DE102006020245A1 - Mixers with means for feeding microwaves and a method for the treatment of mix - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Mischer mit Mitteln zur Einspeisung von Mikrowellen sowie ein Verfahren für die Behandlung von Mischgut mit Mikrowellen. Der Mischer umfasst einen Innenraum, im Innenraum befindliche Mischwerkzeuge (5) sowie Mittel zur Einspeisung von Mikrowellen in den Innenraum. Die Mittel zur Einspeisung von Mikrowellen sind so angeordnet, dass die Mikrowellen in der unteren Hälfte, vorzugsweise im unteren Drittel des Innenraums, eingespeist werden, und zwar insbesondere über ein in einer Wand (4) des Mischers befindliches Fenster (3). Die Behandlung von Mischgut mit Mikrowellen wird so verbessert.The invention relates to a mixer with means for feeding microwaves and a method for the treatment of mixed material with microwaves. The mixer comprises an interior, mixing tools (5) located in the interior and means for feeding microwaves into the interior. The means for feeding microwaves are arranged in such a way that the microwaves are fed in in the lower half, preferably in the lower third of the interior, in particular via a window (3) located in a wall (4) of the mixer. This improves the treatment of mix with microwaves.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mischer mit Mitteln zur Einspeisung von Mikrowellen sowie ein Verfahren für die Behandlung von Mischgut mit Mikrowellen.The The invention relates to a mixer with means for feeding Microwaves and a process for the treatment of mix with microwaves.
Aus
der
Ein
Horizontalmischer nebst Trocknungsverfahren ist aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Mischer bereitzustellen, der eine verbesserte Behandlung von Mischgut mit Mikrowellen möglich macht.It Object of the invention to provide a mixer, a improved treatment of mix with microwaves possible.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Nebenanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The The object of the invention is achieved by a device according to claim 1 and a method according to the independent claim. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.
Zur Lösung der Aufgabe umfasst ein Mischer einen Innenraum mit darin befindlichen Mischwerkzeugen sowie Mitteln zur Einspeisung von Mikrowellen in den Innenraum. Im Unterschied zum Stand der Technik sind die Mittel zur Einspeisung von Mikrowellen so angeordnet, dass die Mikrowellen in der unteren Hälfte, vorzugsweise im unteren Drittel des Innenraums des Mischers eingespeist werden.to solution the task comprises a mixer an interior with it Mixing tools and means for feeding microwaves in the interior. In contrast to the prior art, the means for feeding microwaves so arranged that the microwaves in the lower half, preferably fed in the lower third of the interior of the mixer become.
Schwerkraftbedingt herrscht eine hohe Mischgutdichte grundsätzlich im unteren Bereich eines Mischers. Mikrowellen treffen nun im Unterschied zum Stand der Technik auf Mischgut in einem Bereich, wo die Dichte des Mischguts hoch ist. Hierdurch wird die Gefahr einer Verbrennung von Mischgut deutlich reduziert.Gravity Due There is a high mixture density basically in the lower part of a Mixer. Microwaves now meet in contrast to the prior art on mix in an area where the density of the mix is high is. As a result, the risk of combustion of mix is clear reduced.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einspeisung von Mikrowellen über eine Stirnwand eines Horizontalmischers. Im Vergleich zu einem Vertikalmischer gibt es keine Platzprobleme, um Mikrowellen im unteren Bereich einspeisen zu können. Die Einspeisung über eine Stirnwand ermöglicht ferner eine flächenhafte Einkopplung von Mikrowellen, die von Vorteil ist, um eine Verbrennung von Mischgut verbessert zu vermeiden.In an advantageous embodiment of the invention, the feed takes place from microwaves over one Front wall of a horizontal mixer. Compared to a vertical mixer There is no space problems to feed microwaves at the bottom to be able to. The feed over allows an end wall furthermore a planar Coupling of microwaves, which is beneficial to combustion to avoid improved mixing of mix.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Einspeisung über eine Stirnwand so, dass der Ort der Einspeisung entfernt von der Achse liegt, mit der Mischwerkzeuge gedreht liegen und im Vergleich dazu nah bei einer zylinderförmigen Mantelfläche des Innenraums des Mischers. So wird erreicht, dass die Mikrowellenstrahlung auf Mischgut dort auftrifft, wo Mischgut besonders intensiv durchmischt wird. Dies verringert weiter die Gefahr einer Beschädigung von Mischgut durch Mikrowellen.In According to a further advantageous embodiment, the feed takes place via a Bulkhead so that the place of infeed away from the axis lies, with the mixing tools rotated and in comparison close to a cylindrical one lateral surface the interior of the mixer. This ensures that the microwave radiation impinges on mixed material where mix is mixed particularly intensively. This further reduces the risk of damage to mix by microwaves.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung befindet sich die Einkopplung für Mikrowellen bei einem Horizontalmischer vom tiefsten Punkt ausgesehen versetzt in Drehrichtung der Mischwerkzeuge. Während des Betriebs wird Mischgut vom tiefsten Punkt aus in Drehrichtung der Mischwerkzeuge wegbewegt. Daher ist es von Vorteil, auch die Einkopplung von Mikrowellen in einem Bereich vorzusehen, der gegenüber dem tiefsten Punkt in Drehrichtung versetzt angeordnet ist. Unter Drehrichtung ist dabei die Richtung zu verstehen, die bewirkt, dass Mischgut von einer zylinderförmigen Wand durch wandnah angeordnete Mischwerkzeuge in Richtung Achse gefördert werden.In a further advantageous embodiment is the coupling for microwaves offset in a horizontal mixer looked from the lowest point in the direction of rotation of the mixing tools. During operation, mix becomes moved away from the lowest point in the direction of rotation of the mixing tools. Therefore, it is advantageous, the coupling of microwaves in to provide an area which is offset from the lowest point in the direction of rotation is arranged. Direction of rotation is the direction to be understood which causes mix of a cylindrical wall by close to the wall arranged Mixing tools are promoted in the direction of the axis.
Mikrowellen werden standardmäßig über einen Hohlleiter einem Mischer zugeführt. Der Hohlleiter besteht vorzugsweise ganz oder überwiegend aus einem Metall. Der Hohlleiter wird mit seinem Ende elektrisch leitend mit dem Metall des Mischers verbunden. Um Mischgut nicht in den Hohlleiter gelangen zu lassen, schirmt ein für Mikrowellen durchlässiges Fenster den Innenraum eines Mischers vom Hohlleiter ab. Das üblicherweise eingesetzte Material, welches dies bewirkt, besteht aus Teflon oder Quarzglas. Diese Materialien wirken zwar in Bezug auf Mikrowellenstrahlen als Fenster und schirmen Mischgut ab. Allerdings ist die Gefahr dann auch relativ groß, dass das Material auf Dauer den mechanischen Belastungen nicht gewachsen ist. Um eine Einleitung von Mikrowellen im unteren Bereich eines Mischers auf der einen Seite zu ermöglichen, ohne auf der anderen Seite befürchten zu müssen, dass das Fenster, durch das Mikrowellen in den Mischer hineingelangen, mechanisch auf Dauer beschädigt wird, besteht dieses vorteilhaft aus einem keramischen Dielektrikum und zwar insbesondere aus Aluminiumoxid. In Betracht kommen aber auch Zirkonium oder Siliziumnitrit, um eine verbesserte mechanische Stabilität im Vergleich zu Quarzglas oder Teflon zu erreichen.Microwaves are supplied as standard via a waveguide to a mixer. The waveguide is preferably wholly or predominantly of a metal. The waveguide is electrically connected at its end to the metal of the mixer. In order to prevent mixing material from getting into the waveguide, a window permeable to microwaves shields the interior of a mixer from the waveguide. The commonly used material that causes this is made of teflon or quartz glass. Although these materials act as windows with respect to microwave radiation and shield mix. However, the danger is then also relatively high that the material is not up to the mechanical stresses in the long term. In order to allow the introduction of microwaves at the bottom of a mixer on the one hand, without having to fear on the other hand, that the window through which microwaves get into the mixer is permanently mechanically damaged, this advantageously consists of a ceramic dielectric, in particular of aluminum oxide. However, zirconium or silicon nitrite are also suitable for achieving improved mechanical stability in comparison with quartz glass or Teflon.
In einer Ausgestaltung ist eine Messeinheit für Mikrowellenstrahlung vorgesehen, die entlang des Hohlleiters für die Erfassung von Mikrowellenstrahlung angeordnet ist. Mit dieser Messeinheit sollen vor allem reflektierte Strahlen gemessen werden. Da angenommen werden kann, dass im Hohlleiter und im Fenster keine relevante Absorption stattfindet, gibt die reflektierte Energie Auskunft über die im Mischgut umgesetzte Energie. Denn durch die anspruchsgemäße Einleitung der Mikrowellen wird erreicht, dass Reflektionen am Mischwerkzeug oder an Wänden des Mischers nicht von Bedeutung sind. Dies gilt vor allem dann, wenn der Mischer hinreichend mit Mischgut befüllt ist. Ein Füllgrad von wenigstens 30% ist regelmäßig hinreichend. So kann die ordnungsgemäße Mikrowelleneinkopplung in das Mischgut überprüft und gesteuert werden. Denn der Anteil an reflektierter Mikrowellenstrahlung informiert über den Anteil an Mikrowellen, die im Mischgut umgewandelt werden.In In one embodiment, a measuring unit for microwave radiation is provided, along the waveguide for the detection of microwave radiation is arranged. With this Measuring unit to be measured especially reflected rays. There It can be assumed that in the waveguide and in the window no relevant absorption, gives the reflected energy information about the energy converted in the mix. Because by the claimed introduction the microwaves is achieved that reflections on the mixing tool or on walls of the mixer are not significant. This is especially true when the mixer is sufficiently filled with mix. A degree of filling of at least 30% is regularly sufficient. So can the proper microwave coupling checked and controlled in the mix become. Because the proportion of reflected microwave radiation informs about the Percentage of microwaves that are converted in the mix.
Entlang des Hohlleiters ist vorteilhaft ein Stiftentuner für die Optimierung des Energieeintrags durch Mikrowellen angeordnet.Along the waveguide is advantageous a pen tuner for the optimization the energy input is arranged by microwaves.
Der Mischer ist vorzugsweise ein horizontaler Pflugscharmischer. Dieser weist in seinem Innenraum eine horizontal gelagerte Welle bzw. Achse mit daran angebrachten pflugscharähnlichen Mischwerkzeugen auf. Unterhalb der Welle befinden sich die Mittel zur Einspeisung der Mikrowelle in den Innenraum des Mischers. Bei einem solchen Mischer ist gewährleistet, dass unten befindliches Mischgut besonders intensiv und gleichmäßig gemischt wird. So wird besonders gut gewährleistet, dass Verbrennung von Mischgut vermieden wird. Es können auch sogenannte Beckerschaufeln eingesetzt werden, um die besonders gute Durchmischung zu erreichen.Of the Mixer is preferably a horizontal ploughshare mixer. This has in its interior a horizontally mounted shaft or axis with attached pflugscharähnlichen mixing tools on. Below the shaft are the means for feeding the Microwave in the interior of the mixer. In such a mixer is guaranteed that the mix below is mixed very intensively and evenly becomes. This ensures particularly well that combustion of mix is avoided. It can too so-called Becker blades are used to the particularly good To achieve thorough mixing.
Das Fenster, durch das Mikrowellen in den Innenraum gelangen, ist vorzugsweise eine ausgedehntere planparallele Fläche. So steht eine relativ große gleichmäßig abstrahlende Fläche bereit. Die spezifische Energie pro Flächeneinheit ist relativ gering. So wird weiter verbessert sicherge stellt, dass Mischgutverbrennungen vermieden werden.The Windows through which microwaves enter the interior are preferred a more extensive plane-parallel surface. So there is a relatively large evenly radiating area ready. The specific energy per unit area is relatively low. This further improves sicherge notes that Mischgutbrbrennungen be avoided.
Zur Lösung der Aufgabe wird Mischgut behandelt, indem dieses in einem Mischer gemischt wird und während des Mischens Mikrowellen in das Mischgut dort eingekoppelt werden, wo eine hohe Dichte an Mischgut auftritt und eine Einkopplung von Mikrowellen dort vermieden wird, wo eine niedrige Dichte an Mischgut vorhanden ist. Verbrennung von Mischgut werden so minimiert.to solution The object is treated by mixing this in a mixer is mixed and while mixing microwaves are coupled into the mix there, where a high density of mix occurs and a coupling of microwaves There is avoided where a low density of mix exists is. Combustion of mixed material is thus minimized.
Mikrowellen können zwar auch dem Trocknen eines Mischguts dienen. Dies wäre allerdings im Fall einer Oberflächentrocknung wirtschaftlich wenig sinnvoll. Das Verfahren wird daher bevorzugt zur Behandlung von Mischgut angewendet, bei dem durch die Mikrowellen eine chemische Reaktion im Mischgut bewirkt wird. So können z. B. Stoffeigenschaften von Flüssigharzen verändert werden oder aber es werden Gewürze pasteurisiert.microwave can Although also serve to dry a mix. That would be in the case of a surface drying economically meaningless. The method is therefore preferred applied to the treatment of mixed material, by which by the microwaves a chemical reaction is effected in the mix. So z. B. Material properties of liquid resins changed or it will be spices pasteurized.
Eine Trocknung von Mischgut unter Einsatz der beschriebenen Mikrowellenstrahlung ist dann allerdings sinnvoll, wenn über die Kontaktfläche auf andere Weise nur wenig Energie ins Mischgut gebracht wird, also zum Beispiel bei thermischen Isolatoren. Thermische Isolatoren sind beispielsweise Ceolith oder Vermiculit. Kein thermishcer Isolator im Sinne der Erfindung ist Glas.A Drying of mix using the described microwave radiation However, it makes sense if over the contact surface other way only little energy is brought into the mix, so for example with thermal insulators. Thermal insulators are for example, ceolite or vermiculite. No thermishcer insulator in the context of the invention is glass.
Auch bei Mischgut mit eingeschlossenen Feuchten macht eine Trocknung unter Verwendung von Mikrowellenstrahlen Sinn. Vor allem in Kombination mit Trocknen durch Erzeugen eines Vakuums kann dann auch wirtschaftlich getrocknet werden.Also for mixed material with trapped moisture makes a drying using microwave rays sense. Especially in combination Drying by creating a vacuum can then also be economical be dried.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels näher erläutert:The The invention is explained in more detail below by means of an example:
Die
Einleitung der Mikrowellen erfolgt über die Stirnseite, die der
weiteren Einheit
Zu
sehen ist ein Stiftentuner auf der rechten Seite. Der in
Die
in
Gezeigt
wird rechts der Stiftentuner
Ein
aus elastischem Material bestehender O-Ring
Das
Hohlleitereinmündungsfenster
Die
O-Ringdichtung
Claims (12)
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