motore (esso pure non rappresentato) 35 per il suo azionamento. In the granulation chamber 5 a rotor assembly globally indicated with 8 is rotatably mounted. This group comprises 30 a first rotating, tubular shaft 9, rotatably and coaxially extended through an opening 10 obtained in the upper bottom 7 of the tubular body 1, externally to which said rotating shaft is coupled, in a conventional and not shown way, to a motor unit (also not shown) for its actuation.

Sulla estremità di detto albero rotante 9, interna al corpo tobolare 1, è coassialmente fissato un disco distributore 11, nel cui spessore sono radialmente ricavati quattro condotti 12, estesi in posizioni diametralmente opposte ed aventi le estremità in-40 terne in comunicazione di liquido con l'interno dell'albero tubolare 9. A distributor disc 11 is coaxially fixed on the end of said rotating shaft 9, inside the slider body 1, in whose thickness four conduits 12 are radially formed, extended in diametrically opposite positions and having the inner ends in-40 in liquid communication with the inside of the tubular shaft 9.

Un secondo albero rotante 13 è girevolmente e coassialmente esteso attraverso una apertura 6a ricavata nel fondo inferiore A second rotating shaft 13 is rotatably and coaxially extended through an opening 6a formed in the lower bottom

6 del corpo tubolare 1. Anche questo albero rotante 13 è tubo-45 lare e alla estremità di esso interna al corpo 1 è coassialmente fissato un secondo disco-distributore 14. 6 of the tubular body 1. This rotating shaft 13 is also a 45-tube and a second distributor-disc 14 is coaxially fixed to the end thereof inside the body 1.

Nel disco distributore 14 sono radialmente ricavati quattro condotti 15, estesi in posizioni diametralmente opposte ed in comunicazione di liquido con l'interno dell'albero tubolare 13. 50 Con 16 è indicato ciascun fascio tubiero di quattro fasci tubieri, estesi nel e parallelamente al corpo tubolare 1. Le estremità opposte dei tubi di detti fasci tubieri 16 sono attestate e fissate superiormente al disco distributore 11 ed inferiormente al disco distributore 14. In particolare i tubi di ciascun fascio 55 tubiero 16 sono in comunicazione di liquido superiormente con un rispettivo condotto 12 del disco distributore 11 ed inferiormente con un rispettivo condotto 15 del disco distributore 14. Attraverso questi dischi distributori 11, 14 ed i fasci tubieri 16 è realizzato, da una parte una comunicazione di liquido tra l'al-60 bero tubolare 9 e l'albero tubolare 13 e dall'altra parte, un accoppiamento meccanico tra questi alberi che così risultano solidali in rotazione. Four conduits 15 are radially formed in the distributor disc 14, extended in diametrically opposite positions and in liquid communication with the inside of the tubular shaft 13. 50 16 indicates each tube bundle of four tube bundles, extended in and parallel to the body tubular 1. The opposite ends of the tubes of said tube bundles 16 are attested and fixed above the distributor disk 11 and below the distributor disk 14. In particular, the tubes of each bundle 55 tube 16 are in communication of liquid above with a respective conduit 12 of the distributor disk 11 and below with a respective conduit 15 of the distributor disk 14. Through these distributor disks 11, 14 and the tube bundles 16 a communication of liquid between the tubular shaft 9 and the tubular shaft 13 and on the other side, a mechanical coupling between these shafts which are thus integral in rotation.

Vantaggiosamente, ed in accordo con una caratteristica di questa invenzione, i tubi di ciascun fascio tubiero 16 sono reci-65 procamente meccanicamente irrigiditi tramite una pluralità di dischi alettati 17 che, alla funzione di irrigidimento desiderata, associano quella di mettere a desposizione una ampia superficie di scambio termico, utile per il processo più avanti descritto. Advantageously, and in accordance with a feature of this invention, the tubes of each tube bundle 16 are reciprocally mechanically stiffened by means of a plurality of finned disks 17 which, to the desired stiffening function, associate that of making available a large surface of heat exchange, useful for the process described below.

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Un albero tubolare 18 è coassialmente montato, con mezzi convenzionali non rappresentati sull'albero motorizzato 9, con il quale forma una intercapedine tubolare 19. A tubular shaft 18 is coaxially mounted, with conventional means not shown on the motorized shaft 9, with which it forms a tubular interspace 19.

Questo albero tubolare 18 è esteso attraverso l'apertura 10 del fondo superiore 7 del corpo 1 e supporta all'interno di detto corpo un disco distributore 20, distanziato dal disco ditributore 11 precentemente citato, rispetto al quale presenta un diametro notevolmente maggiore. This tubular shaft 18 is extended through the opening 10 of the upper bottom 7 of the body 1 and supports within said body a distributor disk 20, spaced from the distributor disk 11 mentioned above, with respect to which it has a considerably larger diameter.

Analogamente, un albero tubolare 21 è coassialmente montato, con mezzi convenzionali non rappresentati, sull'albero rotante 13, con il quale forma una intercapedine 22. Questo albero tubolare 21 è esteso attraverso l'apertura 6a del fondo inferiore 6 del corpo 1 e supporta, all'interno di quest'ultimo, un selezionatore centrifugo 23, del tutto convenzionale e quindi schematicamente rappresentato. Similarly, a tubular shaft 21 is coaxially mounted, with conventional means not shown, on the rotating shaft 13, with which it forms an interspace 22. This tubular shaft 21 is extended through the opening 6a of the lower bottom 6 of the body 1 and supports inside the latter, a centrifugal selector 23, entirely conventional and therefore schematically represented.

Gli alberi tubolari 18 e 21 sono solidarizzati in rotazione ai rispettivi alberi 8 e 13. Di conseguenza, con l'albero motorizzato 9 ruotando solidalmente il disco distributore 20 ed il selezionatore centrifugo 23. The tubular shafts 18 and 21 are rotationally coupled to the respective shafts 8 and 13. Consequently, with the motorized shaft 9 solidly rotating the distributor disk 20 and the centrifugal selector 23.

Un ulteriore albero tubolare 24 è coassialmente montato, sempre con mezzi convenzionali non rappresentati, sull'albero tubolare 18, con il quale forma una intercapedine anulare 25. A further tubular shaft 24 is coaxially mounted, always with conventional means not shown, on the tubular shaft 18, with which it forms an annular cavity 25.

Anche questo albero tubolare 24 è solidarizzato in rotazione all'albero tubolare 18 ed è girevolmente esteso, a tenuta di fluido, attraverso detta apertura 10 del fondo superiore 7 del corpo 1. This tubular shaft 24 is also rotationally coupled to the tubular shaft 18 and is rotatably extended, fluid-tight, through said opening 10 of the upper bottom 7 of the body 1.

All'interno di questo corpo 1, il suddetto albero tubolare 24 termina in relazione distanziata rispetto al disco distributore 20. Sull'albero tubolare 24 ed all'interno del corpo 1 è montato un supporto convenzionale 26 di una pluralità di ugelli nebulizzatori d'acqua 27 (o altro legante appropriato per il substrato da granulare) in comunicazione di liquido con una sorgente di acqua in pressione non rappresentata. Inside this body 1, the aforementioned tubular shaft 24 terminates in a spaced relationship with respect to the distributor disk 20. A conventional support 26 of a plurality of water atomising nozzles is mounted on the tubular shaft 24 and inside the body 1 27 (or other appropriate binder for the substrate to be granulated) in communication of liquid with a source of pressurized water not shown.

Un involucro 28 di lamiera metallica forellata è superiormente e coassialmente fissato al disco distributore 20 ed inferiormente coassialmente fissato al selezionatore centrifugo 23. L'involucro 28, che è pertanto solidale in rotazione con l'albero motorizzato 9, circonda il complesso dei fasci tubieri 16. A perforated metal sheet casing 28 is upper and coaxially fixed to the distributor disk 20 and lower coaxially fixed to the centrifugal selector 23. The casing 28, which is therefore rotationally integral with the motorized shaft 9, surrounds the tube bundle assembly 16 .

Questi stessi fasci tubieri 16 supportano, in modo del tutto convenzionale e non rappresentato, una pluralità di palette centrifuge 29 disposte secondo un primo ordine elicoidale ed estese radialmente esternamente all'involucro forellato 28. These same tube bundles 16 support, in a completely conventional and not shown way, a plurality of centrifugal vanes 29 arranged in a first helical order and extending radially outside the perforated casing 28.

Una pluralità di palette centripete 30, supportate in modo convenzionale dai fasci tubieri 16, costituisce un secondo ordinamento elicoidale. Anche queste palette centripete 30 sono estese radialmente esternamente all'involucro forellato 28. È da rilevare che le palette 29 e 30 sono del tipo registrabilmente orientabile, in modo del tutto convenzionale e non rappresentato. A plurality of centripetal vanes 30, conventionally supported by the tube bundles 16, constitutes a second helical arrangement. These centripetal vanes 30 are also extended radially externally to the perforated casing 28. It should be noted that the vanes 29 and 30 are of the adjustable type, in a completely conventional and not shown way.

L'albero tubolare motorizzato 9 è in comunicazione di liquido con una sorgente di fluido riscaldato, ad esempio olio diatermico, da alimentare, attraverso il disco distributore 11 alla pluralità di fasci tubieri 16 e da scaricare all'esterno del corpo 1, attraverso l'albero rotante 13. L'intercapedine anulare 19 è in comunicazione di fluido con una sorgente di aria calda in pressione, convenzionale e non rappresentata, mentre l'intercapedine 25 è in comunicazione con un dispositivo, esso pure convenzionale e quindi non rappresentato, di alimentazione un substrato in particelle, da sottoporre ad granulazione. The motorized tubular shaft 9 is in liquid communication with a source of heated fluid, for example diathermic oil, to be fed, through the distributor disc 11, to the plurality of tube bundles 16 and to be discharged outside the body 1, through the rotating shaft 13. The annular cavity 19 is in fluid communication with a source of hot air under pressure, conventional and not shown, while the cavity 25 is in communication with a device, also conventional and therefore not shown, for supply a substrate in particles, to be subjected to granulation.

Con il granulatore sopra descritto, il processo in continuo di questa invenzione viene attuato nel modo seguente. With the granulator described above, the continuous process of this invention is carried out in the following way.

Il substrato polverulento da granulare, finemente suddiviso, ad esempio micronizzato, viene alimentato attraverso l'intercapedine 25 nel corpo tubolare 1, dove incontra il disco-distribu-tore 20 ruotante ad elevata velocità. Tramite questo disco, le particelle di substrato formano in continuo uno strato sottile dinamico che riempie l'intera sezione trasversale del corpo tubolare 1. Questo strato sottile, continuamente formantesi a livello del disco-distributore 20, è continuamente irrorato dall'acqua nebulizzata dalla pluralità di ugelli, eroganti una prefissata appropriata portata di acqua o altro liquido legante, che garantisce la sostanziale bagnatura di ogni singola particella di substrato. Con una tale bagnatura è conseguita la formazione continua di nuclei di agglomerazione che sotto l'azione centrifugante del disco distributore 20, sono continuamente convogliati verso la parete interna riscaldata del granulatore, anche loro nella forma di uno stato dinamico sottile continuamente fluente. Le palette 29 e 30 interferiscono, manipolandolo meccanicamente, con questo flusso di nuclei di agglomerazione, entrando in contatto con praticamente tutti i nuclei continuamente formantisi. Una prima conseguenza, secondo un modello rappresentativo schematico, è che mentre i suddetti nuclei fluiscono in forma di strato sottile dinamico verso e contro la parete interna del granulatore, rotolando su di essa e sulle palette 29 e 30 che costituiscono per detti nuclei un percorso sostanzialmente obbligato, i nuclei stessi sono meccanicamente mantenuti in uno stato di turbolenza per cui risultano favoriti i contatti reciprochi, tra nucleo e nucleo, con conseguente formazione di granuli via via crescenti. È da osservare che la parete interna del granulatore 1 è riscaldata così come lo sono, per conduzione, le palette 29 e 30 per cui i nuclei di agglomerazione ed i granuli in accrescimento vengono ripetutamente in contatto con e rotolano su detta parete calda e su dette palette calde realizzando con esse uno scambio termico per coduzione (coefficiente di scambio molto elevato). The powdery substrate to be granulated, finely divided, for example micronized, is fed through the interspace 25 in the tubular body 1, where it meets the disc-distributor 20 rotating at high speed. By means of this disc, the substrate particles continuously form a dynamic thin layer which fills the entire cross section of the tubular body 1. This thin layer, continuously forming at the level of the distributor disc 20, is continuously sprayed with water sprayed by the plurality nozzles, delivering a predetermined appropriate flow rate of water or other binding liquid, which guarantees the substantial wetting of each individual substrate particle. With such wetting, the continuous formation of agglomeration cores is achieved which, under the centrifugal action of the distributor disc 20, are continuously conveyed towards the heated internal wall of the granulator, also in the form of a continuously flowing subtle dynamic state. The blades 29 and 30 interfere, mechanically manipulating it, with this flow of agglomeration nuclei, coming into contact with practically all the continually forming nuclei. A first consequence, according to a schematic representative model, is that while the aforementioned cores flow in the form of a dynamic thin layer towards and against the internal wall of the granulator, rolling on it and on the blades 29 and 30 which constitute for said nuclei a substantially path obliged, the nuclei themselves are mechanically maintained in a state of turbulence whereby mutual contacts between nucleus and nucleus are favored, with consequent formation of granules gradually growing. It should be noted that the internal wall of the granulator 1 is heated just as the blades 29 and 30 are by conduction, so that the agglomeration cores and the growing granules are repeatedly in contact with and roll on said hot wall and on said hot vanes realizing with them a thermal exchange by codification (very high exchange coefficient).

Variando la temperatura della parete del granulatore e delle palette del rotore e/o variando la velocità di rotazione di questo rotore è possibile variare la velocità di essiccamento dei granuli e quindi l'accrescimento di essi. By varying the temperature of the granulator wall and of the rotor blades and / or by varying the rotation speed of this rotor it is possible to vary the drying speed of the granules and therefore their growth.

Poiché attraverso la parete interna del corpo 1 di granulatore, le palette 29 e 30, i fasci tubieri 16, i dischi 11, 14 ed i dischi alettati 17 è possibile pompare una grandissima quantità di calore (per conduzione e per irraggiamento) a livelli di temperatura controllati su valori desiderati, è possibile effettuare una granulazione rapida con gradi di essiccamento molto spinto dei granuli ottenuti, con tempi di permanenza limitati e, quindi, con elevata potenzialità. Since through the internal wall of the granulator body 1, the blades 29 and 30, the tube bundles 16, the disks 11, 14 and the finned disks 17 it is possible to pump a huge amount of heat (by conduction and by radiation) at levels of temperature controlled on desired values, it is possible to carry out a rapid granulation with very high degrees of drying of the obtained granules, with limited residence times and, therefore, with high potential.

Questi vantaggi sono inoltre esaltati dall'accorgimento adottato di utilizzare due ordini di palette centrifughe e rispettivamente centripete, tra loro cooperanti. Il continuo rotolamento dei granuli in accrescimento sulla parere interna del granulatore e sulle palette del rotore, conferirà ai granuli stessi la desiderata forma sferica o subsferica. Il risultato sarà quindi un granulato dotato di una elevata scorrevolezza e con caratteristiche chimico-fisiche desiderate. These advantages are further enhanced by the arrangement adopted to use two orders of centrifugal and centripetal vanes, which cooperate with each other. The continuous rolling of the growing granules on the internal view of the granulator and on the rotor blades will give the granules the desired spherical or subspherical shape. The result will therefore be a granulate with high flowability and with desired chemical-physical characteristics.

In accordo con una caratteristica di questa invenzione, il processo di granulazione in un qualsialsi substrato finemente suddiviso in particelle, può essere controllato e regolato in funzione della natura di detto substrato, anche tramite l'uso di un flusso di aria calda, alimentato all'involucro 28 del corpo tubolare 1, attraverso l'intercapedine anulare 19. Dall'interno di questo involucro, dove entra in contatto con i fasci tubieri 16, l'aria fuoriesce nella camera di granulazione 5, contribuendo in modo fondamentale a mantenere i nuclei di agglomerazione ed i granuli in accrescimento, in uno stato di turbolenza, ad uniformare il livello di temperatura in tutta la camera di granulazione, migliorando pertanto le condizioni generali di scambio termico e facilitando inoltre l'allontanamento dell'unità sottratta al substrato. Sempre tramite il flusso di aria calda e prevedendo una particolare foratura dell'involucro 28, è possibile aumentare o diminuire l'efflusso di aria calda in particolari zone della camera di granulazione, dove ciò è richiesto. È in sostanza possibile variare i parametri che controllano il processo di granulazione per meglio adattare i processo stesso alla natura del substrato ed alle esigenze di produzione. In accordance with a feature of this invention, the granulation process in any finely divided into particles substrate can be controlled and regulated according to the nature of said substrate, also through the use of a flow of hot air, fed to the casing 28 of the tubular body 1, through the annular cavity 19. From the inside of this casing, where it comes into contact with the tube bundles 16, the air escapes into the granulation chamber 5, making a fundamental contribution to maintaining the agglomeration and the growing granules, in a state of turbulence, to uniform the temperature level throughout the granulation chamber, thus improving the general conditions of heat exchange and also facilitating the removal of the unit removed from the substrate. Always by means of the flow of hot air and providing for a particular perforation of the casing 28, it is possible to increase or decrease the outflow of hot air in particular areas of the granulation chamber, where this is required. It is essentially possible to vary the parameters that control the granulation process to better adapt the process itself to the nature of the substrate and production needs.

Qui di seguito sono riportati sotto forma di esempi, alcuni dati rilevati su prove di attuazione del processo di granulazione In the following, some data collected on tests for the implementation of the granulation process are shown in the form of examples

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10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

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5 5

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in continuo di questa invenzione, con utilizzazione del granulatore più sopra descritto. continuously of this invention, using the granulator described above.

Esempio 1 Example 1

È utilizzato un granulatore in cui la camera di granulazione ha diametro interno di 400 mm e lunghezza utile di 300 mm ed in cui il gruppo rotore 8 è posto in rotazione ad una velocità di 850 giri/minuto. Il corpo 1 è mantenuto ad una temperatura di 70°C tramite olio diatermico. Nel corpo 1 sono alimentati 1200 m3/h di aria calda a 60°C. A granulator is used in which the granulation chamber has an internal diameter of 400 mm and a useful length of 300 mm and in which the rotor assembly 8 is rotated at a speed of 850 rpm. Body 1 is maintained at a temperature of 70 ° C by means of diathermic oil. Body 1 supplies 1200 m3 / h of hot air at 60 ° C.

In questo granulatore sono alimentati 600 kg/h di zucchero velo e 50 kg/h di una miscela di acido citrico, colorante tipo eritrosina ed arosina ed aroma naturale al limone. Sono inoltre alimentati 25 kg/h di acqua calda a 75°C, nebulizzata. Lo zucchero velo aveva all'origine una umidità del 3,5%. In this granulator 600 kg / h of powdered sugar and 50 kg / h of a mixture of citric acid, erythrosine and arosine dyes and natural lemon flavoring are fed. In addition, 25 kg / h of hot water at 75 ° C is sprayed. The icing sugar originally had a humidity of 3.5%.

Allo scarico è ottenuto un granulato zuccherino subsferico, omogeneo nella sua composizione e colore, avente diametro di 0,4-0,6 mm, dotato di ottima scorrevolezza e con un contenuto di umidità del 3%. A sub-spherical sugar granulate is obtained at the unloading, homogeneous in its composition and color, having a diameter of 0.4-0.6 mm, endowed with excellent flowability and with a moisture content of 3%.

Esempio 2 Example 2

È utilizzato un granulatore avente camera di granulazione con diametro di 300 mm e lunghezza utile di 1800 mm, nella quale il rotore palettato è fatto ruotare a 1900 giri/minuto. Il corpo 1 è mantenuto ad una temperatura di 45 °C. Nel corpo 1 sono alimentati 600 m3/h di aria calda a 50°C, 130 kg/h di talco, 60 kg/h di metionina, 1,8 kg/h di aromatizzanti e coloranti ed una soluzione di etilcellulosa al 12% in miscela di solvente alcole/acetone, per un totale di 6% in peso di etilcellulosa sul peso totale del materiale alimentato. L'umidità media del substrato in ingresso nel granulatore è del 5,5%. A granulator having a granulation chamber with a diameter of 300 mm and a useful length of 1800 mm is used, in which the bladed rotor is rotated at 1900 rpm. Body 1 is maintained at a temperature of 45 ° C. Body 1 feeds 600 m3 / h of hot air at 50 ° C, 130 kg / h of talc, 60 kg / h of methionine, 1.8 kg / h of flavoring and coloring agents and a solution of ethyl cellulose at 12% in alcohol / acetone solvent mixture, for a total of 6% by weight of ethylcellulose on the total weight of the material fed. The average humidity of the substrate entering the granulator is 5.5%.

Allo scarico è attenuto un granulato omogeneo, subsferico, scorrevole, avente diametri compresi tra 0,2 e 0,4 mm ed un 5 contenuto di umidità residua del 3%. A homogeneous, subspherical, sliding granulate having diameters between 0.2 and 0.4 mm and a residual moisture content of 3% is carried out at the discharge.

Esempio 3 Example 3

È utilizzato un granulare avente camera di granulazione con diametro di 1000 mm e lunghezza utile di 6000 mm nella quale io il rotore palettato è fatto ruotare a 750 giri/minuto. Il corpo 1 ed il rotore palettato sono termostatati a 300°C tramite olio diatermico. Nel corpo 1 sono alimentati 1100 Kg/ora di melassa contenente circa il 30% di acqua nonché, tramite dosatore cocleare, sali minerali nella proporzione di 1:5 rispetto alla me-15 lassa. Allo scarico è ottenuto un granulato scorrevole avente una umidità residua del 2%. A granulate having a granulation chamber with a diameter of 1000 mm and a useful length of 6000 mm is used in which the bladed rotor is rotated at 750 rpm. The body 1 and the bladed rotor are thermostated at 300 ° C by means of diathermic oil. 1100 kg / hour of molasses containing about 30% of water are fed into body 1, as well as mineral salts in the proportion of 1: 5 with respect to the medium by means of a cochlear dispenser. At the discharge a sliding granulate is obtained having a residual humidity of 2%.

Il ritrovato così concepito è suscettibile di varianti e modifiche tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Così ad esempio il gruppo rotore potrà essere diversamente strutturato, 20 in particolare per quanto riguarda la disposizione ed il numero dei fasci tubieri, nonché il loro supporto di estremità che, invece da dischi-distributori, potranno essere costituiti da semplici bracci tubolari, constituenti dei contenitori-distributori di olio diatermico o altro fluido. The invention thus conceived is susceptible of variations and modifications all falling within the scope of the inventive concept. Thus, for example, the rotor assembly may be differently structured, 20 in particular as regards the arrangement and number of tube bundles, as well as their end support which, instead of disc-distributors, may be constituted by simple tubular arms, constituting containers-distributors of diathermic oil or other fluid.

25 Anche la palettatura del gruppo rotore potrà essere diversamente strutturata per quanto riguarda la disposizione elicoidale che, ovviamente, potrà essere ad uno o più principi in conformità delle diverse esigenze applicative ed in accordo con la tecnica nota del settore. 25 Even the blading of the rotor unit can be differently structured as regards the helical arrangement which, obviously, can be based on one or more principles in accordance with the various application requirements and in accordance with the prior art of the sector.

v v

1 foglio disegni 1 sheet of drawings

Claims

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1. Process for continuously granulating powdery layers in general, which includes the following steps of:

- continuously feed a substrate of finely divided particles into a tubular granulator,

- continuously forming a thin dynamic layer of said substrate which completely fills the cross section of said granulator,

- wetting the particles of said thin dynamic layer with a nebulized binding agent, with continuous formation of agglomeration nuclei in it,

- flowing said agglomeration nuclei continuously forming, along a drying and growth path, formed in said granulator, with rolling of said nuclei on a heated wall of said path,

- continuously discharge the steam and the granulate obtained at the end of said path.

2. Process according to claim 1, characterized in that the continuous flow of said agglomeration cores along the drying and growth path is obtained by centrifugation of the continuously forming cores, carried out by means of a bladed rotor rotating in said granulator, the heated vanes of said bladed rotor and the heated internal wall of said granulator defining the aforesaid drying and growth path.

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3. Process according to claim 2, characterized in that in said flow of agglomeration cores along the aforesaid drying and growth path, the cores are maintained in a state of substantial turbulence by means of the same blades of said bladed rotor, so as to favor contacts between nuclei with granule formation and granule growth.

4. Process according to claim 2, characterized in that a flow of hot air conveyed in said granulator in an axial direction along said rotor is used to uniform the temperature value inside the granulator itself or to vary this value in predetermined sections of the granulator .

5. Apparatus for continuously granulating a powder substrate, comprising a cylindrical tubular body (1) defining a granulation chamber (5), externally equipped with a heating jacket (2), a motorized bladed rotor (8), axially extended in said chamber (5), means for feeding a continuous flow of powder substrates into said chamber (5), characterized in that said rotor (8) comprises a plurality of tube bundles (16) extending longitudinally in said granulation chamber (5 ) and fed with a heated fluid, the blades (29, 30) of said rotor (8) being mechanically supported by said tube bundles (16) and being heated by them by conduction.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that said blading comprises a plurality of centrifugal vanes (29) arranged on said rotor (8) according to a helical arrangement and a plurality of centripetal vanes (30) which are also arranged on said rotor ( 8) according to a helical order.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that a distributor-disc (20) is mounted on said rotor (8), supported near the entrance of said powdery substrate, for the formation of a dynamic thin layer of said substrate , which fills the entire cross section of the granulation chamber (5).

8. Apparatus according to claim 6, characterized in that said tube bundles (16) are enveloped in a perforated casing (28), integral in rotation with said bladed rotor (8).