DE102019133385B4

DE102019133385B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Eispartikeln

Info

Publication number: DE102019133385B4
Application number: DE102019133385.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2022-01-27
Anticipated expiration: 2039-12-07
Also published as: DE102019133385A1

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Eispartikeln (11) umfassend:- einen bandförmigen Träger (1) aus einem hydrophoben Material mit mindestens einer Reihe halbkugelförmiger Aufnahmen (2) in einem Abstand von 10 bis 70 % des Durchmessers der Aufnahmen oder mit mindestens einer durchgehenden Rinne(15), die einen quadratischen Querschnitt und in Abständen von 95 bis 105 % der Seitenlänge an allen drei Seiten um 15 bis 35 % in die Rinne (15) ragende Leisten (16) hat,- für jede Reihe Aufnahmen (2) oder jede Rinne (15) eine Dosierkanüle (3) mit einer Auslassöffnung (9) oberhalb des Trägers (1),- einen Vorratsbehälter (7), enthaltend einen Vorrat der wässrigen Flüssigkeit (5),- eine Dosiervorrichtung (4, 6, 8), die eine Flussrate der wässrigen Flüssigkeit (5) von dem Vorratsbehälter (7) in die Dosierkanülen (3) und aus den Auslassöffnungen (9) in die Aufnahmen (2) oder Rinne(n) (15) bereitstellt- wobei der Träger (1) mit einer wählbaren Geschwindigkeit relativ zu den Auslassöffnungen (9) bewegbar ist, so dass durch Abstimmen der Flussrate und der Relativgeschwindigkeit zwischen Träger (1) und Auslassöffnungen (9) die aus den Dosierkanülen (3) ausfließende, wässrige Flüssigkeit (5) bezogen auf das Volumen der gefrorenen Flüssigkeit die Aufnahmen (2) zu etwa 200 % oder die Rinne(n) (15) zu etwa 100 % füllt, jeweils bezogen auf das gefrorene Volumen der wässrigen Flüsigkeit 5, und- wobei der Träger (1) über eine solche Strecke (I) in einem Raum mit gekühltem Gas (G) angeordnet ist, dass die wässrige Flüssigkeit (5) gefriert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Eispartikeln.
In der biologischen Stechmückenbekämpfung ist eine Ausbringung von Wirkstoff aus der Luft üblich. Die luftgestützte Bekämpfung ist wegen der relativ schlecht zugänglichen Brutstätten und der benötigten hohen Schlagkraft unverzichtbar. In der Regel wird aus einem Wirkstoff und Wasser eine Flüssigkeit hergestellt und zu Eispartikeln gefroren. Diese eignen sich zur Ausbringung und Verteilung mittels eines Streugerätes mit Schleuderteller. Das Streugerät wird dazu am Lasthaken eines Hubschraubers eingehängt. Die Eispartikel penetrieren die bis zu 40 m hohe Vegetation über den Brutstätten ohne nennenswerte Verluste. Insbesondere bei feuchtem Wetter würden andere Dosierungsformen zu einem hohen Prozentsatz an Blättern und Zweigen haften bleiben.
Die bisherigen Herstellungsmethoden für das Eisgranulat haben gemeinsam, dass die wässrige Flüssigkeit in flüssige tiefkalte bzw. heruntergekühlte Medien, die sich hydrophob verhalten, eingetropft wird.
Ein gängiges, seit vielen Jahren benutztes, tiefkaltes Medium ist Flüssigstickstoff. Die Verwendung von Flüssigstickstoff führt aber zu sehr hohen Produktionskosten und der Umgang mit diesem Medium ist gefährlich und setzt gut geschultes Personal voraus. Eine 24 h Produktion wäre nur im Schichtbetrieb denkbar da es der ständigen Überwachung der Fertigung bedarf. Die Ökobilanz ist beginnend mit der Gewinnung und dem Transport von Flüssigstickstoff aber vor allem wegen des durch das enorme Temperaturgefälle zur Umgebung entstehenden Energieverlustes bei der Eispartikelproduktion extrem schlecht.
Aus der DE 10 2009 011 521 A1 ist ein Verfahren bekannt, das heruntergekühlte, hydrophobe Flüssigkeiten benutzt, insbesondere Pflanzenöle, die wie z.B. Leindotteröl (Camelina Sativa) selbst bei -18°C noch eine brauchbare Viskosität aufweisen. Dieses Verfahren mit hydrophoben Flüssigkeiten benötigt längst nicht so tiefe Temperaturen wie Flüssigstickstoff und es können Pflanzenöle genutzt werden, die ungefährlich sind. Aber es gelingt nicht, das Öl nach dem Gefriervorgang mit vertretbarem Aufwand vollständig von den Eispartikeln zu entfernen. Sämtliche Gerätschaften, Lagerstätten und Behälter wie auch die zum Transport der Eispartikel verwendeten Kühlfahrzeuge sind nach kurzer Zeit mit einem nicht tolerierbaren Ölfilm überzogen. Auch Pflanzenöl muss produziert, transportiert und heruntergekühlt werden.
Es besteht somit weiter Bedarf an einem einfachen, kostengünstigen und sicheren Verfahren zur Herstellung von Eispartikeln.
Die bisherigen Verfahren nutzen die naturgesetzliche Eigenschaft von Wasserquantitäten, die Oberflächenspannung zu minimieren und dazu die jeweils energetisch günstigste Gestalt anzunehmen. Innerhalb einer sich hydrophob verhaltenden Flüssigkeit ist diese Gestalt die einer Kugel. Dies gilt prinzipiell auch für Wasserquantitäten innerhalb von Gasen, denen gegenüber die Oberflächenspannung besteht. Es bestünde also theoretisch die Möglichkeit die wässrige Wirkstoffflüssigkeit ohne die Verwendung von hydrophoben Flüssigkeiten mit einem kalten Gas als Kältemedium zu gefrieren. Auch in diesem Gas würden die Wasserquantitäten die Kugelform einnehmen. Sie müssten aber hierzu entweder in diesem Gas in der Schwebe gehalten werden, oder - etwa in einem Turm oder Schacht - solange absinken können, bis sie gefroren sind. Der notwendige apparative Aufwand hierfür wäre sehr groß.
Zur Herstellung von Eiswürfeln beschreibt WO 01/27544 A2 ein flexibles Transportband mit einer Vielzahl individueller Eiswürfelformen zur Herstellung von Eiswürfeln, welches in einem gekühlten Raum angeordnet wird. US 6,349,550 B1 beschreibt eine ähnliche Anordnung mit einer Messung der Gefriertemperatur und Integration über die Zeit, um einen Steuerparameter für ein sicheres Durchfrieren zu erhalten. In US 3,253,425 A wird ebenfalls ein flexibles Band mit Formen benutzt, das Band wird von unten gekühlt und zum Lösen der Eiswürfel ist eine Heizung beschrieben. Gemäß DE 701 961 A soll ein elastisches Kühl- oder Gefrierband von innen heraus gekühlt werden. Die beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren wären für die Herstellung von Eispartikeln zur Mückenbekämpfung zu umständlich.
Überraschend wurde nun gefunden, das durch den Einsatz eines hydrophoben Trägers mit halbkugelförmigen Aufnahmen kaltes Gas, insbesondere Luft, als Kälteträger genutzt werden kann, indem die Wasserquantitäten bei abgestimmter Relativgeschwindigkeit des Trägers gegenüber einer Auslassöffnungen für die wässrige Flüssigkeit oberhalb des Trägers in geeigneter Menge kontinuierlich appliziert werden. Ebenso können leicht in Partikel teilbare Eisstangen gebildet werden, wenn als Aufnahme eine oder mehrere Rinne(n) von quadratischem Querschnitt mit Leisten, die Einschnürungen und dadurch Sollbruchstellen in der/den Eisstange(n) bilden, verwendet wird bzw. werden.
Die obige Aufgabe wird daher durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Eispartikeln gelöst, die umfasst:

- einen bandförmigen Träger aus einem hydrophoben Material mit mindestens einer Reihe halbkugelförmiger Aufnahmen in einem Abstand von 10 bis 70 % des Durchmessers der Aufnahmen oder mit mindestens einer durchgehenden Rinne, die einen quadratischen Querschnitt und in Abständen von 95 bis 105 % der Seitenlänge an allen drei Seiten um 15 bis 35 % der Seitenlänge in die Rinne ragende Leisten hat,
- für jede Reihe Aufnahmen oder jede Rinne eine Dosierkanüle mit einer Auslassöffnung oberhalb des Trägers,
- einen Vorratsbehälter mit einer wässrigen Flüssigkeit
- eine Dosiervorrichtung, die einen gleichmäßigen Fluss der wässrigen Flüssigkeit von dem Vorratsbehälter aus den Auslassöffnungen in die Aufnahmen oder Rinne(n) bereitstellt,
- wobei der Träger mit einer wählbaren Geschwindigkeit relativ zu den Auslassöffnungen bewegbar ist.

Vorzugsweise wird die Dosiervorrichtung von einem Dosierbehälter oberhalb der Dosierkanülen und einer Pumpe, die eingerichtet ist, um die wässrige Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in den Dosierbehälter zu fördern, und einem Überlauf, der den Dosierbehälter mit dem Vorratsbehälter verbindet, gebildet. Dabei wird die Menge wässrige Flüssigkeit im Dosierbehälter konstant gehalten, so dass die Dosierung der wässrigen Flüssigkeit durch das Zusammenwirken des Durchmessers der Auslassöffnung und des vertikalen Abstandes zwischen dem Pegel im Dosierbehälter und den Auslassöffnungen der Dosierkanüle erfolgt. Alternativ kann auch eine Pumpe mit Ventil die wässrige Flüssigkeit in die Dosierkanülen fördern, wobei der Fluss durch das Ventil geregelt wird.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung von Eispartikeln gelöst, bei dem eine wässrige Flüssigkeit in einem Vorratsbehälter bereitgestellt wird, mittels einer geregelten Flussrate zu Dosierkanülen geleitet wird und aus deren Auslassöffnungen auf einen Träger unterhalb der Dosierkanülenöffnungen ausfließt, wobei der Träger aus einem hydrophoben Material mindestens eine Reihe halbkugelförmige Aufnahmen in einem Abstand von 10 bis 70 % des Durchmessers der Aufnahmen oder mindestens eine durchgehende Rinne, die einen quadratischen Querschnitt und in Abständen von 95 bis 105 % der Seitenlänge an allen drei Seiten 15 bis 35 % der Seitenlänge in die Rinne ragende Leisten aufweist und mit einer solchen Geschwindigkeit relativ zu den Auslassöffnungen der Dosierkanülen bewegt wird, dass die aus den Dosierkanülen ausfließende, wässrige Flüssigkeit die Aufnahmen zu etwa 200 % oder die Rinne(n) zu etwa 100 % füllt, jeweils bezogen auf das Volumen der gefrorenen wässrigen Flüssigkeit.
Vorzugsweise wird die wässrige Flüssigkeit mit einer Pumpe in einen Dosierbehälter gepumpt, aus dem Dosierbehälter mittels Schwerkraft in die darunter angeordneten Dosierkanülen geleitet und aus diesen in einer durch den Kanülendurchmesser und den vertikalen Abstand zwischen den Dosierkanülen und dem Pegel im Dosierbehälter geregelten Flussrate in die Aufnahmen oder Rinne(n) auf dem Träger eingebracht. Alternativ kann eine Pumpe mit einem Ventil oder mehreren Ventilen die wässrige Flüssigkeit mit einer durch das/die Ventil(e) geregelten Flussrate in die Aufnahmen oder Rinne(n) auf dem Träger einbringen.
Bei der gewählten Flüssigkeitsmenge wird die Volumenänderung beim Gefrieren eingerechnet. Bei Wasser werden demgemäß ca. 9 Vol.-% weniger flüssiges Volumen gewählt, als der fertige gefrorene Partikel haben soll. Die Toleranz ist bei den halbkugelförmigen Aufnahmen begrenzt, bei den Rinnen sehr groß. Eine Füllung mit einem Flüssigkeitsvolumen bei 5 °C von 180 bis 185 % für die Aufnahmen ergibt brauchbare Partikel. Zu geringe Mengen Flüssigkeit schaden bei den Aufnahmen zwar nicht, da auch in der oberen Hälfte verformte Partikel zum Ausbringen geeignet sind. Aber zu große Mengen Flüssigkeit würden außerhalb der Aufnahmen auf dem Träger liegen bleiben und evtl. sogar Partikel zu Agglomeraten verbinden. Das ist für die Ausbringung nachteilig. Bei der(den) Rinne(n) ergeben Flüssigketisvolumen von 80 bis 105 % der Rinne(n) brauchbare Partikel.
Die Erfindung nutzt kaltes Gas, insbesondere kalte Luft, als Kältemedium, um die wässrige Flüssigkeit zu gefrieren. Dabei wird im Falle der Aufnahmen auch die Oberflächenspannung des Wassers genutzt, durch die in den halbkugelförmigen Aufnahmen eine kugelige Gestalt der Eispartikel entsteht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind besonders geeignet zur Herstellung von Eispartikeln aus einer wässrigen Flüssigkeit enthaltend Wirkstoffe zur Stechmückenbekämpfung wie BTI (Bacillus thuringiensis israelensis). Es können aber selbstverständlich auch beliebige andere wässrige Flüssigkeiten inklusive Wasser zu Eispartikeln gefroren werden, sofern die wässrige Flüssigkeit keine Inhaltsstoffe enthält, welche die Oberflächenspannung relevant herabsetzen. Ein Vorteil der Ausführungsform mit Rinnen ist die Möglichkeit auch wässrige Flüssigkeiten mit geringer Oberflächenspannung zu Partikeln zu gefrieren.
Bei der Stechmückenbekämpfung benötigen kugelige Eispartikel für eine effektive Ausbringung durch Streugeräte mit Schleuderscheibe einen Durchmesser von 1 bis 8 mm, vorzugsweise 3 bis 7 mm, und insbesondere 4,5 bis 5,5 mm, z.B. etwa 5,0 mm. Diese Größe ergibt genügend Partikel auf der Fläche (Oberfläche der Stechmücken-Brutstätten) bei einem in Bezug auf das Anschmelzen tolerierbaren Volumen/Oberflächen Verhältnis. Weiterhin ist die möglichst kugelförmige Gestalt der Partikel in Hinblick auf die gewünschte Arbeitsbreite (Wurfweite, Ballistik) günstig. Würfelförmige Partikel mit Seitenlängen von 1 bis 8 mm, vorzugsweise 2 bis 7 mm, und insbesondere 3 bis 5 mm, z.B. etwa 4,5 mm, zeigen ebenfalls ein zufriedenstellendes Ausbringverhalten. Die Wurfweite ist bei gleicher Leistung nur etwas geringer bzw. für eine gleiche Wurfweite ergibt sich ein nur wenig erhöhter Leistungsbedarf. Eine exakte Würfelform ist nicht notwendig, die Partikel sollten aber eine etwa gleiche Seitenlänge aufweisen.
Die vorliegenden Erfindung löst somit das Problem der Formgebung durch ein Zusammenwirken der geformten Aufnahme mit der Oberflächenspannung.
In einer Ausführungsform weist der Träger aus hydrophobem Material Vertiefungen als Aufnahmen auf, die dem Abdruck einer Kugel mit dem gewünschten Durchmesser von z.B. 5 mm dergestalt entsprechen, dass halbkugelförmige Aufnahmen vorliegen. Vorzugsweise sind die Aufnahmen exakt halbkugelig, abgesehen von Fertigungstoleranzen. Wird nun die für eine Wasserkugel mit dem Durchmesser von 5,0 mm notwendige Wasserquantität (minus 1/11 wg. der Ausdehnung von Eis) also 0,06 ml in eine solche Aufnahme gegeben, so formt die Aufnahme die untere Hälfte der Kugel, während die Oberflächenspannung der wässrigen Flüssigkeit für die Ausformung der komplementären, oberen Hälfte der Wasserquantität sorgt. Es bildet sich eine Kugel, bestehend aus der wässrigen Flüssigkeit, die dann durch das kalte Gas gefroren wird.
In einer anderen Ausführungsform weist der Träger aus hydrophobem Material mindestens eine durchgehende Rinne auf, die einen quadratischen Querschnitt besitzt. In Abständen, welche 95 bis 105 %, vorzugsweise etwa 100 %, der Seitenlänge entsprechen, ragen Leisten in die Rinne hinein. Diese Leisten ragen um 15 bis 35 % der Seitenlänge, vorzugsweise um 20 bis 30 %, z.B. etwa 22 %, in die Rinne. Die Stärke der Leisten ist möglichst gering, wobei die Fertigung des Trägers und seine Stabilität die Untergrenze definieren. Brauchbar ist bei z.B. 5 mm Seitenlänge der Rinne und 1 bis 2 mm nach innen ragenden Leisten etwa 1 mm Stärke. Die Leisten können auch unterschiedlich weit in die Rinnen ragen, beispielsweise seitlich um 1 mm und am Boden um 2 mm. Die Stärke ist zweckmäßig gleich und beträgt z.B. etwa 1 mm.
Die Rinne(n) wird/werden kontinuierlich befüllt. Auf diese Weise bilden sich ein bzw. mehrere zusammenhängende Eisstangen welche am Ende des Trägers zu einzelnen Eispartikeln gebrochen werden. Um gleich große Partikel zu erhalten befinden sich am Boden und an den Seitenwänden der Rinnen in regelmäßigem Abstand die Leisten, kleine Erhebungen die in einem Winkel von etwa 90° zur Längsachse der Rinnen angebracht sind. Die Leisten entstehen z.B. beim Gießen des Silikonträgers in durch die Gießform vorgegebener Weise. Die dadurch entstehenden Kerben an der Unterseite und den beiden Seitenflanken der Eisstange(n) wirken sich als Sollbruchstellen beim Brechvorgang aus. Die Teilung erfordert bei geeignet gewählten Abmessungen nur eine geringe Kraft. Es entstehen ungefähr würfelförmige Partikel gleichen Volumens. An ihrer Stirnseite und Hinterseite sind drei der Kanten in der Form durch die Leisten verändert, z.B. bilden sich in den Eispartikeln bei U-förmigen Leisten konkav abgeschrägte Kanten oder anders herum betrachtet Plateau-förmige Erhebungen auf der Stirnseite und Hinterseite.
Für eine kontinuierliche Produktion befinden sich die Aufnahmen bzw. Rinne(n) auf der Oberfläche eines bandförmigen Trägers, wie beispielsweise eines Transportbandes, welches zumindest teilweise innerhalb eines Raumes läuft, der so heruntergekühlt werden kann, dass die Kugeln oder der Strang aus wässriger Flüssigkeit zu den Eispartikeln bzw. der Stange gefrieren bzw. gefriert. Als Raum ist insbesondere ein Kühlhaus oder ein Kältetunnel mit eigener Kälteerzeugung möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen die Produktion in demselben Kühlhaus durchzuführen, in welchem die für die im Frühsommer und Sommer erfolgende Bekämpfung benötigten Eispartikel bei -18 bis -20 °C eingelagert werden. Zweckmäßig werden die Eispartikel im Winter produziert und dabei, wenn notwendig, die Kälteleistung des Kühlhauses angepasst.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Kühlhaus erwärmt sich die Luft direkt über der Oberfläche des Trägers, steigt auf und wird zur Abkühlung in die Wärmetauscher des Kühlhauses gesaugt. Diese Luft tritt nach ihrer Abkühlung in Bodennähe aus. Es ist von Vorteil einen Kamineffekt über dem Träger zu erzeugen. Beispielsweise können über dem Träger vertikal an der Kühlhausdecke aufgehängte Textilschläuche größtmöglicher Länge angebracht werden. Durch die wesentlich höhere Temperatur der wässrigen Flüssigkeit gegenüber der kalten Luft und, noch wichtiger, durch die beim Gefriervorgang frei werdende Wärme, findet eine sehr positive Konvektion statt, die durch die Textilschläuche als Schlote verstärkt wird. Als Textilschläuche können z.B. sogenannte Agility Hundetunnel verwendet werden, die es mit eingenähter Spiralfeder in verschiedensten Längen und Durchmessern gibt. An ihrem unteren Ende könnte man Hutzen anbringen wie man sie von den Dunstabzugshauben her kennt. Alternativ kann der Kamineffekt erzeugt werden, indem eine im Querschnitt einem Satteldach ähnliche Haube oberhalb des Trägers angeordnet wird. Die Haube kann über die gesamte Trägerlänge reichen oder nur Teilbereiche abdecken, z.B. am Ende oder in der Mitte. Sozusagen am First des Satteldaches befindet sich ein Luftaustritt in Form eines über die gesamte Länge der Haube reichenden Spalts oder mehrere Spalten. Mit einem oder mehreren Ventilatoren kann so auf sehr effiziente Weise die warme Luft deutlich schneller nach oben abgeführt werden als dies rein durch die Konvektion der Fall wäre. Die kälteste Luft, die sich am Boden befindet und die das Kältemedium darstellt, strömt nach und erhöht die Effektivität der Vorrichtung.
Der Träger besteht zumindest an der gesamten mit der wässrigen Flüssigkeit in Kontakt kommenden Oberfläche aus einem hydrophoben Material, z.B. Silikon oder Tetrafluorethylen. Hydrophob heißt, dass der Kontaktwinkel bei Wasser mehr als 90° beträgt, vorzugsweise soll der Kontaktwinkel mindestens 100° betragen. Es genügt, wenn die Oberfläche hydrophob ist, d.h. auch die Aufnahmen bzw. Innenseiten der Rinnen mit den Oberflächen der Leisten. Je nach Material kann der gesamte Träger oder eine Schicht des Trägers aus dem hydrophoben Material sein.
Bevorzugt ist der Träger flexibel, beispielsweise aus einem Silikonkautschuk. Silikonkautschuk hat mehrere Vorteile, er bleibt auch bei tiefen Temperaturen flexibel und hydrophob, er ist kostengünstig und auch komplizierte Formen lassen sich leicht und preiswert mittels Gießverfahren herstellen. Durch einen flexiblen Träger können die gefrorenen Eispartikel bzw. Eisstangen ganz einfach durch Umlenken des Trägers, vorteilhaft unterstützt durch einen Abstreifer bzw. eine Abnahme, vom Träger getrennt werden. Die Verformung des Trägers, z.B. des Silikonbandes, durch die Umlenkung am Ende des Trägers bewirkt einen sehr lockeren Sitz der Eispartikel in den Aufnahmen bzw. der Eisstange(n) in der/den Rinne(n).
Die kugelförmigen Eispartikel können, da sie um ihren halben Durchmesser, z.B. 2,5 mm, über die Trägeroberfläche herausragen durch eine quer zur Laufrichtung angebrachte und sehr dicht an die Oberfläche heranragende Abstreifleiste aus den Aufnahmen herausgelöst werden. Dann können sie beispielsweise direkt vom Abstreifer gelenkt in einen Lagerbehälter fallen. Oder sie werden auf ein Transportband gelenkt, mit welchem sie zu einem Lagerort oder -behälter befördert werden.
Im Falle von einer oder mehreren Eisstange(n) aus gefrorener Flüssigkeit erfolgt die Ablösung aus der Rinne/den Rinnen dadurch, dass die Stange(n) sich nicht umlenken lässt/lassen. Die Stange(n) werden dann zweckmäßig durch Aufbringen von Kräften senkrecht zur Laufrichtung des Trägers geteilt. Beispielsweise können zwei Rollen verwendet werden, zwischen welche die Stange(n) geleitet wird/werden. Die Rollen haben eine gegenläufige Drehrichtung, die Stange(n) wird/werden dadurch umgelenkt und an den Sollbruchstellen geteilt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Stange(n) mittels einer Rolle gegen eine Kante zu drängen, an der die Teilung an den Sollbruchstellen erfolgt. Auch bewegte Stempel sind denkbar.
Die Beschickung des Bandes mit der wässrigen Flüssigkeit muss gewährleisten, dass alle Aufnahmen bzw. die Rinne(n) mit exakt der benötigten Wasserquantität befüllt werden. Dazu ist eine Dosiervorrichtung vorgesehen. Die konkrete Gestaltung der Dosiervorrichtung ist unkritisch, neben dem Einbringen der gewünschten Menge sind bei den Rinnen auch Varianten denkbar, bei denen zunächst eine zu große Menge eingebracht und der Überschuss dann wieder entfernt wird, z.B. durch Abstreifen, Absaugen oder Wegblasen.
Bei den Aufnahmen muss die Befüllung zusätzlich in der Art erfolgen, dass der auf der Oberflächenspannung des Wassers beruhende Effekt, der für den Aufbau der oberen Kugelhälfte sorgt, nicht gestört wird und die Fläche zwischen den Vertiefungen frei von Flüssigkeit bleibt. Bei der vorliegenden Erfindung wird dies durch den Auftrag mittels Dosierkanülen erreicht. Vorzugsweise sind bei halbkugelförmigen Aufnahmen die Auslassöffnungen der Dosierkanülen in einem Abstand, z.B. von 0,1 bis 1 mm, bevorzugt von 0,3 bis 0,7 mm, über dem Träger positioniert. Es ist für die Aufnahmen außerdem zweckmäßig, wenn die Kanülen unter einem spitzen Winkel, z.B. von 20 bis 70°, bevorzugt von 35 bis 55°, insbesondere von 40 bis 45°, angeordnet sind. Speziell soll so der Rand der Auslassöffnung, der in der Regel senkrecht zur Mittelachse der Kanüle ist, mit dem Träger einen stumpfen Winkel bilden. Betrachtet wird hierbei der Winkel zwischen Kanüle/Auslassöffnungsrand und dem Träger vor dem Auftrag der Wasserquantitäten. Bei senkrechten Dosierkanülen kann der Winkel durch im Verhältnis zur Mittelachse der Kanüle abgeschrägte Auslassöffnungsränder erreicht werden. Zum Befüllen der Rinne(n) spielt der Winkel keine Rolle, für das Befüllen von Rinnen können die Dosierkanülen auch in die Rinne hineinragen, z.B. bis zu 50 % der Seitenlänge der Rinne. Als Material für die Dosierkanülen sind beispielsweise Glas und Kunststoff geeignet.
Die für die quantitativ exakte Befüllung der Aufnahmen oder der Rinnen notwendige Durchflussrate wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform über den Querschnitt der Austrittsöffnungen und den vertikalen Abstand zwischen dem Pegel der wässrigen Flüssigkeit in dem Dosierbehälter und den Auslassöffnungen der Dosierkanülen bestimmt. Die Versorgung der Dosierkanülen mit der Flüssigkeit erfolgt über je eine Leitung pro Dosierkanüle vom Dosierbehälter zur Dosierkanüle. Für jede Reihe Aufnahmen auf dem Träger ist eine Dosierkanüle notwendig. Dadurch sind erfindungsgemäß Ventile mit einer aufwändigen Steuerung entbehrlich.
Alternativ können die Dosierkanülen mittels einer Pumpe über je eine Leitung direkt aus dem Vorratsbehälter beschickt werden. Dazu ist ein Ventil vor der Verzweigung in die Zuleitungen zu den Kanülen oder bevorzugt für jede Leitung und Dosierkanüle je ein Ventil vorgesehen, über welches(welche) die Flussrate geregelt wird.
Eine Dosiervorrichtung, bei der die exakte Menge an wässriger Flüssigkeit durch Einbringen einer zu großen Menge und nachträgliches Entfernen des Überschusses realisiert wird, eignet sich insbesondere für einen Träger mit Rinne(n). Zweckmäßig erfolgt die Entfernung der überschüssigen Menge an wässriger Flüssigkeit durch Absaugung mit Unterdruck. Hierbei kann z.B. nahe der Dosieröffnungen der Dosierkanülen eine Absaugung vorgesehen sein. Alternativ kann ein Überlaufkanal neben der Rinne angeordnet werden, bei mehreren Rinnen jeweils ein Überlaufkanal außen neben den äußeren Rinnen und zwischen den Rinnen. Die Form des Überlaufkanals ist unkritisch, der Kanal kann beispielsweise v-förmig, u-förmig oder mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet werden. Zweckmäßig wird in jedem Kanal eine Absaugung vorgesehen, über welche die überschüssige wässrige Flüssigkeit in den Vorrat zurückbefördert wird.
Der Träger wird erfindungsgemäß mit einer wählbaren Geschwindigkeit relativ zu den Auslassöffnungen bewegt. Zweckmäßig kann der Träger dazu als um Rollen umlaufender Zahnriemen ausgebildet sein, ggfs. als mehrere, parallel laufende Zahnriemen. Alternativ, insbesondere für Träger mit Rinnen, eignet sich eine Unterseite des Trägers aus Textil mit entsprechend strukturierter Oberfläche in Kombination mit einem geeigneten Reibpartner auf der Antriebswalze. Als Antrieb ist beispielsweise ein Drehzahl-geregelter Elektromotor geeignet. Insbesondere für einen autonomen Betrieb wird ein Sensor zur Überwachung der Trägergeschwindigkeit vorgesehen, so dass im Bedarfsfall, z.B. bei einem Stillstand des Trägers, die Pumpe automatisch abgeschaltet werden kann. Es ist ebenso möglich, die Dosierkanülen über einem ortsfesten Träger zu bewegen, was aber normalerweise aufwändiger zu realisieren sein dürfte.
Das Gefrieren der wässrigen Flüssigkeit zu Eispartikeln bzw. Eisstangen wird durch den Kontakt mit kaltem Gas, vorzugsweise kalter Luft, erreicht. Dazu kann wie bereits erwähnt die Vorrichtung in einem Kühlhaus angeordnet werden oder der Träger läuft zumindest über einezum Gefrieren ausreichende Strecke in einem Kältetunnel. Beides kann auch kombiniert werden. Außerdem kann ein kalter Gasstrom auf den Träger gerichtet oder geführt werden.
Wichtig ist, dass die Temperatur des Gases auf und über dem Träger so eingestellt wird, dass über die durch die Relativbewegung zur Verfügung stehende Strecke die wässrige Flüssigkeit gefroren wird. Die notwendige Kälteleistung hängt davon ab, wie groß die Eispartikel sind, welche Temperatur die wässrige Flüssigkeit beim Einbringen in die Aufnahmen oder Rinne(n) hat und wie lang die zur Verfügung stehende Strecke ist. Üblicherweise reichen für Eispartikel von 4-6 mm Durchmesser bzw. Eisstangen mit 3-5 mm Würfel-Seitenlängen die in einem Kühlhaus herrschenden -18 bis -20 °C bei einer Strecke von 2 bis 15 m, vorzugsweise 5 bis 10 m, und einer Trägergeschwindigkeit von 0,5 bis 5 m/min, vorzugsweise 1 bis 3 m/min, aus.
Für einen autonomen Betrieb kann ein Temperatursensor vorgesehen werden, der die Produktion stoppt, wenn die Kälteleistung zu niedrig ist, um ein ausreichendes Gefrieren zu gewährleisten.
Die Dosierkanülen werden aus dem Vorratsbehälter mittels Pumpe oder aus dem Dosierbehälter mittels Schwerkraft versorgt. Die Dosierung wird bei Einsatz des Dosierbehälters dadurch sichergestellt, dass der Flüssigkeitspegel im Dosierbehälter durch einen entsprechend positionierten Überlauf konstant gehalten wird und die Pumpe ein größeres als das Mindestvolumen aus dem Vorratsbehälter in den Dosierbehälter fördert. Zweckmäßig verhindert ein vorgeschalteter Filter Verstopfungen durch eventuell vorkommende größere Wirkstoffpartikel.
Wenn die Produktion in einem Kühlhaus erfolgt, kann es notwendig sein, den Dosierbehälter und/oder den Vorratsbehälter und/oder die Leitungen zu den Dosierkanülen zu beheizen bzw. zu isolieren, damit die wässrige Flüssigkeit nicht vor dem Auftrag auf den Träger gefriert. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Überlauf zwischen Dosierbehälter und Vorratsbehälter beheizt werden. Die Beheizung kann durch thermostatisch geregelte Widerstandsheizungen, z.B. Dachrinnen-Heizungen, erfolgen. Bevorzugt werden alle im Kaltbereich liegenden Rohre, Schläuche und Düsen für die Zuleitung der wässrigen Flüssigkeit und der für die Einstellung der Dosierung mittels Flüssigkeitssäule notwendige Dosierbehälter mit einstellbarer Überlaufhöhe vor dem Einfrieren geschützt. Die Heizung wird vorteilhaft so ausgelegt, dass eventuell nach einem Anhalten der Produktion entstehendes Eis in nicht vollständig entleerten Bereichen aufgetaut werden kann.
Ist die Positionierung der Dosierkanülen richtig gewählt und die der Trägergeschwindigkeit zuzuordnende Durchflussrate eingestellt, werden die Aufnahmen gefüllt und ohne eine bleibende Benetzung der Zwischenräume mit der Komplementärmenge für eine vollständige Kugel versorgt. Die Anordnung der Dosierkanülen, die Balance zwischen Durchflussmenge und Relativgeschwindigkeit des Trägers, sowie die Materialauswahl für den Träger (hydrophob, z.B. Silikonkautschuk) bilden die Rahmenbedingungen dafür, dass der kontinuierlich aus der Dosierkanüle austretende Flüssigkeitsstrang etwa mittig zwischen zwei Aufnahmen abreißt und die für einen Moment auf dem Zwischenraum liegen bleibende Flüssigkeitsmenge, die noch in Verbindung mit dem Flüssigkeitskörper in der Aufnahme steht, von diesem vollständig einverleibt wird. Dabei erfolgt die Ausbildung und Vervollständigung der oberen Kugelhälfte. Bei Betrachtung von Zeitlupenaufnahmen des Geschehens ist deutlich zu sehen, wie die Kugel der gerade befüllten Aufnahme noch anwächst, während schon die nächste Aufnahme versorgt wird. Das Verfahren macht sich mit einfachster Technik naturgesetzliche Phänomene zunutze und erzielt extrem genaue und reproduzierbare Ergebnisse. Im Stand der Technik werden analoge Aufgaben z.B. die Befüllung von Füllerpatronen oder automatisierte Dosierungen in Laboren bisher mit hohem apparativem Aufwand und komplexer Steuerelektronik gelöst.
Die Befüllung der Rinne(n) ist noch unkritischer und muss nur sicherstellen, dass eine ausreichende Menge wässrige Flüssigkeit eingefüllt wird. Diese Variante ist somit noch sicherer, die Befüllung und Dosierung noch weiter vereinfacht. Das gleicht den etwas höheren Aufwand nach dem Gefrieren, nämlich die zusätzlich nötige Teilung der Eisstange(n) in Partikel, mehr als aus.
In einer Ausführungsform wird eine Überfüllung der Rinne(n), z.B. durch produktionsbedingte Abweichungen oder strömungsbedingte Störungen, durch den Auslassöffnungen nachgelagerte Absaugdüsen ausgeschlossen. Eine solche Überfüllung würde zu einer nicht tolerierbaren Vereisung von Bereichen auf der Trägeroberfläche zwischen den Rinnen führen. Die Absaugdüsen arbeiten mit einem Unterdruck, der beispielsweise durch eine nach dem Venturi Prinzip gestaltete Einrichtung bereitgestellt wird. Die dafür erforderliche Energie liefert die Strömung in einem Rohr, welches primär zur Umwälzanlage gehört die wiederum das Absetzen des Wirkstoffs in der Suspension im Vorratsbehälter und/oder Dosierbehälter verhindert. Die Absaugdüsen werden z.B. etwa 10 mm hinter den Auslassöffnungen so angeordnet, dass sie mit ihren Spitzen gerade nicht den idealen Pegel in der Rinne berühren. Überschüssige Mengen an Flüssigkeit führen zum Anstieg des Pegels, durch die Oberflächenspannung bildet sich ein „Wasserberg“. Die überschüssige Flüssigkeit gelangt so in den Bereich der Absaugdüsen, an welchen Unterdruck anliegt. Die abgesaugte Überschussmenge gelangt dann über die Venturi Einrichtung in den Umwälzstrom.
Alternativ sind zwischen den Rinnen v- oder u-förmige oder rechteckige Überlaufkanäle angeordnet. Die Kanäle können etwa so tief wie die Rinnen sein, aber auch wesentlich flacher. Bei tiefen Kanälen lässt sich Trägermaterial sparen, bei flachen Kanälen lässt sich mehr Eisvolumen pro Breite des Träger erzeugen. Beispielsweise kännen die Kanäle schmaler als die Rinnen und nur etwa 1 bis 2 mm tief sein, wobei 0,5 mm Abstand zwischen der Oberkante der Rinne und einem benachbarten Kanal ausreichend sind. Auch bei dieser Ausgestaltung wird die Beschickung der Rinnen mittels möglichst genau dosierender Kanülen vorgenommen. Es wird aber bei Verwendung mehrerer Kanülen immer eine gewisse Streuung in der Applikationsrate auftreten. Die Überlaufkanäle erlauben es bei der Dosierung eher an die obere Grenze zu gehen und somit eine Unterfüllung zu vermeiden. Die dadurch wahrscheinlichere sporadische Überfüllung einzelner Rinnen stellt keine Gefahr für das Verfahren dar, da die überschüssige Menge an wässriger Flüssigkeit dann in die Überlaufkanäle abfließen kann, von wo sie durch dort eingelegten Absaugschläuche oder Absaugrohre (Unterdruck) zurück in den Vorratsbehälter befördert wird. Damit ist die Absaugung räumlich von den Rinnen zur Produktion der Eispartikel getrennt. Eine Störung der Ausgestaltung der Eisstangen durch die Absaugdüsen (z.B. durch ein durch die Oberflächenspannung verursachtes Zuviel an Absaugung) ist damit ausgeschlossen.
Die gewünschte Produktionsrate hängt in erster Linie von der zur Verfügung stehenden Kälteleistung ab. Aus dieser Leistung ergibt sich die Dimensionierung des Trägers (Reihenanzahl Aufnahmen bzw. Anzahl Rinnen) und die Transportgeschwindigkeit. Die Trägerlänge zusammen mit der Relativgeschwindigkeit des Trägers werden so bemessen, dass sich eine ausreichende Verweildauer der zu gefrierenden Flüssigkeitskugeln bis zu deren Abnahme ergibt. Da bei der Abnahme mechanische Belastungen auftreten, müssen die Eispartikel bzw. die Stange(n) soweit durchgefroren sein, dass sie bei der Abnahme nicht zerstört werden. Sie müssen jedoch noch nicht die Lagertemperatur von -18°C erreicht haben, dafür ist keine Eile geboten. Typischerweise reicht es aus, wenn die Partikel auf dem Träger bis zur Abnahme eine Temperatur von -0,7 °C oder darunter, vorzugsweise -1 °C oder darunter, erreichen. Bei kugelförmigen Eispartikeln mit 4 bis 6 mm Durchmesser und würfelförmigen Eispartikeln (aus Stangen) mit 3 bis 5 mm Seitenlänge ist eine Verweilzeit von mindestens 3 min., vorzugsweise mindestens 5 min., sinnvoll. Eine längere Verweilzeit als nötig schadet nicht, verringert aber unnötig die bei gegebener Kälteleistung und Trägerlänge erreichbare Produktionsrate. Beispielsweise können bei einer Kühlleistung, die 750 ml Flüssigkeit in 5 min. auf einem Träger mit 36 cm Breite gefriert, bei einer Trägerlänge von 10 m und einer Geschwindigkeit von 2 m/min aus 90 l/h Flüssigkeit Eispartikel gewonnen werden. Bei 2,5 m Trägerlänge muss die Geschwindigkeit auf 0,5 m/min gedrosselt werden, so dass die Produktionsrate nur noch 22,5 l/h beträgt.
Die kugelförmigen Eispartikel werden zweckmäßig durch eine Umlenkung des Trägers, ggfs. kombiniert mit einem Abstreifer, abgenommen.
Für die würfelförmigen Eispartikel muss/müssen die in der/den Rinne(n) gebildete(n) Eisstange(n) geteilt werden. Das Abernten und Brechen der Eisstangen nach dem Gefriervorgang wird bei den Rinnen dadurch unterstützt, dass die Eisstangen dem durch die Antriebsrolle am Ende des Trägers vorgegebenen Umlenkradius wegen ihrer Steifigkeit nicht folgen wollen, sondern bestrebt sind sich der Laufrichtung des Trägers entsprechend frei in den Raum hinauszuschieben. Durch Einwirkung einer Kraft mit wenigstens einer senkrecht zur Laufrichtung des Trägers gericheteten Komponente erfolgt die Teilung an den durch die Leisten gebildeten Sollbruchstellen.
In einer ersten Ausgestaltung der Abnahme wird das Bestreben der Eisstange(n) dahingehend genutzt, diese auf eine Auflagefläche, z.B. ein Blech, aufgleiten zu lassen, und kurz nach dem Aufgleiten in aus Seitenwänden, einer Abdeckung sowie der Auflagefläche gebildete rechteckige Tunnel zu leiten. Die Auflagefläche ist vorteilhafterweise an der dem Träger zugewandten Seite ähnlich einer Zahnspachtel ausgeformt. Die Zähne sind in ihrer Breite etwas geringer als die Breite der Rinnen und ragen gerade soweit in diese hinein, dass keine Berührung mit der Silikonoberfläche des Trägers stattfindet. Die Dimensionierung der Tunnel ist etwas größer als es dem Querschnitt der Eisstangen entspricht. Beispielsweise sind die Seitenlängen unabhängig voneinander um 1 bis 5 %, vorzugsweise um 2 bis 3 % größer, wobei die Tunnel rechteckig sein können. Bei der Höhe ist mehr Toleranz zweckmäßig, z.B. 5 bis 15 %, vorzugsweise etwa 10 %. Oder die Abdeckung wird vertikal beweglich angebracht. Die Abdeckung und Auflagefläche sowie die Seitenwände sind an ihrem Ende scharfkantig abgeschnitten. Am Ende des Tunnels ist eine parallel zur Laufrichtung des Trägers aber mit deutlich höherer Umfangsgeschwindigkeit arbeitende Rolle angebracht, die mit ihrer Oberfläche auf wenige mm so an die durch die Auflagefläche gebildete Kante heranreicht, dass die Eisstange(n), sobald diese aus den Tunneln herauskommen, von der Rolle nach oben gegen die Kante der Abdeckung gezwungen werden. Das dadurch auftretende Biegemoment lässt die Eisstangen an den Sollbruchstellen brechen. Zugleich werden die Partikel weggeschleudert was einen Staueffekt wirkungsvoll verhindert. Sofern der Träger durch eine Antriebswalze angetrieben wird, lässt sich die in Bezug auf die Trägergeschwindigkeit höhere Umfangsgeschwindigkeit der Rolle durch eine höhere Drehgeschwindigkeit und/oder einen kleineren Durchmesser der Rolle im Vergleich zu der Antriebswalze realisieren. Der Drehsinn ist gleich.
In einer alternativen Ausgestaltung gleiten die Eisstangen auf eine Auflagefäche, z.B. ein Blech, auf und gelangen an dessen Ende zwischen zwei Rollen gegenläufiger Drehrichtung. Beim Durchtritt der Eisstangen durch den Spalt zwischen den Rollen werden sie auf eine nach oben gekrümmte Bahn gezwungen. Dabei lässt das so entstehende Biegemoment die Stangen an den Sollbruchstellen brechen. Zugleich fördern die Rollen die Partikel nach vorn weg. Staueffekte werde auf diese Weise verhindert.
Weitere Ausgestaltungen der Abnahme für die in Rinnen gebildete(n) Eisstange(n) sind denkbar, beispielsweise könnten Stempel quer zur Bewegungsrichtung Druck ausüben und so die Eisstange(n) in Partikel teilen.
Die vom Träger abgenommenen bzw. durch Teilen der Stange(n) erhaltenen Eispartikel werden in der Regel eingelagert. Die einfachste Art der Einlagerung besteht darin das Granulat mit einem steilen Transportband zu einem Schüttkegel auf dem Boden des Kühlhauses aufzutürmen und es dann manuell oder mit einem Radlader einzulagern. Die Anstellung des Bandes und damit die erreichbare Schütthöhe bestimmt die Frequenz der Einlagerungsvorgänge. Die Einlagerung kann durch entsprechende Technik automatisiert werden.
Bei der Lagerung liegen die Eispartikel übereinander und in Kontakt miteinander. Dies kann bei zu hoher Temperatur der Partikel beim Einlagern oder bei längerer Lagerzeit dazu führen, dass das Eis durch den Druck oberflächlich antaut. Bei weiterer Kältezufuhr gefriert die Flüssigkeit wieder, so dass es zu einem Zusammenbacken der Partikel kommt.
Um den Effekt für noch relativ warme Partikel zu verhindern, können die Eispartikel oder Eisstange(n) vor der Einlagerung auf einem Band weiter heruntergekühlt werden. Ein solches Förderband läuft mit etwa der gleichen Geschwindigkeit wie der Träger und verlängert die Verweildauer bis zur Einlagerung. Es kann, wenn es z.B. gleich lang ist, die Kühlzeit verdoppeln.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Förderband können die Eispartikel spiralig in Folienbahnen eingeschlagen werden, wobei die Lagen der Kunststofffolie Trennschichten bilden. Die Eispartikel können vom Träger oder Förderband auf die Folie geleitet werden. Die Folie mit den Eispartikeln wird von einer Aufwickelmaschine in einer mit der Geschwindigkeit der Eispartikelherstellung synchronisierten Geschwindigkeit aufgewickelt. Die Geschwindigkeit der Folie beim Aufwickeln bestimmt die Schichtdicke der Eispartikel auf der Folie. Die Geschwindigkeit der Folie wird mittels eines Sensors in dem Bereich gemessen wo sie flach auf einer Gleitfläche aufliegt und beschickt wird. Der Controller der Aufwickelmaschine bekommt die Information bzgl. der Foliengeschwindigkeit vom Sensor und steuert den Antriebsmotor dahingehend, dass dieser bei dem sich naturgemäß stetig ändernden Übersetzungsverhältnis entsprechen kontinuierlich verlangsamt, um die Foliengeschwindigkeit konstant zu halten.
Um z.B. die Menge an Eispartikeln für einen Flug zur Mückenbekämpfung aufzurollen müssen bei 400 kg Partikeln und einem Schüttgewicht von 0,5 kg/l etwa 800 Liter Eispartikel aufgewickelt werden. Mit einer Breite der Folie von 1 m und einer Dicke der Folie von 1 mm sowie einer Schichtdicke Granulat von 10 l/m² = 10 mm berechnet sich aus der Beschickungsmenge von 800 I ein Flächenbedarf von 80 m² und daraus eine Folienlänge von 80 m. Mit einem Durchmesser des Rollenkerns von 150 mm ergibt sich ein Außendurchmesser der beschickten Rolle von ungefähr 1 m. Eispartikel mit einer Schichtdicke von 1 cm bilden selbst nach mehrmaligem Antauen und Gefrieren eine leicht zu brechende Kruste.
Die Vorteile der neuen Technik liegen auf der Hand. Es werden keinerlei gefährliche Stoffe (Flüssigstickstoff) oder schwer zu beschaffende und Verschmutzung generierende Stoffe (Leindotteröl) zur Erzeugung des Eisgranulats benötigt. Das Granulat kann mit geringem apparativem Aufwand alleine mit der Bereitstellung von kalter Luft (Kühlhaus, Kältetunnel) und dem Ausgangsmaterial Wasser/Wirkstoff Suspension von wenigen Sensoren überwacht im 24h Betrieb produziert werden.
Bei der Verwendung von Flüssigstickstoff zur Produktion der Eispartikel entstehen alleine für den Flüssigstickstoff, die Miete für den Tank und die Pelletiermaschine Produktionskosten in Höhe von ca. € 420 je Tonne Granulat. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren belaufen sich die Produktionskosten auf max. € 40 je Tonne.
Die Erfindung soll anhand der beigefügten Figuren und der folgenden Beispiele erläutert werden, ohne jedoch auf die speziell beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein. Die Erfindung bezieht sich auch auf sämtliche Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen, soweit diese sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Angaben „etwa“ oder „ca.“ in Verbindung mit einer Zahlenangabe bedeuten, dass zumindest um 10 % höhere oder niedrigere Werte oder um 5 % höhere oder niedrigere Werte und in jedem Fall um 1 % höhere oder niedrigere Werte eingeschlossen sind.
Es zeigt:

1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt
2 die Vorrichtung von 1 in perspektivischer Ansicht
3 einen alternativen Träger mit Rinnen
4 eine Abnahme für würfelförmiges Granulat
5 eine alternative Abnahme für würfelförmiges Granulat
6 eine Variante für den Träger mit Rinnen

1 veranschaulicht den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst einen Träger 1 mit vier Reihen Aufnahmen 2, darüber angeordnete Dosierkanülen 3, einen Dosierbehälter 4 für die wässrige Flüssigkeit 5 und eine Pumpe 6, welche die wässrige Flüssigkeit 5 aus einem Vorratsbehälter 7 in den Dosierbehälter 4 pumpt. Ein Überlauf 8 sorgt für einen gleichbleibenden Pegel der wässrigen Flüssigkeit im Dosierbehälter 4. Der Dosierbehälter 4 ist durch Leitungen, z. B. Schläuche, die nötigenfalls isoliert und/oder beheizt sind, mit den Dosierkanülen 3 verbunden.
Die Flussrate der wässrigen Flüssigkeit 5 aus den Kanülen 3 wird durch den Durchmesser der Auslassöffnungen 9 der Kanülen 3 und den vertikalen Abstand h zwischen den Öffnungen 9 und dem Pegel der wässrigen Flüssigkeit 5 im Dosierbehälter 4 eingestellt. Die relative Geschwindigkeit zwischen Träger 1 und Öffnungen 9 wird so angepasst, dass die aus den Öffnungen 9 austretende Flüssigkeit 5 gerade ausreicht, um die Aufnahmen 2 während der Bewegung zu etwa 200 % bezogen auf das gefrorene Volumen wässrige Flüssigkeit mit der Flüssigkeit 5 zu füllen.
In der gezeigten Ausführungsform wird der Träger 1 unter den Öffnungen 9 entlang bewegt. Dann wird durch kaltes Gas G die wässrige Flüssigkeit 5 in den Aufnahmen 2 abgekühlt und gefroren. Nach einer durch die Zeit bis zum Gefrieren bestimmten Länge I wird der Träger 1 umgelenkt. Dabei löst ein Abstreifer 10 die in den Aufnahmen 2 zu kugeligen Eispartikeln 11 gefrorene wässrige Flüssigkeit 5 vom Träger 1. Die Eispartikel fallen in einen unterhalb angeordneten Lagerbehälter 12. In diesem können sie weiter abkühlen, sofern die gewünschte Lagertemperatur von beispielsweise -18 °C auf dem Träger 1 noch nicht erreicht wurde, was normalerweise der Fall ist.
Der Vorratsbehälter 7 umfasst eine Heizung, mit der die wässrige Flüssigkeit 5 dort so temperiert wird, dass sie nicht im Dosierbehälter 4 oder in den Leitungen zu den Kanülen 3 einfriert. Der Dosierbehälter 4 ist isoliert.
Außerdem ist ein Sensor 13 zur Überwachung der Trägergeschwindigkeit installiert, so dass die Relativgeschwindigkeit sicher im gewählten Bereich bleibt. Ist dies nicht erreichbar, wird die Pumpe 6 abgeschaltet.
Weiter ist ein Temperatursensor 14 zur Messung der Temperatur der Luft (Gas G) oberhalb des Trägers 1 vorgesehen. Sollte die Temperatur zu hoch sein, wird die Pumpe 6 abgeschaltet. Der Träger 1 läuft dann leer weiter.
In 2 ist die Vorrichtung nochmals in perspektivischer Ansicht gezeigt. Hier ist der Träger 1 mit vier Reihen Aufnahmen gut zu sehen. Die Aufnahmen 2 haben hier 5 mm Durchmesser und einen Abstand von 2 mm zwischen den Aufnahmen 2 einer Reihe und den Reihen. Die Tiefe beträgt 2,5 mm. Der Träger 1 ist aus Silikonkautschuk gefertigt. Außerdem erkennt man, wie die mit Hilfe des Abstreifers 10 aus den Aufnahmen 2 gelösten Eispartikel 11 in den Lagerbehälter 12 fallen.
In 3 ist ein Trägerband 1 mit Rinnen 16 statt einzelnen Aufnahmen gezeigt. Außerdem sind ein Teil einer Eisstange aus gefrorener wässriger Flüssigkeit und einige abgeteilte Partikel 11 dargestellt. Es ist deutlich zu sehen, wie die Leisten 16 in die Rinnen 15 hineinragen und so in den Stangen aus gefrorener wässriger Flüssigkeit Sollbruchstellen bilden. Im gewählten Beispiel haben die Leisten 16 eine Stärke von etwa 1,0 mm. Die Bodenleisten ragen um ca. 2,0 mm die Seitenleisten um ca. 1,0 mm nach innen in die Rinnen 15, die eine Seitenlänge von 4,5 mm haben.
4 veranschaulicht eine erste Ausführungsform für eine Abnahme 17, bei der eine Abdeckung 18, zweckmäßig ein Blech, mit einer Rolle 19 die Zerteilung der Eisstangen zu würfelförmigen Eispartikeln 11 bewirkt. Das Blech 18 ist teilweise nicht dargestellt, um die Ausgestaltung darunter zu zeigen. Die Abnahme 17 besteht aus der Rolle 19, der Abdeckung 18, einer Auflagefläche 20, zweckmäßig ebenfalls ein Blech, und Seitenwänden 21. Die Seitenwände 21 bilden zusammen mit der Abdeckung 18 und der Auflage 20 für jede Eistange aus gefrorener wässriger Flüssigkeit einen Tunnel. Am Ende dieses Tunnels ist die Rolle 19 angeordnet, deren Drehbewegung die Eisstangen nach oben an die Kante der Abdeckung 18 drückt. Dabei brechen sie an den Sollbruchstellen auseinander und werden so zu würfelförmigem Eisgranulat 11 geteilt. Vorzugsweise wird die Teilung durch eine scharfe Kante an der Abdeckung 18 erleichtert.
Außerdem ist es zweckmäßig, wenn die Auflage 20 an ihrer dem Träger 1 zugewandten Seite Vorsprünge ähnlich wie ein Zahnspachtel aufweist, die in die Rinnen 15 hineinragen. Die Vorsprünge haben eine geringere Breite als die Rinnen 15 und ragen gerade soweit vor, dass sie nicht mit dem Träger 1 in Berührung kommen.
Weiterhin hat die Rolle 19 vorteilhaft eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit des Trägers 1, so dass die Eispartikel 11 von der Rolle 19 weggeschleudert werden und ein Staueffekt vermieden wird.
In 5 ist eine alternative Abnahme 17' gezeigt. Hier dient neben der Rolle 19' eine zweite, gegenläufig angetriebene Rolle 22 dazu, die Eisstangen zu teilen. In dieser Variante ist ebenfalls eine Auflagefläche 20' vorhanden, bevorzugt ebenso mit den oben beschriebenen Vorsprüngen zum Lösen der Eisstangen aus den Rinnen 15, es sind aber keine Tunnel erforderlich. Dadurch kann die Abnahme mit verschieden großen Rinnen 15 benutzt werden, um Eisgranulat 11 mit variabler Größe herzustellen. In dieser Ausführungsform fördern die beiden Rollen 19', 22 das Eisgranulat 11 weg und verhindern somit Staueffekte.
6 veranschaulicht eine Ausführungsform des Trägers 1 mit Rinnen 15, bei der neben den äußeren und zwischen den Rinnen 15 jeweils Überlaufkanäle 23 vorgesehen sind. In diese wird, vorzugsweise nahe der Dosierkanülen 3 aber ausreichend von diesen beabstandet, je ein Absaugschlauch 24 (oder Absaugrohr) eingetaucht. Der Abstand zwischen Absaugöffnung 25 und Auslassöffnung 9 beträgt bei einem Träger mit Abmessungen wie zu den vorhergehenden Figuren beschrieben zweckmäßig einige cm, beispielsweise 3 bis 10 cm. Die Öffnung 25 kann wie gezeigt rund sein. Vorzugsweise ist sie abgeflacht, so dass die Öffnung 25 in etwa parallel zum Boden des Überlaufkanals ist. Ein evtl. Überschuss an wässriger Flüssigkeit 5 fließt so aus den Rinnen 15 in die Überlaufkanäle 23. Von dort wird er durch den an den Absaugöffnungen 25 anliegenden Unterdruck in den Absaugschlauch 24 gesaugt. Die Absaugschläuche 24 sind z.B. über eine Venturi Einrichtung mit dem Vorratsbehälter 7 oder dem Dosierbehälter 4 verbunden und führen die abgesaugte wässrige Flüssigkeit 5 wie zuvor beschrieben in den entsprechenden Behälter zurück.
Beispiel 1
Für die Produktion von BTI-Eispartikeln wird eine übliche wässrige Wirkstoffsuspension als wässrige Flüssigkeit mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu kugelförmigen Partikeln mit 5 mm Durchmesser gefroren.

Die Wärmekapazität von Wasser bei gleichbleibendem Druck und Standard Atmosphäre beträgt 4,185 kj/kgK. Daraus ergibt sich eine Gefrierenthalpie von 333,5 kj/kg. Die Wärmekapazität von Eis beträgt 2,08 kJ/kgK. Somit werden für die Abkühlung von Wasser von 10 °C auf 0 °C 41,85 kJ benötigt, was eine Kühlleistung von 0,0116 kWh je kg erfordert. Für den Gefriervorgang wird eine Kühlleistung von 0,0926 kWh je kg benötigt und für die Abkühlung der Eispartikel von 0 °C auf -18 °C 37,94 kJ d.h. eine Kühlleistung von 0,015 kWh je kg. Insgesamt sind also pro kg 0,115 kWh Kühlleistung nötig, entsprechend in 1 Minute 6,9 kW. Daraus ergeben sich die in der folgenden Tabelle angegebenen Produktionsraten und benötigten Kühlleistungen (mit 50 % Aufschlag für Energieverluste) für eine Produktion von 24 h mit einem Träger von 2,5 m Länge und einer Relativgeschwindigkeit von 2,5 m/min. Der Träger weist drei Reihen Aufnahmen mit 5 mm Durchmesser im Abstand von 2 mm zwischen den Aufnahmen und den Reihen auf. Tabelle 1

Abstand Aufnahmen	Menge wässr. Flüssigkeit	benötigte Leistung	Energieverbrauch / 24h
2,5 mm	3,819 l l	27,43 kW	658,26 KWh
2,0 mm	4,406 l	31,67 kW	760,32 KWh
1,5 mm	5,112 l	36,69 kW	880,56 KWh
1,0 mm	6,000 l	43,125 kW	1.035,00 KWh

Je Tonne Eispartikel werden ca. 172,5 kWh benötigt. Durch eine Verlängerung der Verweildauer auf dem Träger, d.h. der für das Gefrieren verfügbaren Zeit, reduzieren sich die zu installierende Leistung, der Energieverbrauch durch Verlust und damit die laufenden Kosten entsprechend. Ein Träger von 5 m Länge würde etwa 50 % weniger Leistung benötigen.
Beispiel 2
Es werden würfelförmige Eispartikel hergestellt. Um einen Liter Wasser von 10 °C auf 0 °C abzukühlen, zu Eis zu gefrieren, und schließlich dieses Eis auf die erwünschte Lagertemperatur von -18 °C zu bringen wird wie oben berechnet eine Energiemenge von 0,115 kW/h benötigt. Soll dieser Vorgang in 1 Minute stattfinden wird eine Leistung von 0,115 x 60 = 6,90 kW benötigt. Je mehr Zeit man dem Vorgang gibt, desto geringer ist die zu installierende Leistung. Diese Werte sind als optimiertes Modell in idealer Umgebung anzusehen und werden hier als Berechnungsgrundlage verwendet. Der tatsächliche Bedarf hängt von den Verlusten ab und dürfte in der Praxis erfahrungsgemäß um 50 % höher liegen.
Die beispielhafte Anlage wird in einem Kühlhaus betrieben welches ohnehin zur Lagerung der Eispartikel dient. Auch ein Kältetunnel mit eigenen Kältemaschinen käme für die Produktion von Eispartikeln in Frage. Die Standardtemperatur im Kühlhaus beträgt -18° C. Die installierten Kühlaggregate verfügen über genügend Leistungsreserven um den durch die zu gefrierende Flüssigkeit in der gewünschten Produktionsrate entstehenden Wärmeeintrag zu kompensieren und den Gefrier- und Abkühlvorgang zu unterhalten. Die große Menge (typisch sind 75 to) an bei -18 °C im Kühlhaus gelagerten Eises stellen ein erhebliches Kältereservoir dar und bewirken eine erwünschte Trägheit des Systems.
Die in die Rinnen des Trägers eingeleitete wässrige Flüssigkeit gefriert und kühlt sich innerhalb von 5 Minuten soweit ab, dass die Teilung in Partikel am Ende des Trägers in der Abnahme mit dem Ergebnis gleich großer Einzelpartikel vonstatten geht. Die Länge des Trägers beträgt 10 m und erweist 42 Rinnen mit Seitenlängen von 4,5 mm auf. Abzüglich des von den Sollbruchstellen beanspruchten Volumens beträgt das Volumen der wässrigen Flüssigkeit je Laufmeter Band 0,75 I. Die Produktionsrate bei einer Bandgeschwindigkeit von 2 m/min beträgt also 0,75 l/m x 2 m/min = 1,5 l/min = 90 I/h. Bei durchgehender Produktion werden also 2160 Liter Suspension in 24 h zu Eisgranulat gefroren und auf -18° C Lagertemperatur gebracht.
Installiert man mehr Kühlleistung (z.B. durch ein zusätzliches Aggregat) kann mit entsprechender Erhöhung der Bandgeschwindigkeit die Produktionsrate gesteigert werden.
Zum Einlagern der Partikel in Folie werden diese direkt oder mit einem Förderband weiter abgekühlt und auf die Aufgabestelle der Wickelmaschine geleitet, wo die Folie über eine Länge von etwa 1 bis 1,5 m horizontal über eine Gleitfläche läuft. Bei 2 to Granulat in 24 h fallen 5 Rollen à 400 kg an. Der jeweilige Rollenwechsel kann manuell oder bei 5 vorhandenen Aufwickelmaschinen mittels einer entsprechenden Leitvorrichtung am Ende des Förderbandes überflüssig gemacht werden. Erst nach 24 stündigem Betrieb müssten dann die Aufwickelmaschinen mit neuer Folie versehen werden was durch ihre Anzahl ohne Unterbrechung der Produktion möglich ist.
Sofern die Partikel bei der Lagerung verbacken sind, werden sie z.B. mittels eines im Kühlfahrzeug angeordneten Brecher beim oder nach dem Transport mit Kühlfahrzeugen an den/die Lande/Ladeplätze gebrochen, um ein rieselfähiges Streugut zu erhalten.
Bezugszeichenliste

1: Träger
2: Aufnahme
3: Dosierkanüle
4: Dosierbehälter
5: wässrige Flüssigkeit
6: Pumpe
7: Vorratsbehälter
8: Überlauf
9: Auslassöffnung der Dosierkanüle
10: Abstreifer
11: Eispartikel
12: Lagerbehälter
13: Sensor Trägergeschwindigkeit
14: Temperatursensor
15: Rinne
16: Leiste
17: Abnahme
18: Abdeckung
19: Rolle
20: Auflagefläche
21: Seitenwand
22: zweite Rolle
23: Überlaufkanal
24: Absaugschlauch
25: Absaugöffnung
h: Höhendifferenz Pegel im Dosierbehälter - Auslassöffnung
I: Trägerlänge zwischen Auslassöffnung und Abstreifer
G: kaltes Gas

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Eispartikeln (11) umfassend: - einen bandförmigen Träger (1) aus einem hydrophoben Material mit mindestens einer Reihe halbkugelförmiger Aufnahmen (2) in einem Abstand von 10 bis 70 % des Durchmessers der Aufnahmen oder mit mindestens einer durchgehenden Rinne(15), die einen quadratischen Querschnitt und in Abständen von 95 bis 105 % der Seitenlänge an allen drei Seiten um 15 bis 35 % in die Rinne (15) ragende Leisten (16) hat, - für jede Reihe Aufnahmen (2) oder jede Rinne (15) eine Dosierkanüle (3) mit einer Auslassöffnung (9) oberhalb des Trägers (1), - einen Vorratsbehälter (7), enthaltend einen Vorrat der wässrigen Flüssigkeit (5), - eine Dosiervorrichtung (4, 6, 8), die eine Flussrate der wässrigen Flüssigkeit (5) von dem Vorratsbehälter (7) in die Dosierkanülen (3) und aus den Auslassöffnungen (9) in die Aufnahmen (2) oder Rinne(n) (15) bereitstellt - wobei der Träger (1) mit einer wählbaren Geschwindigkeit relativ zu den Auslassöffnungen (9) bewegbar ist, so dass durch Abstimmen der Flussrate und der Relativgeschwindigkeit zwischen Träger (1) und Auslassöffnungen (9) die aus den Dosierkanülen (3) ausfließende, wässrige Flüssigkeit (5) bezogen auf das Volumen der gefrorenen Flüssigkeit die Aufnahmen (2) zu etwa 200 % oder die Rinne(n) (15) zu etwa 100 % füllt, jeweils bezogen auf das gefrorene Volumen der wässrigen Flüsigkeit 5, und - wobei der Träger (1) über eine solche Strecke (I) in einem Raum mit gekühltem Gas (G) angeordnet ist, dass die wässrige Flüssigkeit (5) gefriert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung umfasst: - einen Dosierbehälter (4) oberhalb der Dosierkanülen (3), der die wässrige Flüssigkeit (5) enthält und mit den Dosierkanülen (3) verbunden ist und der zur Dosierung der wässrigen Flüssigkeit (5) durch das Zusammenwirken des Durchmessers der Auslassöffnung (9) und des vertikalen Abstandes (h) zwischen einem Pegel der wässrigen Flüssigkeit (5) im Dosierbehälter (4) und den Auslassöffnungen (9) der Dosierkanülen (3) eingerichtet ist, - eine Pumpe (6), die mit dem Vorratsbehälter und dem Dosierbehälter (4) verbunden ist, wobei die Pumpe (6) eingerichtet ist, um die wässrige Flüssigkeit (5) aus dem Vorratsbehälter (7) in den Dosierbehälter (4) zu fördern, und - einen Überlauf (8), der den Dosierbehälter (4) mit dem Vorratsbehälter (7) verbindet, so dass der Pegel der wässrigen Flüssigkeit (5) in dem Dosierbehälter (4) konstant gehalten wird, wobei die Flussrate durch Abstimmen des Durchmessers der Auslassöffnungen (9) und des vertikalen Abstands (h) zwischen dem Pegel der wässrigen Flüssigkeit (5) in dem Dosierbehälter (4) und den Auslassöffnungen (9) einstellbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophobe Material Silikonkautschuk ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (9) der Dosierkanülen (3) 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 mm, oberhalb des Trägers (1) positioniert sind und/oder die Dosierkanülen (3) mit senkrecht zu ihrer Mittelachse (m) ausgebildeten Auslassöffnungen (9) unter einem spitzen Winkel, vorzugsweise von 20 bis 70°, besonders bevorzugt von 35 bis 55°, oberhalb des Trägers (1) positioniert sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) Aufnahmen (2) mit einem Durchmesser im Bereich von 1 bis 8 mm, vorzugsweise 3 bis 7 mm, besonders bevorzugt 4,5 bis 5,5 mm, aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstreifer (10) vorgesehen ist, mit welchem die zu Eispartikeln (11) gefrorene, wässrige Flüssigkeit (5) von dem unter dem Abstreifer (10) umgelenkten Träger (1) ablösbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) eine oder mehrere Rinne(n) (15) mit einer Seitenlänge im Bereich von 1 bis 8 mm, vorzugsweise 2 bis 7 mm, besonders bevorzugt 3 bis 5 mm, aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abnahme (17) vorgesehen ist, welche die in der(den) Rinne(n) (15) aus der gefrorenen wässrigen Flüssigkeit (5) gebildeten Eistange(n) an den durch die Leisten (16) gebildeten Sollbruchstellen teilt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnahme eine Auflagefläche (20) und zwei Rollen (19', 22) oder Tunnel, die von einer Auflagefläche (2), Seitenwänden (21) und einer Abdeckung (18) gebildet werden, und eine Rolle (19) umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gekühlte Gas Luft in einem Kühlhaus ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) als Zahnriemen ausgebildet ist, der mittels Drehzahlgeregeltem Elektromotor relativ zu den Auslassöffnungen (9) bewegbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (13) für die Relativgeschwindigkeit zwischen Träger (1) und Auslassöffnungen (9) und/oder ein Temperatursensor (14) vorhanden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (7), der Dosierbehälter (4), die Verbindung zwischen Dosierbehälter (4) und Dosierkanülen (3), der Überlauf (8), oder zwei oder mehr davon beheizbar und/oder isoliert sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Flüssigkeit eine Suspension von biologischem Wirkstoff zur Stechmückenbekämpfung, insbesondere von BTI, in Wasser ist.
Verfahren zur Herstellung von Eispartikeln (11) umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer wässrigen Flüssigkeit (5) in einem Vorratsbehälter (7), der über eine Dosiervorrichtung (4, 6, 8) mit Dosierkanülen (3), welche Auslassöffnungen (9) aufweisen, verbunden ist, wobei die Dosiervorrichtung (4, 6, 8) die wässrige Flüssigkeit (5) mit einer vorbestimmten Flussrate zu den Auslassöffnungen (9) leitet - Bewegen eines Trägers (1) aus einem hydrophoben Material, der mindestens eine Reihe halbkugelförmige Aufnahmen (2) in einem Abstand von 10 bis 70 % des Durchmessers der Aufnahmen (2) oder mindestens eine durchgehende Rinne (15), die einen quadratischen Querschnitt und in Abständen von 95 bis 105 % der Seitenlänge an allen drei Seiten um 15 bis 35 % der Seitenlänge in die Rinne (15) ragende Leisten (16) hat, unter den Auslassöffnungen entlang, wobei die Geschwindigkeit des Trägers (1) mit der Flussrate der wässsrigen Flüssigkeit (5) so abgestimmt wird, dass die aus den Auslassöffnungen (9) der Dosierkanülen (3) ausfließende, wässrige Flüssigkeit (5) bezogen auf das gefrorene Volumen der wässrigen Flüssigkeit die Aufnahmen (2) zu etwa 200 % oder die Rinne(n) (15) zu etwa 100 % füllt, und - Gefrieren der wässrigen Flüssigkeit (5) in den Aufnahmen (2) oder der Rinne/den Rinnen (15), indem der Träger (1) über eine solche Strecke einem kalten Gas ausgesetzt wird, dass die wässrige Flüssigkeit (5) gefriert.
Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (4, 6, 8) die Flussrate der wässrigen Flüssigkeit (5) regelt, indem die wässrige Flüssigkeit (5) mittels einer Pumpe (6) in einen Dosierbehälter (4) gepumpt wird, ein Pegel der wässrigen Flüssigkeit (5) in dem Dosierbehälter (4) mittels eines Überlaufs (8) konstant gehalten wird, die wässrigen Flüssigkeit (5) mittels Schwerkraft aus dem Dosierbehälter (4) in die Dosierkanülen (3), die in einem gewählten vertikalen Abstand h unter dem Dosierbehälter (4) angeordnet sind, geleitet wird, wobei der Durchmesser der Auslassöffnungen (9), der vertikale Abstand h zwischen dem Pegel der wässrigen Flüssigkeit (5) in dem Dosierbehälter (4) und den Auslassöffnungen (9) und die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Träger (1) und den Auslassöffnungen (9) abgestimmt werden, um die Aufnahmen (2) zu etwa 200 % oder die Rinne(n) (15) zu etwa 100 % zu füllen.