DE10012551B4

DE10012551B4 - Device for pellet freezing

Info

Publication number: DE10012551B4
Application number: DE2000112551
Authority: DE
Inventors: Pascal Schvester
Original assignee: Air Liquide GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: AU2001254745A1; DE10012551A1; WO2001068230A1; AR027661A1

Abstract

Vorrichtung zum Pellet-Gefrieren flüssiger oder fließfähiger Stoffe in einem flüssigen Kühlmittel, insbesondere in einer kryogenen Flüssigkeit, mit einem wärmeisolierten Pelletierbehälter (1), mit Mitteln zum Erzeugen eines Kühlmittelstromes, mit einer Tropfeinrichtung (2) zum Vertropfen des Stoffes mit einer vorbestimmten Tropfengröße in den Kühlmittelstrom einer Pelletierwanne (14) und mit einer Trenneinrichtung (3) zum Trennen der zu Pellets gefrorenen Stofftropfen von dem Kühlmittelstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (3) eine Kühlmittel-Pellet-Abflußrinne (4) mit einer Querschnittsbreite, welche so auf den Kühlmittelstrom abgestimmt ist, daß die Pellets (12) nur geringfügig in den Kühlmittelstrom eintauchen und eine in Strömungsrichtung nachfolgende Pellet-Auffangrinne (5) aufweist, und die Auffangrinne (5) unterhalb und in einem horizontalen Abstand a zum Auslaß (6) der Abflußrinne (4) so angeordnet ist, daß die Pellets (12) mit der Auffangrinne (5) getrennt von dem Kühlmittel auffangbar sind.contraption for pellet freezing liquid or flowable substances in a liquid Coolant, in particular in a cryogenic liquid, with a thermally insulated Pelletier container (1), with means for generating a flow of coolant, with a Drip device (2) for dripping the substance with a predetermined droplet size in the Coolant flow a Pelletierwanne (14) and with a separating device (3) for Separating the drops of substance frozen into pellets from the coolant flow, thereby characterized in that Separating device (3) a coolant pellet trough (4) with a cross-sectional width which is so on the coolant flow it is agreed that the Pellets (12) only slightly immerse in the coolant flow and one in the flow direction subsequent pellet gutter (5), and the gutter (5) below and at a horizontal distance a from the outlet (6) of the gutter (4) is arranged so that the Pellets (12) with the gutter (5) separated from the coolant catchable are.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pellet-Gefrieren bzw. Granulieren von flüssigen oder fließfähigen Stoffen in einem flüssigen Kühlmittel, insbesondere einer kryogenen Flüssigkeit wie einem kälteverflüssigten Gas.The The invention relates to a device for pellet freezing or granulating of liquid or flowable materials in a liquid Coolant, in particular a cryogenic liquid like a cold-liquefied one Gas.

Mit derartigen Vorrichtungen werden beispielsweise im Lebensmittelbereich flüssige oder pastöse Zutaten zu gefrorenen Granulatkörnern (Pellets) verarbeitet. Dazu wird der flüssige Stoff tropfenförmig in einen Kühlmittelstrom innerhalb eines wärmeisolierten Behälters eingebracht, verbleibt über eine gewisse Fließstrecke und damit Gefrierdauer in dem Kühlmittelstrom und anschließend werden die gefrorenen Stoffkörner aus dem Kühlmittelstrom mittels einer Trenneinrichtung entfernt.With Such devices are used, for example, in the food industry liquid or pasty Ingredients for frozen granules Processed (pellets). For this purpose, the liquid substance is drop-shaped in a coolant flow inside a thermally insulated container introduced, remains over a certain flow distance and thus freezing time in the coolant flow and subsequently become the frozen fabric grains from the coolant flow removed by means of a separator.

Die EP 0 919 279 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Pellet-Gefrieren, bei der zum Entfernen der Stoffkörner aus dem Kühlmittel ein umlaufendes, flüssigkeitsdurchlässiges Förderband vorgesehen ist, auf das der Kühlmittelstrom mit den gefrorenen Körnern geleitet wird, und welches die Pellets über eine Öffnung im Pelletierbehälter hinaus befördert zu einem Sammelgefäß. Als durchlässiges Bandmaterial dient ein netzförmiges oder gelochtes Endlosband. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß mit dem Förderban nicht nur Körner transportiert werden, sondern auch Wärme vom Außenbereich mit Umgebungstemperatur in den Pelletierbehälter mit Tieftstemperaturen übertragen wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Band aus einem Metall wie Edelstahl besteht, da Metalle eine hohe Wärmekapazität und gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die hieraus resultierende Erwärmung des Behälterinnenraumes führt zu einem erhöhten Verbrauch an Kühlmittel und damit höheren Produktionskosten. Außerdem besteht die Gefahr einer Vereisung des Förderbandes durch im Außenbereich aufgenommene Feuchtigkeit. Eine solche Eisschicht auf dem Band kann dazu führen, daß Pellets von dem Förderband abgleiten oder weg springen und in dem Behältersumpf verloren gehen Messungen hierzu haben ergeben, daß bis zu 5% der produzierten Pellets auf diese Weise verloren gehen.The EP 0 919 279 A1 describes a device for pellet freezing in which a circulating, liquid-permeable conveyor belt is provided for removing the cloth grains from the coolant, onto which the coolant stream is passed with the frozen grains, and which conveys the pellets beyond an opening in the Pelletierbehälter to a collecting vessel , As a permeable strip material is a net-shaped or perforated endless belt. This device has the disadvantage that with the Förderban not only grains are transported, but also heat is transmitted from the outside with ambient temperature in the pelletizer at low temperatures. This is especially the case when the band consists of a metal such as stainless steel, since metals have a high heat capacity and good thermal conductivity. The resulting heating of the container interior leads to an increased consumption of coolant and thus higher production costs. In addition, there is a risk of icing of the conveyor belt by moisture absorbed outdoors. Such a layer of ice on the belt can cause pellets to slide off the conveyor or jump off and get lost in the sump. Measurements have shown that up to 5% of the pellets produced are lost in this way.

In der EP 0 641 522 A2 ist eine Pelletiervorrichtung beschrieben, bei der zum Trennen der Pellets vom Kühlmittel eine drehende Bandschnecke mit einem Siebboden innerhalb des isolierten Behälters vorgesehen ist, in welche der Pellet-Kühlmittelstrom eingeleitet wird und an deren Auslaßende die Pellets über eine Behälteröffnung austreten. Diese Vorrichtung hat den Vorteil gegenüber der zuvor beschriebenen, daß sie nicht als Wärmepumpe wirkt und ein geringerer Anteil des Produktionsvolumens verloren geht. Dennoch wird bei dieser Vorrichtung auch ein gewisser Anteil von Kühlmittel über die Bandschnecke mit transportiert und geht außerhalb des Behälters verloren. Somit wird auch bei dieser Vorrichtung der Kühlmittelverbrauch unnötig erhöht, was bei den hohen Kosten von z.B. kälteverflüssigtem Stickstoff(LN₂) äußerst nachteilig ist.In the EP 0 641 522 A2 a pelletizer is described, in which is provided for separating the pellets from the coolant, a rotating screw conveyor with a sieve bottom inside the insulated container, in which the pellet refrigerant flow is introduced and at the outlet end of the pellets exit through a container opening. This device has the advantage over the previously described that it does not act as a heat pump and a smaller proportion of the production volume is lost. Nevertheless, in this device, a certain proportion of coolant transported through the tape screw and is lost outside the container. Thus, even in this device, the coolant consumption is increased unnecessarily, which is extremely disadvantageous in the high cost of eg nitrogen-liquefied nitrogen (LN ₂ ).

EP 0 605 147 A2 offenbart eine Gefriervorrichtung mit einer Kühlmittel-Pellet-Abflussrinne, die einen Kühlmittelstrom führt, bei der der Kühlmittelstrom zusammen mit den Pellets auf ein Pellet-Förderband fällt, so dass ein Wärmekontakt zwischen Kühlmittelstrom und Pellet-Förderband vorliegt. Durch den Wärmekontakt und die Bewegung des Pellet-Förderbands wird aufgrund der Wärmekapazität und der Wärmeleitung des Förderbandes Wärme von außen in die Gefriervorrichtung eingeführt, so dass höhere Kühlkosten anfallen und bei kühlverflüssigten Gasen ein höherer Verbrauch an Kühlmittel anfällt. EP 0 605 147 A2 discloses a freezer with a refrigerant pellet trough that carries a flow of refrigerant in which the refrigerant flow along with the pellets falls onto a pellet conveyor so that there is thermal contact between the refrigerant flow and the pellet conveyor. Due to the thermal contact and the movement of the pellet conveyor belt heat is introduced from the outside into the freezer due to the heat capacity and the heat conduction of the conveyor belt, so that higher cooling costs incurred and obtained in refrigerated liquefied gases, a higher consumption of coolant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Pellet-Gefrieren bereitzustellen, mit welcher eine verbesserte Trennung der gefrorenen Stoffkörner vom Kühlmittel erreichbar ist bei reduziertem Verbrauch an Kühlmittel, verminderter Funktionsanfälligkeit und einer höheren Produktionsausbeute.Of the The invention is based on the object to provide a device for pellet freezing, with which an improved separation of the frozen material grains from coolant can be reached with reduced consumption of coolant, reduced functional susceptibility and a higher one Production yield.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is with a device according to the recited in claim 1 Characteristics solved. Advantageous embodiments and developments are the subject the dependent claims.

Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 weist eine Trenneinrichtung auf, bestehend aus einer Külhmittel-Pellet-Abflußrinne und einer zu dieser beabstandeten, in Strömungsrichtung nachfolgenden Pellet-Auffangrinne. Die Querschnittsbreite der Abflußrinne ist auf den Kühlmittelstrom so abgestimmt, daß die Pellets in der Abflußrinne nur geringfügig, d.h. weniger als zur Hälfte ihres Durchmesser (Korngröße), in das Kühlmittel eintauchen. Durch die Querschnittsbreite wird also die Tiefe des Kühlmittelstromes gezielt reduziert. Dadurch wird eine ansonsten vorhandene Rückhaltekraft zwischen dem Kühlmittel und den Pellets reduziert, während die aufgrund von Oberflächenspannungen zwischen dem Kühlmittelstrom und der Rinne bestehenden Kräfte weiter wirken. Durch die punktuelle Berührung der Pellets mit dem Rinnenboden können sie sich leichter von der Abflußrinne lösen. Dies hat zur Folge, daß beim Austritt des Pellet-Kühlmittelstromes aus der Abflußrinne die Pellets einer weiteren Flugbahn folgen als das Kühlmittel. Dadurch können die Pellets getrennt von dem Kühlmittel auf einfache Weise aufgefangen werden und sind so mit einfachsten Mitteln sauber von dem Kühlmittel trennbar. Die Auffangrinne ist unterhalb und in einem horizontalen Abstand a zur Abflußrinne so angeordnet, daß alle Pellets in der Pellet-Auffangrinne auffangbar sind. Durch die kürzere Flugbahn des Kühlmittels fällt dieses wasserfallartig durch die Lücke zwischen den Rinnen in den Sumpf des Pelletierbehälters und kann vollständig wieder verwendet werden. Kein Kühlmittel entweicht aus der Pelletier-Vorrichtung, da eine saubere Trennung gänzlich im Innern des Behälters erfolgt.The apparatus according to claim 1 comprises a separator consisting of a coiler pellet trough and a spaced downstream therefrom pellet gutter. The cross-sectional width of the trough is tuned to the coolant flow so that the pellets in the trough only slightly, ie less than half their diameter (grain size), immerse in the coolant. Due to the cross-sectional width so the depth of the coolant flow is deliberately reduced. This reduces an otherwise existing restraining force between the coolant and the pellets, while the forces due to surface tensions between the coolant flow and the groove continue to act. The punctiform contact of the pellets with the channel bottom makes them easier to detach from the gutter. As a result, as the pellet coolant stream exits the trough, the pellets follow another trajectory than the coolant. As a result, the pellets can be collected separately from the coolant in a simple manner and are clean with the simplest means of the coolant separable. The gutter is arranged below and at a horizontal distance a from the gutter so that all pellets in the pellet gutter are trappable. Due to the shorter trajectory of the coolant falls this waterfall through the gap between the gutters in the bottom of the Pelletierbehälters and can be completely reused. No coolant escapes from the pelletizer because a clean separation occurs entirely inside the container.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand a zwischen dem Auslaß der Abflußrinne und der Auffangrinne einstellbar. Dadurch kann die Vorrichtung angepaßt werden an unterschiedliche Durchsatzmengen (Kühlmittel-Pellet-Volumenströme), an unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und an unterschiedliche sonstige Rinneneinstellungen. Die saubere und vollständige Trennung der Pellets ist so in einem größeren Arbeitsbereich der Vorrichtung möglich.To An advantageous embodiment of the invention is the distance a between the outlet of the trough and the gutter adjustable. This allows the device to be adapted to different flow rates (coolant-pellet volume flows), to different flow rates and to different other channel settings. The clean and complete separation the pellets are so in a larger work area the device possible.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Abflußrinne mit einem einstellbaren Neigungswinkel geneigt, wodurch die Abflußgeschwindigkeit des Gemenges beliebig erhöhr werden kann, was zu einer längeren Flugbahn nach dem Austritt aus der Rinne führt. Auch die Differenz zwischen der Kühlmittelflugbahn und der Flugbahn der Pellets wird dadurch größer. Ein erhöhter Trennungsgrad und damit eine höhere Ausbeute von produzierten Pellets kann so erreicht werden.To a further advantageous embodiment of the invention is the gutter tilted at an adjustable inclination angle, reducing the discharge speed of the batch are increased arbitrarily can, resulting in a longer Trajectory after leaving the channel leads. Also the difference between the coolant trajectory and the trajectory of the pellets is thereby larger. An increased degree of separation and thus a higher one Yield of produced pellets can be achieved in this way.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Pellet-Auffangrinne mit einem einstellbaren Neigungswinkel geneigt. Dies erleichtert den Auffangvorgang da die Pellets durch die Erdanziehungskraft leichter und selbständig die Auffangrinne herunter befördert werden.To a further advantageous embodiment of the invention is the Pellet collecting channel tilted with an adjustable angle of inclination. This facilitates the collection process because the pellets lighter by gravity and independently the gutter down become.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist am Auslaß der Abflußrinne eine nach unten gerundete Strömungsleitlippe vorgesehen. Diese erleichtert den Trennungsvorgang wesentlich da die Strömungslippe mit Hilfe der Oberflächenspannung zwischen dem Rinnenboden bzw. der Lippe den Kühlmittelstrom zusätzlich nach unten leitet, jedoch die Pellets weiter auf der bisherigen Flugbahn von der Rinne fallen. Die Trennungsrate und die Ausbaute der Vorrichtung sind somit besser.To a further advantageous embodiment of the invention is on Outlet of Trough one downwardly rounded Strömungsleitlippe intended. This facilitates the separation process significantly there the flow lip with the help of surface tension between the channel bottom and the lip, the coolant flow in addition to down, but the pellets continue on the previous trajectory falling from the gutter. The separation rate and the expansions of the device are better.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Abflußrinne einen Endabschnitt auf, dessen Breite zum Auslaß hin zunimmt. Durch die zunehmende Breite wird die Strömungsgeschwindigkeit zum Ende der Abflußrinne hin reduziert und das Kühlmittel fällt wasserfallartig in einem dünnen Film herunter. Gleichzeit bleibt jedoch die Strömungsgeschwindigkeit der Pellets auf Grund der höheren Bewegungsmasse annähernd gleich, so daß auch bei heterogenen Pellets mit stark variierenden Größen eine saubere Trennung möglich ist. Zudem kann auf diese Weise der Abstand zwischen dem Auslaß der Abflußrinne und der Auffangrinne verringert werden, wodurch das Bauvolumen der Vorrichtung insgesamt reduziert wird. Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung ist der Endabschnitt mit einem solchen Winkel verbreitert, daß die Strömungsgeschwindigkeit am Ende der Abflußrinne weniger als 2/3 von der in dem geraden Abschnitt der Rinne beträgt. Es hat sich gezeigt, daß mit einer solchen Verbreiterung optimale Ergebnisse beim Trennen erzielbar sind.To a further advantageous embodiment of the invention, the gutter an end portion whose width increases towards the outlet. By the increasing Width becomes the flow velocity to the end of the trough reduced and the coolant falls waterfall-like in a thin Shut down movie. At the same time, however, the flow rate of the pellets remains because of the higher Approximate movement mass same, so that too in heterogeneous pellets with widely varying sizes one clean separation possible is. In addition, in this way the distance between the outlet of the trough and the gutter can be reduced, reducing the overall volume of the device Total is reduced. After a related advantageous embodiment the end portion is widened at such an angle that the flow velocity at the end of the trough less than 2/3 of that in the straight section of the gutter. It has it turned out that with a such widening achieves optimum results when separating are.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Boden der Abflußrinne mit in Strömungsrichtung verlaufenden Fließrillen ausgebildet, wodurch verhindert wird, daß im Durchmesser kleine Pellets von dem Kühlmittelstrom mit nach unten gerissen werden weil sie teilweise oder ganz in dem Kühlmittel eingetaucht sind. Vorzugsweise ist die Breite der Fließrillen kleiner als 1 mm, d.h. kleiner als die kleinsten zu produzierenden Pellets. Durch diese Maßnahme ist eine noch höhere Ausbeute mit der Vorrichtung möglich.To a further advantageous embodiment of the invention is the Bottom of the trough with in the flow direction running flow grooves formed, thereby preventing that small diameter pellets from the coolant flow be torn down with because they are partially or completely in the coolant are immersed. Preferably, the width of the flow grooves less than 1 mm, i. smaller than the smallest to produce Pellets. By this measure is an even higher one Yield with the device possible.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, welche im folgenden detailliert und unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben sind. In der Zeichnung zeigtIn the drawing are three embodiments of the invention, which in the following detailed and below Referring to the figures are described. In the drawing shows

1 eine vereinfachte Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Pelletiervorrichtung mit Trenneinrichtung nach der Erfindung in Seitenansicht; 1 a simplified representation of a first embodiment of a pelletizer with separator according to the invention in side view;

2 die Trenneinrichtung aus 1 in vereinfachter Seitenansicht als Ausschnitt; 2 the separator off 1 in a simplified side view as a detail;

3 eine Trenneinrichtung im Ausschnitt in vereinfachter Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit Strömungsführungslippe; 3 a separating device in the cutout in a simplified side view of a second embodiment with flow guide lip;

4 eine Trenneinrichtung im Ausschnitt in vereinfachter Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels mit verbreitertem Endabschnitt; und 4 a separation device in a cutout in a simplified plan view of a third embodiment with widened end portion; and

5 eine Kühlmittel-Pellet-Abflußrinne mit Fließrillen im Querschnitt. 5 a coolant pellet trough with flow grooves in cross section.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Pellet-Gefrieren nach der Erfindung vereinfacht in einer Seitenansicht gezeigt. An einem wärmeisolierten Pelletierbehälter 1 ist eine Tropfeinrichtung 2 zum Vertropfen eines zu pelletierenden flüssigen Stoffes vorgesehen. Im Innern des Pelletierbehälters 1 gelangen die zu gefrierenden Tropfen des Stoffes in eine mit Kühlmittel 13 durchströmte Pelletierwanne 14, innerhalb welcher die Tropfen über eine durch die Länge der Wanne 14 bestimmte Zeitdauer verweilen, bis sie zu Pellets 12 (gefrorenen Stoffkörnern bzw. Stoffgranulat) ausgefroren sind. Anschließend gelangen die Pellets 12 zusammen mit dem Kühlmittel 11 in die Trenneinrichtung 3, die aus einer Kühlmittel-Pellet-Abflußrinne 4 und einer in Strömungsrichtung nachfolgenden Pellet-Auffangrinne 5 gebildet ist. Die Abflußrinne 4 weist eine abgestimmte Querschnittsbreite auf, so daß die Pellets 12 beim Durchströmen der Rinne 5 zusammen mit dem Kühlmittel 11 in letzterem nicht vollständig eingetaucht sind. Die Pellets 12 sind nur zu einem geringen Teil von Kühlmittel 11 umgeben wegen des breiten und auf das Strömungsvolumen (Volumen des Kühlmittel-Pellet-Stromes) abgestimmten Querschnittes der Rinne 4. Die Abflußrinne 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem Winkel α in Strömungsrichtung nach unten geneigt. Am Auslaß 6 der Rinne 4 verlassen die Pellets 12 und das Kühlmittel 11 gleichermaßen die Rinne, fallen jedoch mit unterschiedlichen Flugbahnen A, B herunter. Die Flugbahn A des Kühlmittels 11 ist gegenüber der Flugbahn B der Pellets 12 kürzer, weil sich die Pellets 12 wegen des nur punktuellen Kontaktes mit der Rinne 4 leichter lösen als das Kühlmittel 11. Wären die Pellets 12 vollständig eingetaucht in das Kühlmittel 11 ergäbe sich eine gleiche Flugbahn, da unabhängig von der unterschiedlichen Masse verschiedene Körper bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit und gleichem Wurfwinkel einer identischen Flugbahn folgen. In diesem Fall wäre eine Trennung der Pellets 12 von dem Kühlmittel 11 nicht möglich. Die abgestimmte Breite der Abflußrinne 4 ist somit für das Funktionieren der Trennvorrichtung von zentraler Bedeutung. Die fallenden Pellets 12 werden in der Pellet-Auffangrinne 5 aufgefangen und von dieser in den Sammelbehälter 15 weitergeleitet. Die Auffangrinne 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Neigungswinkel β nach unten geneigt, wodurch die Pellets leichter und selbständig die Rinne 5 herunter rollen. Die Rinne 5 kann jedoch auch horizontal angeordnet sein. Die Auffangrinne 5 ist genau in dem Abstand a von dem Auslaß 6 der Abflußrinne 4 angeordnet, welcher innerhalb der Flugbahn B der Pellets 12 liegt. Das flüssige Kühlmittel 11 – in der Regel ein verflüssigter Stickstoff – fällt mit seiner verkürzten Flugbahn A in den unteren Bereich des Pelletierbehälters 1 von dem es wieder über die Pumpe 13 zur Pelletierwanne 14 gepumpt werden kann. Kein Kühlmittel 11 geht verloren.In 1 is a first embodiment of a device for pellet freezing according to the invention shown in simplified side view. On a thermally insulated pelletizing container 1 is a dripping device 2 provided for dripping a liquid substance to be pelleted. Inside the Pelletierbehälters 1 enter the frozen drops of the substance in a with coolant 13 by poured pellet tray 14 within which the drops cross over through the length of the tub 14 linger for a certain period of time until they become pellets 12 (Frozen pulp or granules) are frozen out. Subsequently, the pellets arrive 12 along with the coolant 11 in the separator 3 coming from a coolant pellet trough 4 and a downstream pellet collecting gutter 5 is formed. The trough 4 has a tuned cross-sectional width so that the pellets 12 while flowing through the gutter 5 along with the coolant 11 not completely submerged in the latter. The pellets 12 are only a small part of coolant 11 surrounded because of the wide and on the flow volume (volume of the coolant-pellet stream) tuned cross-section of the channel 4 , The trough 4 is inclined in this embodiment with the angle α in the flow direction downwards. At the outlet 6 the gutter 4 leave the pellets 12 and the coolant 11 equally the gutter, but fall down with different trajectories A, B. The trajectory A of the coolant 11 is opposite the trajectory B of the pellets 12 shorter, because the pellets 12 because of the only punctual contact with the gutter 4 easier to solve than the coolant 11 , Would the pellets be 12 completely immersed in the coolant 11 This would result in an identical trajectory, since, regardless of the different mass, different bodies follow an identical trajectory at the same flow velocity and the same throw angle. In this case would be a separation of the pellets 12 from the coolant 11 not possible. The tuned width of the trough 4 is thus for the functioning of the separator of central importance. The falling pellets 12 be in the pellet gutter 5 collected and from this into the collection container 15 forwarded. The gutter 5 is tilted downwards in this embodiment at an inclination angle β, whereby the pellets more easily and independently the gutter 5 roll down. The gutter 5 However, it can also be arranged horizontally. The gutter 5 is exactly at the distance a from the outlet 6 the trough 4 which is located within trajectory B of the pellets 12 lies. The liquid coolant 11 - usually a liquefied nitrogen - falls with its shortened trajectory A in the lower part of the Pelletierbehälters 1 from it again about the pump 13 to the pelletizing tub 14 can be pumped. No coolant 11 gets lost.

In 2 ist die Trenneinrichtung 3 aus 1 im Ausschnitt dargestellt. In der Kühlmittel-Pellet-Abflußrinne 4 sind die Pellets 12 nur geringfügig in das strömende Kühlmittel 11 eingetaucht. Sie sind hier lediglich in etwa zu einem Drittel vom Kühlmittel 11 umgeben und damit leichter lösbar vom Boden der Rinne 4. Bei gegebener gleicher Strömungsgeschwindigkeit V der Pellets 12 und des Kühlmittels 11 ergeben sich somit unterschiedliche Flugbahnen A und B. Die Abflußrinne 4 ist im Winkel α und die Auffangrinne 5 im Winkel β geneigt. Die erste Neigung erhöht die Strömungsgeschwindigkeit und verlängert die Flugkurven, die zweite Neigung erleichtert den Weitertransport der Pellets.In 2 is the separator 3 out 1 shown in the clipping. In the coolant pellet trough 4 are the pellets 12 only slightly into the flowing coolant 11 immersed. You are here only about one third of the coolant 11 surrounded and thus more easily detachable from the bottom of the gutter 4 , Given the same flow velocity V of the pellets 12 and the coolant 11 This results in different trajectories A and B. The trough 4 is at an angle α and the gutter 5 inclined at an angle β. The first inclination increases the flow velocity and extends the flight curves, the second inclination facilitates the further transport of the pellets.

In 3 ist eine Trenneinrichtung 3 im Ausschnitt und vereinfachter Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung gezeigt. Gegenüber der 2 unterscheidet sich diese lediglich durch die Strömungsleitlippe 7 am Auslaß 6 der Abflußrinne 4. Diese verbessert das Trennergebnis weil die Lippe 7 eine weitere Verkürzung der Flugbahn A des Kühlmittels 11 gegenüber der Fugbahn B der Pellets 12 bewirkt.In 3 is a separator 3 shown in detail and simplified side view of a second embodiment of the invention. Opposite the 2 this differs only by the Strömungsleitlippe 7 at the outlet 6 the trough 4 , This improves the separation result because the lip 7 a further shortening of the trajectory A of the coolant 11 opposite the Fugbahn B of the pellets 12 causes.

4 zeigt eine Trenneinrichtung 3 im Ausschnitt und vereinfachter Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Im Unterschied zu den vorherigen Beispielen ist die Abflußrinne 4 hier mit einem verbreiterten Endabschnitt 8 ausgebildet. Dieser bewirkt, daß das Kühlmittel 11 in einem dünnen, wasserfallartigen Film am Auslaß 6 herunterfällt und zwar mit verminderter Strömungsgeschwindigkeit und somit verkürzter Flugbahn. Die Pellets 12 folgen dieser Verbreiterung nicht und fallen in der selben Flugbahn B, wie in den zuvor beschriebenen Beispielen. Der Abstand a kann hierdurch möglichst kurz gehalten werden bzw. auch Pellets 12 mit geringerem Durchmesser sind auf diese Weise sauber von dem Kühlmittel 11 trennbar. 4 shows a separator 3 in section and simplified plan view of a third embodiment of the invention. Unlike the previous examples, the gutter is 4 here with a widened end section 8th educated. This causes the coolant 11 in a thin, waterfall-like film at the outlet 6 falls down with reduced flow velocity and thus shortened trajectory. The pellets 12 do not follow this broadening and fall in the same trajectory B as in the previously described examples. The distance a can thereby be kept as short as possible or pellets 12 smaller diameter ones are clean of the coolant this way 11 separable.

In der 5 ist eine Rinne im Detail und in vereinfachter Querschnittdarstellung gezeigt, welche als weitere Verbesserung einen rillenförmigen Boden aufweist. Durch die in Strömungsrichtung verlaufenden Fließrillen 9 oder auch Drainagerillen im Boden der Pellet-Kühlmittel-Abflußrinne 4 ist es möglich auch im Durchmesser kleine Pellets 12, wie aus der Zeichnung ersichtlich, vom Kühlmittelstrom zu trennen. Es wird somit verhindert daß diese kleinen Pellets völlig von Kühlmittel 11 umgeben sind und mit dem Kühlmittel 11 in den Sumpf des Behälters 1 mitbefördert werden.In the 5 a gutter is shown in detail and in a simplified cross-sectional view, which has a groove-shaped bottom as a further improvement. By the flow grooves in the flow direction 9 or drainage grooves in the bottom of the pellet coolant trough 4 it is possible also in the diameter small pellets 12 as can be seen from the drawing to separate from the coolant flow. It is thus prevented that these small pellets completely from coolant 11 are surrounded and with the coolant 11 in the bottom of the container 1 be transported.

11: wärmeisolierter Pelletierbehälterthermally insulated Pelletier container
22: Tropfeinrichtungdropper
33: Trenneinrichtungseparator
44: Kühlmittel-Pellet-AbflußrinneCoolant pellet trough
55: Pellet-AuffangrinnePellet collecting channel
66: Auslaßoutlet
77: StrömungsleitlippeStrömungsleitlippe
88th: verbreiteter Endabschnittwidespread end
99: Fließrillenflow grooves
1111: Kühlmittelcoolant
1212: Pellets (gefrorene Stoffkörner)pellets (frozen particles)
1313: KühlmittelpumpeCoolant pump
1414: PelletierwannePelletier tub
1515: SammelbehälterClippings
αα: Neigungswinkel Abflußrinnetilt angle gutter
ββ: Neigungswinkel Auffangrinnetilt angle collecting channel
δδ: Verbreiterungswinkel Abflußrinnespreading angle gutter
aa: Abstand Auslaß Abflußrinne zu Auffangrinnedistance Outlet trough to collecting channel
AA: Flugbahn Kühlmitteltrajectory coolant
BB: Flugbahn Pelletstrajectory pellets
VV: Strömungsgeschwindigkeit Kühlmittel-Pellet-Stromflow rate Coolant pellet current

Claims

Device for pellet freezing of liquid or flowable substances in a liquid coolant, in particular in a cryogenic liquid, with a heat-insulated pelletizing container ( 1 ), with means for generating a flow of coolant, with a dripping device ( 2 ) for dripping the substance with a predetermined droplet size into the coolant flow of a pelletizing trough ( 14 ) and with a separating device ( 3 ) for separating the drops of substance frozen into pellets from the coolant stream, characterized in that the separating device ( 3 ) a coolant pellet trough ( 4 ) having a cross-sectional width which is adapted to the coolant flow such that the pellets ( 12 ) dip only slightly into the coolant flow and a downstream in the flow direction pellet gutter ( 5 ), and the gutter ( 5 ) below and at a horizontal distance a to the outlet ( 6 ) of the gutter ( 4 ) is arranged so that the pellets ( 12 ) with the gutter ( 5 ) can be collected separately from the coolant.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the distance a between the outlet ( 6 ) of the gutter ( 4 ) and the gutter ( 5 ) is adjustable.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the trough ( 4 ) is inclined with an inclination angle α and the inclination angle α is adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gutter ( 5 ) is inclined with an inclination angle β and the inclination angle β is adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at the outlet ( 6 ) of the gutter ( 4 ) a downwardly rounded Strömungsleitlippe ( 7 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the trough ( 4 ) an end portion ( 8th ) having in width increasing cross-section.

Device according to Claim 6, characterized in that the end section ( 8th ) is widened with a widening angle δ, which is selected so that the flow velocity at the end of the trough ( 4 ) less than 2/3 of the flow velocity in the straight section of the trough ( 4 ) is.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom of the trough ( 4 ) with flow grooves running in the direction of flow ( 9 ) is trained.

Device according to claim 8, characterized in that that the Width of the flow grooves is less than 1 mm.