DE10018588A1 - Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern - Google Patents
Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von SchüttgüternInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern. Dabei werden die Fluide oder Pasten unter ihren Festpunkt abgekühlt, ehe sie mit den zu benetzenden Schüttgütern vermischt werden. Während des Mischens oder nach dem Vermischen mit den Schüttgütern erfolgt die Befeuchtung oder Benetzung durch Rückverflüssigung der erstarrten Fluide oder Pasten. Durch dieses Verfahren wird eine gleichmäßige und agglomeratfreie Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern ermöglicht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern
in einem chargenweise oder kontinuierlich arbeitenden Mischbehälter mit einem oder
mehreren Fluiden oder Pasten.
Ein derartiges Verfahren ist durch die DE 39 13 384 A1 bekannt geworden.
Bei der Herstellung von z. B. Scheuer-, Putz-, oder Reinigungsmitteln sind häufig
Mischvorgänge notwendig, bei denen Flüssigkomponenten auf trockene Trägerstoffe
aufgebracht werden müssen. Es ist bekannt, die Flüssigkeit über Düsen oder
Einfüllstutzen, zum Teil als Dampf, zuzuführen. Um die Flüssigkeit gleichmäßig zu
verteilen und eine Agglomeratbildung zu verhindern, werden in den Mischern häufig
Messerköpfe eingesetzt. Durch die Messerköpfe kann aber auch eine Zerkleinerung der
Trägerstoffe erfolgen, so dass deren Einsatz bei fragilen Trägerstoffen ungeeignet ist.
Bei der Verdüsung von Fluiden können die Messerköpfe evtl. entfallen. Sollen jedoch
Trägerstoffe mit viskosen oder pastenartigen Stoffen überzogen werden, so bereitet das
Verdüsen solcher Pasten Schwierigkeiten, da die Düsen leicht verstopfen. Ferner
führen Pasten zur Agglomeratbildung.
Um anfallende Schüttgüter weiterverarbeiten und/oder recyceln zu können, müssen sie
i. d. R. transportiert werden. Der Transport kann bereits innerhalb des
Produktionsablaufes in den Fabriken, beispielsweise durch Fließbänder oder
Förderschnecken, oder später durch einen Transport in Containern und/oder auf LKW-
Ladeflächen, notwendig werden.
Beim Verladen und beim Transport der Schüttgüter kommt es durch die Neigung zur
Staubentwicklung der Schüttgutpartikel dazu, dass die Oberflächen von Vorrichtungen,
Maschinen, Gegenständen usw., die sich in der Nähe des Verladeortes befinden, mit
Schüttgutstaub bedeckt werden.
Der Neigung zur Staubentwicklung kann mit einer zusätzlichen Befeuchtung durch
eine Besprühung mit einem flüssigen Medium entgegengetreten werden, wie dies
beispielsweise durch das aus der DE 39 13 384 A1 bekannte Verfahren möglich ist.
Zur Befeuchtung der einzelnen Schüttgutpartikel ist bei einer Mischvorrichtung nach
der Lehre der DE 39 13 384 A1 eine zusätzliche Düse zum Besprühen der
Schüttgutpartikel vorgesehen. Dabei kann es zum Kleben von Staub an der Düse
kommen, wodurch die Düse verstopft, und zum Kleben von Staub an der Mischerwand
kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur
gleichmäßigen Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern mit Fluiden oder Pasten
zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Fluide oder Pasten unter
ihren Festpunkt abgekühlt werden, ehe sie in den Mischbehälter eingebracht und mit
den im Mischbehälter befindlichen Schüttgütern vermischt werden und dass die festen
Fluide oder Pasten im Mischer während des Mischprozesses oder nach einem
abgeschlossenen Mischprozess rückverflüssigt werden.
Dieses Verfahren ermöglicht es, Fluide oder Pasten mit Schüttgütern optimal zu
vermischen, so dass eine gleichmäßige Verteilung der Fluide oder der Pasten in dem
Schüttgut entsteht. Voraussetzung dafür ist, dass eine Komponente geschaffen wird, die
unter mechanischer Belastung schnell und gleichmäßig vermischbar ist. Erreicht wird
das, indem der Aggregatszustand der Fluide bzw. der Pasten geändert wird. In fester
Form lassen sich Pasten und Fluide sehr einfach mit Schüttgütern zu einer homogenen
Schüttgutmischung vermischen. Somit kann innerhalb kurzer Mischzeiten und
minimaler mechanischer Beanspruchung des zu bearbeitenden Mischguts die
angestrebte Mischgüte erreicht werden.
Das Verfahren eignet sich besonders für eine gleichmäßige Verteilung von Fluiden oder
Pasten hoher Viskosität und Oberflächenspannung wie z. B. Öle, Lecithine, Harze,
Gummen, Gele, Fette, Wachse, Latices, Polymerlösungen und Kleber in hochdispersen
oder fragilen sowie flächigen Schüttgütern, da eine Agglomeratbildung durch das
Vermischen von Schüttgütern mit gefrorenen Pasten oder Fluiden verhindert wird. Die
Schüttgüter können u. a. hydrophobe, lipophobe oder hygroskope Eigenschaften
aufweisen.
Ein weiterer Vorteil der gleichmäßigen und schnellen Verteilung der verfestigten Pasten
oder Fluide in einem hochfragilen oder feinstdispersen Feststoffsystem (Schüttgut)
besteht darin, dass bei einer Rückverflüssigung der Fluide oder Pasten eine
gleichmäßige Benetzung oder Befeuchtung des Schüttgutes erfolgt. Der Zeitpunkt der
Rückverflüssigung kann dadurch hinausgezögert werden, dass die Fluide oder Pasten
weit unter ihren Festpunkt gekühlt werden. Dieses Verfahren wird auch Kryo-
Benetzung genannt.
Dadurch, dass für das Vermischen der verfestigten Fluide oder Pasten mit den
Schüttgütern nur kurze Mischzeiten benötigt werden, wird eine Zerstörung der
Schüttgüter vermieden.
Die Zugabe der unter ihren Festpunkt abgekühlten Pasten oder Fluide in den
Mischbehälter kann gleichzeitig mit den zu behandelnden Schüttgütern erfolgen, oder
nachdem das Schüttgut eingefüllt wurde, das mit der abgekühlten Paste oder dem
verfestigten Fluid behandelt werden soll. Die zeitliche Sequenz des Einfüllens der
Schüttgüter und verfestigten Pasten oder Fluide spielt für die vorliegende Erfindung
keine Rolle.
Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus,
dass die Fluide oder Pasten langsam unter ihren Festpunkt abgekühlt werden. Dabei
entstehen kristalline Feststoffe mit großen Kristallen.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fluide oder
Pasten schockgefroren. Durch das schnelle Verfestigen der Fluide oder Pasten entstehen
sehr kleine Kristalle bzw. wird die Kristallbildung weitgehend verhindert, so dass statt
kristalliner Festkörper amorphe Festkörper entstehen.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Fluide oder Pasten durch Feinstsprühen in eine Gefrierkammer unter ihren
Festpunkt abgekühlt wird. Bei dieser Vorgehensweise entstehen sehr kleine feste
Partikel, die sich besonders einfach und schnell mit den Schüttgütern vermischen lassen.
Weiterhin lassen sich die Partikel aufgrund des kleinen Volumens mit nur geringem
Energieaufwand rückverflüssigen. In der Regel wird sogar die Mischtemperatur bzw.
der Wärmeinhalt der zu benetzenden Schüttgüter für die Rückverflüssigung ausreichend
sein.
Eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die
erstarrten Fluide oder die Pasten mikronisiert werden. Das bedeutet, dass die erstarrten
Fluide und Pasten mit an sich bekannten Verfahren und Vorrichtungen zerkleinert
werden. Eine Zerkleinerung ist notwendig, um eine gleichmäßige Befeuchtung oder
Benetzung zu erreichen. Würden nur große Stücke von erstarrten Fluiden oder Pasten in
das Schüttgut eingebracht, so würde bei der Rückverflüssigung punktuell eine zu starke
Befeuchtung erfolgen, während an anderen Stellen die Befeuchtung nicht ausreichend
wäre. Eine punktuelle starke Befeuchtung könnte zur Agglomeratbildung führen.
Eine Mikronisierung der erstarrten Fluide oder Pasten hat weiterhin den Vorteil, dass
eine exakte Dosierung der zugegebenen erstarrten Fluide oder Pasten erfolgen kann,
insbesondere können dem Schüttgut sehr kleine Mengen der mikronisierten Fluide oder
Pasten zugeführt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die erstarrten Fluide oder Pasten vermahlen werden. Hierbei
kann die Größe der mit den Schüttgütern zu vermischenden Partikel oder das
Kornspektrum vorgegeben werden. Je kleiner die Partikel, desto schneller erfolgt die
Rückverflüssigung. Durch geeignete Wahl der Partikelgröße kann der Zeitpunkt der
Rückverflüssigung gewählt und deren Dauer vorbestimmt werden. Die
Rückverflüssigung soll in der Regel erst erfolgen, wenn eine ausreichende
Durchmischung der erstarrten Pasten oder Fluide mit den Schüttgütern erfolgt ist. Bei
bestimmten Schüttgütern kann es allerdings auch wünschenswert sein, dass die
Adsorption der rückverflüssigten Fluide oder Pasten dadurch erfolgt, dass die
Schüttgutpartikel während des Durchmischens das rückverflüssigte Fluid oder die Paste
von der Oberfläche der Partikel aufnehmen, wo die Rückverflüssigung zuerst erfolgt.
Für diesen Fall wären größere Partikel vorteilhaft, da dadurch die Rückverflüssigung
hinausgezögert wird.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Rückverflüssigung der erstarrten Fluide oder Pasten durch externe
Energiezufuhr erfolgt oder beschleunigt wird. Die externe Energiezufuhr kann z. B.
durch Kontakt-, Konvektions-, Strahlungs,- oder Mikrowellenbeheizung erfolgen.
Weiterhin ist es denkbar, dass eine Erwärmung des Schüttguts durch die
Mischwerkzeuge erfolgt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern.
Dabei werden die Fluide oder Pasten unter ihren Festpunkt abgekühlt, ehe sie mit den
zu benetzenden Schüttgütern vermischt werden. Während des Mischens oder nach dem
Vermischen mit den Schüttgütern erfolgt die Befeuchtung oder Benetzung durch
Rückverflüssigung der erstarrten Fluide oder Pasten. Durch dieses Verfahren wird eine
gleichmäßige und agglomeratfreie Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern
ermöglicht.
Claims (7)
1. Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern in einem
chargenweise oder kontinuierlich arbeitenden Mischbehälter mit einem oder
mehreren Fluiden oder Pasten, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder
Pasten unter ihren Festpunkt abgekühlt werden, ehe sie in den Mischbehälter
eingebracht und mit den im Mischbehälter befindlichen Schüttgütern vermischt
werden und dass die festen Fluide oder Pasten im Mischer während des
Mischprozesses oder nach einem abgeschlossenen Mischprozess
rückverflüssigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder
Pasten langsam unter ihren Festpunkt abgekühlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder
Pasten schockgefroren werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder
Pasten durch Feinstsprühen in eine Gefrierkammer unter ihren Festpunkt
abgekühlt werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die erstarrten Fluide oder die Pasten mikronisiert
werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die erstarrten Fluide oder Pasten vermahlen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Rückverflüssigung der erstarrten Fluide oder Pasten durch externe
Energiezufuhr erfolgt oder beschleunigt wird.
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