DE102020212546A1 - Verarbeitungsanlage für Schüttgut und Verfahren zum Verarbeiten von Schüttgut - Google Patents

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Abstract

Eine Verarbeitungsanlage für Schüttgut umfasst eine Verarbeitungsvorrichtung (2) für das Schüttgut (35), mindestens einen Schüttgut-Speicherbehälter (8) zum Speichern des Schüttguts (35), eine an den mindestens einen Schüttgut-Speicherbehälter (8) angeschlossene Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) zum dosierten Abgeben des Schüttguts (35) aus dem Schüttgut-Speicherbehälter (8), eine an die Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) angeschlossene Schüttgut-Fallleitung (12) zum Fördern des Schüttguts (35) in die Verarbeitungsvorrichtung (2), mindestens eine Additiv-Zuführung (13) zum Zuführen eines Additivs, eine an die mindestens eine Additiv-Zuführung (13) angeschlossene Additiv-Dosiervorrichtung (14) zum dosierten Abgeben des Additivs aus der Additiv-Zuführung (13) sowie eine an die Additiv-Dosiervorrichtung (14) angeschlossene Additiv-Fallleitung (15) zum Fördern des Additivs in die Verarbeitungsvorrichtung (2), wobei die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) die Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) unmittelbar mit der Verarbeitungsvorrichtung (2) verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verarbeitungsanlage für Schüttgut sowie ein Verfahren zum Verarbeiten von Schüttgut.
  • WO 2016/055 043 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Kunststofferzeugnissen mittels eines Extruders. An einen Extruder sind zwei Dosierungen angeschlossen, um wahlweise unterschiedliche Kunststoffgranulatmischungen dem Extruder zuzuführen. Dazu weist jede Dosierung eine Dosierstation für eine Hauptkomponente und mehrere Dosierstationen für Nebenkomponenten auf. Sämtliche Dosierstationen münden in eine Vereinigungsstelle, die mittels eines Absperrschiebers geschlossen ist. An der Vereinigungsstelle werden die Hauptkomponente und die Nebenkomponente gesammelt und miteinander vermischt. Die so erzeugte Kunststoffgranulatmischung wird dem Extruder zugeführt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verarbeitung von Schüttgut zu vereinfachen und insbesondere den Anlagenaufwand, insbesondere die Investitionskosten für eine Verarbeitungsanlage, zu reduzieren.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Verarbeitungsanlage mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 14 angegebenen Merkmalen.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Aufwand zum Vormischen von Schüttgut vor der Zugabe in eine Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere in einen Extruder, reduziert werden kann, da in der Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere in dem Extruder, selbst, eine Quervermischung stattfindet, die für die Verarbeitung des Schüttguts ausreichend ist.
  • Das Schüttgut, das insbesondere Pulver, Granulat und/oder Flocken aufweist, ist in mindestens einem Schüttgut-Speicherbehälter gespeichert. Pulver weist eine mittlere Korngröße von 70 µm bis 2500 µm, insbesondere von 100 µm bis 2200 µm, insbesondere von 120 µm bis 2000 µm auf. Granulat weist insbesondere eine mittlere Korngröße von 2000 µm bis 7000 µm, insbesondere von 2500 µm bis 6000 µm und insbesondere von 2500 µm bis 5000 µm. Flocken weisen eine mittlere Korngröße von insbesondere 1000 bis 10000 µm, insbesondere von 1000 bis 8000 µm und insbesondere von 1500 bis 6000 µm auf.
  • Der Schüttgut-Speicherbehälter ist insbesondere ein Schüttgutsilo, das auch als Tagessilo bezeichnet wird. Die Verarbeitungsanlage kann insbesondere mehrere Schüttgut-Speicherbehälter umfassen, die jeweils mit der Verarbeitungsvorrichtung über eine separate Schüttgut-Fallleitung verbunden sind. Es ist auch möglich, dass mehrere Schüttgut-Fallleitungen in eine gemeinsame Schüttgut-Fallleitung münden, die die jeweiligen Schüttgut-Dosiervorrichtungen unmittelbar mit der Verarbeitungsvorrichtung verbinden.
  • An dem mindestens einen Schüttgut-Speicherbehälter ist eine Schüttgut-Sammel-Dosiervorrichtung, insbesondere eine Zellenradschleuse, angeschlossen, um das Schüttgut dosiert aus dem Schüttgut-Speicherbehälter abzugeben.
  • Alternativ kann die Schüttgut-Dosiervorrichtung als Förderschnecke, Vibrationsförderer oder Bandförderer ausgeführt sein.
  • An die Schüttgut-Dosiervorrichtung ist eine Schüttgut-Fallleitung angeschlossen, um das Schüttgut in die Verarbeitungsvorrichtung zu fördern. Die Schüttgut-Fallleitung weist eine Nennweite auf, die bei Großanlagen zwischen 250 mm und 700 mm und bei Compoundieranlagen bei 100 mm bis 400 mm liegt. Die Schüttgut-Fallleitung ist insbesondere zumindest abschnittsweise gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet. Die Schüttgut-Fallleitung ermöglicht eine gravimetrische Förderung des Schüttguts.
  • Die Schüttgut-Fallleitung verbindet die Schüttgut-Dosiervorrichtung mit der Verarbeitungsvorrichtung unmittelbar. Das Schüttgut wird, insbesondere zumindest anteilig, von der Schüttgut-Dosiervorrichtung mittels der Schüttgut-Fallleitung direkt, insbesondere unvermischt, in die Verarbeitungsvorrichtung gefördert. Der Anteil des Schüttgutstroms, der unmittelbar von der Schüttgut-Dosiervorrichtung mittels der Schüttgut-Fallleitung in die Verarbeitungsvorrichtung gefördert wird, beträgt mindestens 70 % der Produktionsleistung der Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere mindestens 75 %, insbesondere mindestens 80 %, insbesondere mindestens 85 %, insbesondere mindestens 90 % und insbesondere mindestens 95 %. Das bedeutet, dass eine Misch-/Transportvorrichtung, die zum Transportieren und/oder Mischen von Schüttgut dient, zwischen der Schüttgut-Dosiervorrichtung und der Verarbeitungsvorrichtung vermieden werden kann. Es wurde gefunden, dass eine derartige Misch-/Transportvorrichtung entbehrlich ist.
  • Die Verarbeitungsanlage dient insbesondere für die Herstellung bzw. Verarbeitung von Kunststoffen und/oder in der Recyclingindustrie. Kunststoffe sind insbesondere Polyolefine, insbesondere Polypropylen (PP) und/oder Polyethylen (PE). Die Verarbeitungsanlage kann auch für Polyolefine mit niedrigen Schmelzpunkten, insbesondere Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA), oder Polyolefin-Kunststoffe zur Kabelherstellung wie vernetztes Polyethylen (XLPE) dienen. Denkbar ist auch die Verarbeitung von Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere PVC aus der Emulsionspolymerisation (E-PVC), aus der Suspensionspolymerisation (S-PVC) und/oder aus der Massepolymerisation (M-PVC). Auch die Verarbeitung von PVC-Dryblend ist möglich. Darüber hinaus können technische Kunststoffe wie Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Recycling-Mahlgut verarbeitet werden.
  • Die Verarbeitungsanlage weist mindestens eine Additiv-Zuführung und insbesondere mehrere Additiv-Zuführungen auf, um ein Additiv oder mehrere Additive dem Schüttgut zuzuführen. Insbesondere sind zwischen zwei und sechs und insbesondere bis zu zehn Additiv-Zuführungen vorgesehen. Die Additiv-Zuführung erfolgt insbesondere in Form einer, insbesondere mobilen, Abgabestation, insbesondere einer Big-Bag-Entleerstation und/oder einer Vakuumentladestation. Diese Abgabestationen sind insbesondere mobile Speicherbehälter, die auch als Flexible Intermediate Bulk Container (FIBC) bezeichnet werden. Als Additiv-Zuführung kann auch ein Zwischenspeicherbehälter, ein sogenannter Intermediate Bulk Container (IBC), verwendet werden. Die Additiv-Zuführung ist auch in Form von Sackware, Fässern und/oder Premix-Behältern möglich.
  • Additive sind insbesondere Zuschlagstoffe wie Farbpigmente, Stabilisatoren, Antiblockmittel, Prozesshilfen, Stearate, Titandioxid, Weichmacher und/oder Weißmacher, um die Eigenschaften einer Schüttgutmischung zu beeinflussen.
  • Die Additive können anhand ihrer Fließeigenschaften klassifiziert werden. Beispielsweise existieren pulverförmige Additive mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 100 µm. Derartige Additive sind kohäsiv, neigen also zum Zusammenkleben. Pulverförmige Additive mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 100 µm und 300 µm sind im Wesentlichen frei fließend. Ein körnchen- oder perlenförmiges Additiv mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 300 µm bis 2000 µm ist frei fließend. Additive, die pelletiert und/oder pressgranuliert sind, weisen eine mittlere Teilchengröße von 2000 µm bis 6000 µm auf und sind frei fließend.
  • Die Additive können auch anhand ihres Schmelzpunktes klassifiziert werden. Der Schmelzpunkt kann niedrig sein, also unterhalb der Temperatur des Schüttguts, insbesondere der Kunststoffteilchen, insbesondere des Kunststoffgranulats und/oder des Kunststoffpulvers liegen. Die Temperatur des Schüttguts liegt insbesondere zwischen 60°C und 100°C und insbesondere zwischen 60°C und 80°C. Der Schmelzpunkt des Additivs kann auch im Bereich der Temperatur des Schüttguts, insbesondere des Kunststoffgranulats und/oder des Kunststoffpulvers liegen, also insbesondere zwischen 60°C und 100°C, insbesondere zwischen 60°C und 80°C. Vorteilhaft ist es, wenn der Schmelzpunkt des Additivs größer ist als 100°. Das Risiko von Verklebungen und/oder Anbackungen bei derartigen Additiven ist reduziert. Additive, deren Schmelzpunkt höher liegt als der des Schüttguts, insbesondere des Kunststoffgranulats und/oder des Kunststoffpulvers, sind für die Verarbeitung vorteilhaft. Der Schmelzpunkt liegt typischerweise bei einer Temperatur von größer als 100°C, insbesondere größer als 110°C und insbesondere größer als 120°C. Die Verarbeitung dieser Additive ist in der Regel unkritisch.
  • Additive können auch nach ihrer Rezeptur klassifiziert werden. Dabei können Additive rein, also unvermischt mit anderen Bestandteilen, verwendet werden, wie insbesondere Antioxidantien, Gleitmittel, Antistatika, Antiblockmittel und/oder Prozesshilfen. Es ist auch möglich, eine Vormischung, einen sogenannten Premix, aus mehreren Additiven zu erstellen und in der Verarbeitungsanlage zu verwenden. Eine derartige Vormischung ist typischerweise speziell auf die Verarbeitungsanlage und das damit herzustellende Material abgestimmt.
  • An die Additiv-Zuführung ist eine Additiv-Dosiervorrichtung angeschlossen, um das Additiv aus der Additiv-Zuführung dosiert abzugeben. Die Additiv-Dosiervorrichtung ist insbesondere ein Loss-In-Weight-Feeder, eine Coriolis-Waage und/oder eine Prallplatten-Mengenmessung mit Zellenradschleuse. An die Additiv-Dosiervorrichtung ist eine Additiv-Fallleitung angeschlossen, um das Additiv in die Verarbeitungsvorrichtung zu fördern. Die Additiv-Fallleitung weist eine Nennweite auf, die zwischen 80 mm und 350 mm beträgt. Die Additiv-Dosiervorrichtung ist insbesondere mittelbar mit der Verarbeitungsvorrichtung verbunden. Die Additiv-Dosiervorrichtung ist insbesondere nicht unmittelbar mit der Verarbeitungsvorrichtung verbunden.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 2 ist besonders unkompliziert ausgeführt. Dadurch, dass die Schüttgut-Fallleitung zumindest abschnittsweise, insbesondere über mindestens 50 % ihrer Länge, insbesondere über mindestens 60 % ihrer Länge, insbesondere über mindestens 70 % ihrer Länge, insbesondere über mindestens 80 % ihrer Länge, insbesondere über mindestens 90 % ihrer Länge und insbesondere über mindestens 95 % ihrer Länge, gegenüber der Vertikalen mit einem Neigungswinkel orientiert ist, ist eine gravimetrische Förderung des Schüttguts entlang der Schüttgut-Fallleitung zuverlässig gewährleistet. Der Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen ist insbesondere von 0° verschieden. Der Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen liegt insbesondere zwischen 10° und 75°, insbesondere zwischen 20° und 60°, insbesondere zwischen 20° und 45° und insbesondere zwischen 20° und 35°. Insbesondere ist eine Verstopfung der Schüttgut-Fallleitung und/oder eine unzureichende Zudosierung von Schüttgut in die Verarbeitungsvorrichtung vermieden. Insbesondere ist der Neigungswinkel in Abhängigkeit des Wandreibungswinkels des Schüttguts mit der Oberfläche der Innenseite der Schüttgut-Fallleitung festgelegt. Insbesondere wird der Wandreibungswinkel von der Oberflächengestaltung, insbesondere der Rauheit, der Innenseite der Schüttgut-Fallleitung beeinflusst.
  • Alternativ ist es möglich, dass die Schüttgut-Fallleitung exakt vertikal orientiert ist.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine vorteilhafte Verarbeitung des Schüttguts. Insbesondere erfolgt in dem Extruder eine Quervermischung des Schüttguts mit dem mindestens einen Additiv. An dem Extruder kann ein Extrudervorbehälter angeordnet sein. Der Extrudervorbehälter erleichtert die Zuführung des Schüttguts und/oder des mindestens einen Additivs. Insbesondere ermöglicht der Extrudervorbehälter eine kurzzeitige Zwischenspeicherung des Schüttguts und/oder des Additivs bei der Zuführung in den Extruder. Zudem ermöglicht der Extrudervorbehälter eine Abtrennung von Verdrängungsluft aus dem Extruder und/oder eine Abtrennung von Spülluft aus der Additiv-Zuführung, der Additiv-Dosiervorrichtung und/oder der Additiv-Fallleitung.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine besonders unkomplizierte Ausgestaltung. Dadurch, dass die Additiv-Fallleitung, insbesondere unmittelbar, in die Schüttgut-Fallleitung mündet, wird das mindestens eine Additiv in das strömende Schüttgut aufgegeben. Das Risiko von Anbackungen des Additivs an einer Innenseite der Fallleitung ist reduziert. Es wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Additiv-Fallleitung und die Schüttgut-Fallleitung einen spitzen Winkel einschließen. Ein spitzer Winkel ist kleiner oder gleich 90°, insbesondere kleiner oder gleich 80°, insbesondere kleiner oder gleich 70°, insbesondere kleiner oder gleich 60°, insbesondere kleiner oder gleich 50°, insbesondere kleiner oder gleich 45°, insbesondere kleiner oder gleich 40°, insbesondere kleiner oder gleich 30°, insbesondere kleiner oder gleich 25° und insbesondere kleiner oder gleich 20°.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 5 verbessert die unmittelbare Zugabe des Additivs in die Schüttgut-Fallleitung. Das Risiko, dass sich Additiv im Bereich der Einmündung der Additiv-Fallleitung in die Schüttgut-Fallleitung und/oder in der Schüttgut-Fallleitung selbst ablagern kann, insbesondere aufgrund von Turbulenzen im Freiraum oberhalb des Schüttgutstroms, ist reduziert. Insbesondere ist das Risiko reduziert, dass das mindestens eine Additiv an der Innenseite der Schüttgut-Fallleitung anhaftet und/oder anbackt und/oder anklebt. Insbesondere wurde erkannt, dass der Strom des Schüttguts in der, insbesondere gegenüber der Vertikalen geneigt verlaufenden Schüttgut-Fallleitung, in Folge der Schwerkraft in einem unteren Bereich der Schüttgut-Fallleitung strömt. Die Eindringtiefe gewährleistet, dass das zugeführte Additiv von dem Schüttgutstrom mitgenommen wird und sich im Schüttgutstrom verteilt. Als Eindringtiefe wird der tiefste Punkt der Additiv-Fallleitung verstanden, der in die Schüttgut-Fallleitung hineinragt.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Additiv-Fallleitung an ihrer in der Schüttgut-Fallleitung angeordneten Öffnung gegenüber der Längsachse der Additiv-Fallleitung angeschrägt ist. Als Anschrägwinkel wird die Neigung einer von einer Abgabeöffnung eines Einmündungsstutzens definierten Ebene bezüglich der Schüttgut-Fallleitungs-Längsachse verstanden. Der Anschrägwinkel und der Neigungswinkel der Schüttgut-Fallleitung ergänzen sich zu einem Winkel, der insbesondere kleiner oder gleich 90° ist. Wenn der Anschrägwinkel 0° groß ist, ist die Additiv-Fallleitung mit ihrem Auslauf in der Schüttgut-Fallleitung parallel zu deren Längsachse angeordnet. Vorteilhaft ist es, wenn der Anschrägwinkel in einem Bereich zwischen 0° und 60°, insbesondere zwischen 0,5° und 45°, insbesondere zwischen 1° und 30°, insbesondere zwischen 1° und 20°, insbesondere zwischen 1° und 15°, insbesondere zwischen 1° und 10° und insbesondere zwischen 1° und 5° beträgt. Vorteilhaft ist es, wenn die Summe aus Anschrägwinkel und Neigungswinkel der Schüttgut-Fallleitung einen Summenwinkel ergeben, der kleiner oder gleich 80°, insbesondere kleiner oder gleich 70°, insbesondere kleiner oder gleich 60°, insbesondere kleiner oder gleich 55°, insbesondere kleiner oder gleich 50° und insbesondere kleiner oder gleich 48° ist.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Additiv-Fallleitung im Bereich ihres Auslaufs eine gerade oder eine gerundete Form aufweisen. Bei einer gerundeten Form kann ein Rundungsradius vorgesehen sein, der insbesondere zwischen der halben Nennweite der Additiv-Fallleitung und der halben Nennweite der Schüttgut-Fallleitung liegt. Alternativ kann der Auslauf der Additiv-Fallleitung auch elliptisch oder mit einem stumpfen Winkel ausgeführt sein.
  • Es ist alternativ möglich, dass die Additiv-Fallleitung an der Schüttgut-Fallleitung angebracht, insbesondere angeschweißt, ist ohne dass die Additiv-Fallleitung in die Schüttgut-Fallleitung eintaucht. In diesem Fall mündet die Additiv-Fallleitung unmittelbar in eine dafür vorgesehene Öffnung in der Schüttgut-Fallleitung. Bei diesem Fall beträgt die Eintauchtiefe 0.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 6 vermeidet zusätzlich das Risiko eines Aufstaus des Schüttguts und/oder einer Mischung aus Schüttgut und dem Additiv entlang der Schüttgut-Fallleitung. Ein Strömungsleitelement ist insbesondere in der Schüttgut-Fallleitung befestigt. Ein Strömungsleitelement kann beispielsweise ein Strömungsrichter, insbesondere ein Strömungsleitblech, sein.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine zuverlässige, gravimetrische Förderung des Additivs. Die Additiv-Fallleitung ist zumindest abschnittsweise und insbesondere über 60 % ihrer Länge, insbesondere über 70 % ihrer Länge, insbesondere über 80 % ihrer Länge, insbesondere über 90 % ihrer Länge und insbesondere über 95 % ihrer Länge mit einem von Null verschiedenen Neigungswinkel orientiert. Der Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen ist insbesondere kleiner oder gleich 40°, insbesondere kleiner oder gleich 30° und insbesondere kleiner oder gleich 15°. Eine gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnete Additiv-Fallleitung ist insbesondere bei der Verwendung eines Additivs vorteilhaft, das beim Fließen stark fluidisiert. Dadurch, dass das Additiv in der geneigten Additiv-Fallleitung strömt, wird es nicht zu fluide. Ein so zugefördertes Additiv wird von dem Schüttgutstrom in der Schüttgut-Fallleitung besser mitgenommen und/oder besser mit dem Schüttgutstrom in der Schüttgut-Fallleitung vermischt.. Das Risiko von Anbackungen ist reduziert.
  • Alternativ ist es möglich, dass die Additiv-Fallleitung exakt vertikal orientiert ist.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 8 reduziert das Risiko von Anbackungen. Eine Kühleinheit dient zum Kühlen der Schüttgut-Fallleitung und/oder der Additiv-Fallleitung. Eine Kühleinheit kann insbesondere in Form mindestens eines Kühlblechs ausgeführt sein, das an einer Außenwand der jeweiligen Fallleitung angebracht ist. Es ist alternativ oder zusätzlich denkbar, die jeweilige Fallleitung doppelwandig auszuführen und einen Zwischenraum mit einem Kühlmedium, insbesondere Kühlflüssigkeit, insbesondere Kühlwasser, zu spülen. Die Kühleinheit ist durch die doppelwandige Ausführung der Fallleitung als Wärmetauscher ausgeführt. Zusätzlich oder alternativ kann Kühlgas, insbesondere Inertgas und insbesondere Stickstoff, zum Kühlen in der Schüttgut-Fallleitung und/oder in der Additiv-Fallleitung genutzt werden. Insbesondere wird ein Gasstrom zum Kühlen des Additivs verwendet. Der Gasstrom ist insbesondere in Fließrichtung des Additivs, also im Gleichstrom, ausgehend von dem Auslauf der Additiv-Dosiervorrichtung, insbesondere des Loss-in-Weight-Feeders, gerichtet. Durch das Kühlen kann reibungsbedingte Wärme von der jeweiligen Fallleitung abgeführt werden. Das Risiko von Anklebungen infolge von erwärmtem Schüttgut und/oder Additiv an der Innenwand der jeweiligen Fallleitung ist reduziert.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die jeweilige Fallleitung mittels der Kühleinheit derart gekühlt werden kann, dass die Temperatur an der Innenseite der Fallleitung mindestens 5°C, insbesondere mindestens 10°C und insbesondere mindestens 15°C unterhalb des Erweichungspunkts des Additivs liegt. Eine doppelwandige Kühlleitung kann im Gleichstrom oder im Gegenstrom betrieben werden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, die Schüttgut-Fallleitung zumindest in dem Einmündungsbereich der Additiv-Fallleitung zu kühlen und/oder den Auslauf der Additiv-Fallleitung, der in die Schüttgut-Fallleitung hineinragt, über die Schüttgut-Fallleitung indirekt zu kühlen. Es ist auch möglich, einen Einmündungsstutzen für die Einmündung der Additiv-Fallleitung in die Schüttgut-Fallleitung mit einem gegenüber der Additiv-Fallleitung vergrößerten Durchmesser auszuführen, so dass die gekühlte Additiv-Fallleitung in den Einmündungsstutzen hineinragen kann.
  • Eine Strömungsunterstützungseinheit gemäß Anspruch 9 reduziert das Risiko von Anbackungen und/oder Verklebungen in der jeweiligen Fallleitung. Insbesondere kann die Schüttgut-Fallleitung eine Gaszufuhr aufweisen, um einen Gasstrom entlang der Schüttgut-Fallleitung von der Schüttgut-Dosiervorrichtung zu der Verarbeitungsvorrichtung zu erzeugen und die Förderung des Schüttguts entlang der Schüttgut-Fallleitung in die Verarbeitungsvorrichtung zu unterstützen. Zusätzlich oder alternativ können auch mechanische Unterstützungsvorrichtungen wie beispielsweise Vibratoren und/oder Rüttler verwendet werden.
  • Eine Misch-/Transportvorrichtung gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine intensivierte Vormischung des Schüttguts mit dem mindestens einen Additiv. Die Misch-/Transportvorrichtung ist insbesondere als Misch- und/oder Transportschnecke ausgeführt. Die Misch-/Transportvorrichtung kann alternativ auch als Vibrationsförderer ausgeführt sein. Wesentlich ist, dass die Misch-/Transportvorrichtung eine zuvor, zumindest anteilig, vertikal orientierte Schüttgutförderrichtung in eine, insbesondere ausschließlich, horizontal orientierte Schüttgutförderrichtung überführt. Die Zugabe von mindestens einem Additiv in den horizontal geförderten Schüttgutstrom ist verbessert. Der Schüttgutstrom in der Misch-/Transportvorrichtung kann auch gegenüber der horizontalen geneigt angeordnet sein, wobei ein entsprechender Neigungswinkel höchstens 45°, insbesondere höchstens 30°, insbesondere höchstens 15°, insbesondere höchstens 10°, insbesondere höchstens 8°, insbesondere höchstens 5°, insbesondere höchstens 3° und insbesondere höchstens 1° beträgt. Die Misch-/Transportvorrichtung ist insbesondere über eine Verbindungs-Fallleitung, die insbesondere vertikal orientiert ist, mit der stromabwärts angeordneten Verarbeitungsvorrichtung verbunden. Dadurch, dass ein Mindestanteil des Schüttguts unmittelbar von der Schüttgut-Dosiervorrichtung über die Schüttgut-Fallleitung der Verarbeitungsvorrichtung zugeführt wird, kann die Misch-/Transportvorrichtung kleinerbauend ausgeführt sein. Dadurch sind die Investitions- und/oder Betriebskosten der Anlage reduziert. Die Anfälligkeit der Anlage hinsichtlich Wartung und Dichtheit sind reduziert. Insbesondere werden der Misch-/Transportvorrichtung höchstens 50 % der Produktionsleistung der Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere zwischen 2 % und 45 %, insbesondere zwischen 3 % und 40 %, insbesondere zwischen 4 % und 35 %, insbesondere zwischen 4 % und 30 %, zwischen 5 % und 25 %, insbesondere zwischen 5 % und 20 % und insbesondere zwischen 5 % und 15 % zugegeben. Als Produktionsleistung wird der Massestrom des Schüttguts und des mindestens einen Additivs in die Verarbeitungsvorrichtung bezeichnet.
  • Eine zweite Schüttgut-Fallleitung gemäß Anspruch 11 ermöglicht eine Zuführung eines Schüttgut-Teilstroms in die Misch-/Transportvorrichtung.
  • Eine Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 12 ermöglicht eine verbesserte Vermischung des Schüttgut-Teilstroms mit Additiv in der Misch-/Transportvorrichtung.
  • Eine Auslegung der Misch-/Transportvorrichtung gemäß Anspruch 13 ist besonders wirtschaftlich.
  • Ein Verfahren gemäß Anspruch 14 weist im Wesentlichen die Vorteile der Verarbeitungsanlage selbst auf, worauf hiermit verwiesen wird.
  • Ein Verfahren gemäß Anspruch 15 reduziert das Risiko von Anklebungen des Schüttguts und/oder des Additivs in der jeweiligen Fallleitung.
  • Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Verarbeitungsanlage angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Verarbeitungsanlage für Schüttgut mit einer geneigt angeordneten Schüttgut-Fallleitung, in die mehrere Additiv-Fallleitungen einmünden,
    • 2 eine vergrößerte Detail-Schnittdarstellung gemäß Detail II in 1,
    • 3 eine 2 entsprechende Darstellung eines Auslaufs einer Additiv-Fallleitung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
    • 4 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV in 3,
    • 5 eine 4 entsprechende Darstellung mit einem gerundeten Einmündungsauslaufs,
    • 6 eine 1 entsprechende Darstellung einer Verarbeitungsanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Misch-/Transportschnecke,
    • 7 eine 1 entsprechende Darstellung einer Verarbeitungsanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit einer Kühleinheit zum Kühlen der Schüttgut-Fallleitung und einer Additiv-Fallleitung,
    • 8 eine vergrößerte Ansicht des Details VIII in 7,
    • 9 eine 1 entsprechende Darstellung einer Verarbeitungsanlage gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit zwei Schüttgut-Speicherbehältern,
    • 10 eine vergrößerte Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie X-X in 9,
    • 11 eine 1 entsprechende Darstellung einer Verarbeitungsanlage gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, wobei die Schüttgut-Fallleitung zumindest abschnittsweise vertikal verläuft und Additiv-Fallleitungen von oben in die vertikal orientierte Schüttgut-Fallleitung einmünden,
    • 12 eine 1 entsprechende Darstellung einer Verarbeitungsanlage gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, bei dem die Schüttgut-Fallleitung ausschließlich vertikal orientiert ist, in die geneigt orientierte Additiv-Fallleitungen münden.
  • Eine in 1 als Ganzes mit 1 bezeichnete Verarbeitungsanlage dient zur Verarbeitung von Schüttgut. Die Verarbeitungsanlage 1 weist eine Verarbeitungsvorrichtung 2 in Form eines Extruders auf. Der Extruder 2 weist eine Förderschnecke 3 und einen die Förderschnecke 3 antreibenden Schneckenantrieb 4 auf. Im Einlaufbereich der Förderschnecke 3 ist an einer Oberseite des Extruders 2 ein trichterförmiger Extrudervorbehälter 5 zum Zuführen des Schüttguts in den Extruder 2 angeordnet. Der Extruder 2 weist eine Granulierhaube 6 mit einem Antrieb 7 auf. Die Granulierhaube kann mit einer integrierten Kühlung ausgeführt sein, die in 1 durch die Pfeile für das Zu- und Abführen von Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, angedeutet ist.
  • Das zu verarbeitende Schüttgut ist in mindestens einem Schüttgut-Speicherbehälter 8 gespeichert. Es können mehrere Schüttgut-Speicherbehälter 8 vorgesehen sein, insbesondere zwei Schüttgut-Speicherbehälter 8, insbesondere drei Schüttgut-Speicherbehälter 8, insbesondere vier Schüttgut-Speicherbehälter 8, insbesondere sechs Schüttgut-Speicherbehälter 8 und insbesondere mehr als sechs Schüttgut-Speicherbehälter 8.
  • Der Schüttgut-Speicherbehälter 8 weist einen Auslaufkonus 9 auf, an den eine Verbindungsleitung 10 angeschlossen ist. Über die Verbindungsleitung 10 ist eine Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 an den Schüttgut-Speicherbehälter 8 angeschlossen. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsleitung 10 ausschließlich vertikal orientiert. Das bedeutet, dass die Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 unmittelbar unterhalb der Auslauföffnung des Auslaufkonus 9, also unmittelbar unterhalb des Schüttgut-Speicherbehälters 8, angeordnet ist. Die Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 kann auch seitlich versetzt unterhalb der Auslauföffnung des Auslaufkonus 9 angeordnet sein. Die Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Zellenradschleuse ausgeführt. Die Zellenradschleuse 11 dient zum dosierten Abgeben des Schüttguts aus dem Schüttgut-Speicherbehälter 8.
  • Die Zellenradschleuse 11 ist mittels einer Schüttgut-Fallleitung 12 unmittelbar mit dem Extruder 2 verbunden. Die Schüttgut-Fallleitung 12 mündet in den Extrudervorbehälter 5.
  • Die Schüttgut-Fallleitung 12 ist zumindest abschnittsweise mit einem Neigungswinkel α geneigt gegenüber der Vertikalen orientiert. Über die Schüttgut-Fallleitung 12 wird das von der Zellenradschleuse 11 dosiert abgegebene Schüttgut unmittelbar in den Extruder 2, insbesondere gravimetrisch, gefördert.
  • Die Verarbeitungsanlage 1 umfasst ferner drei Additiv-Zuführungen 13, die jeweils zur Zuführung eines Additivs dienen. In Abhängigkeit des mit der Verarbeitungsvorrichtung herzustellenden Produkts, insbesondere des Extrudats, können auch mehr oder weniger als drei Additiv-Zuführungen 13 vorgesehen sein. In jeder Additiv-Zuführung 13 ist ein Additiv entweder in Reinform, also ungemischt, oder als Additiv-Mischung, ein sogenannter Premix, vorgesehen.
  • Die Additiv-Zuführungen 13 können identisch oder unterschiedlich ausgeführt sein.
  • An jede Additiv-Zuführung 13 ist eine Additiv-Dosiervorrichtung 14 angeschlossen, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Loss-in-Weight-Feeder ausgeführt ist. Die Additiv-Dosiervorrichtungen 14 dienen jeweils zum dosierten Abgeben des Additivs. An die Additiv-Dosiervorrichtungen 14 ist jeweils eine Additiv-Fallleitung 15 angeschlossen. Insbesondere können bis zu zehn Additiv-Fallleitungen 15 in die Schüttgut-Fallleitung 12 münden. Die Additiv-Fallleitungen 15 sind jeweils vertikal orientiert. Die Additiv-Fallleitungen 15 münden jeweils unmittelbar in die Schüttgut-Fallleitung 12, insbesondere in einem Bereich der Schüttgut-Fallleitung 12, in dem sie gegenüber der Vertikalen mit dem Neigungswinkel α geneigt angeordnet ist.
  • Es ist auch möglich, dass zumindest eine der Additiv-Fallleitungen 15 unmittelbar in den Extrudervorbehälter 5 mündet. Diese Additiv-Fallleitung 15 ist unabhängig von der Schüttgut-Fallleitung 12 ausgeführt. Dadurch ist eine separate Zugabe des Additivs in den Extruder 2 möglich.
  • Nachfolgend wird die Einmündung der Additiv-Fallleitung 15 in die Schüttgut-Fallleitung 12 anhand von 2 näher erläutert. An der Einmündungsstelle weist die Schüttgut-Fallleitung 12 einen Einmündungsstutzen 16 auf, an den die Additiv-Fallleitung 15 anschließbar ist. Insbesondere kann die Additiv-Fallleitung 15 an den Einmündungsstutzen 16 mittels eines Verbindungsflansches 17 angeflanscht werden. Der Einmündungsstutzen 16 ist als Zylinderrohr ausgeführt. Der Einmündungsstutzen 16 ragt mit einer Abgabeöffnung 18 in die Schüttgut-Fallleitung 12 hinein. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abgabeöffnung 18 in einer Ebene senkrecht zur Einmündungsstutzen-Längsachse 19 orientiert. Der vertikal orientierte Einmündungsstutzen 16 und die Schüttgut-Fallleitung 12 schließen den Neigungswinkel α ein. Entsprechend ist die Abgabeöffnung 18 des Einmündungsstutzens 16 gegenüber einer Schüttgut-Fallleitung-Längsachse 20 mit einem Anschrägwinkel γ orientiert, wobei gilt: γ = 90° - α.
  • Die Schüttgut-Fallleitung 12 weist eine Nennweite DN1 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gilt DN1 = 350 mm.
  • Die Additiv-Fallleitung 15 weist eine Nennweite DN2 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gilt DN2 = 100 mm.
  • Der Einmündungsstutzen 16 ist mit einer Eindringtiefe T in der Schüttgut-Fallleitung 12 angeordnet. Die Eindringtiefe T ist definiert als der tiefste Punkt des Einmündungsstutzens 16 in der Schüttgut-Fallleitung 12. Vorteilhaft ist es, wenn die Eindringtiefe T mindestens 60 % der Nennweite DN1 der Schüttgut-Fallleitung 12 beträgt. Die Nennweite DN1 definiert den Innendurchmesser der zylinderrohrförmigen Schüttgut-Fallleitung 12.
  • Nachfolgend wird anhand von 1 und 2 ein Verfahren zum Verarbeiten von Schüttgut näher erläutert.
  • Zum Verarbeiten von Schüttgut wird dieses aus dem Schüttgut-Speicherbehälter 8 und die Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 dosiert in die Schüttgut-Fallleitung 12 abgegeben. In Abhängigkeit der Rezeptur des herzustellenden Produkts wird mindestens ein Additiv aus der jeweiligen Additiv-Zuführung 13 und der daran angeschlossenen Additiv-Dosiervorrichtung 14 in die Additiv-Fallleitung 15 abgegeben. Da die Additiv-Fallleitung 15 über den Einmündungsstutzen 16 unmittelbar in die Schüttgut-Fallleitung 12 mündet, kann das Additiv in das in der Schüttgut-Fallleitung 12 strömende Schüttgut aufgegeben werden. Das Risiko eines Anbackens und/oder Anhaftens des Additivs in der Schüttgut-Fallleitung 12 ist vermieden. Der Strom aus Schüttgut und mindestens einem Additiv wird von der Schüttgut-Fallleitung 12 über den Extrudervorbehälter 5 dem Extruder 2 zugegeben und dort verarbeitet.
  • Nachfolgend wird eine Variante eines Einmündungsstutzens 21 anhand von 3 und 4 näher erläutert. Bei dem Einmündungsstutzen 21 ist die Abgabeöffnung 18 mit einem Anschrägwinkel γ von 0° bezüglich der Schüttgut-Fallleitungs-Längsachse 20 orientiert. Die Abgabeöffnung 18 ist parallel zu der Schüttgut-Fallleitungs-Längsachse 20 orientiert. Alternativ kann der Anschrägwinkel γ größer als 0° sein und in einem Winkelbereich zwischen 1° und 10° liegen. Es wurde gefunden, dass die Abgabe des Additivs in den Schüttgutstrom in der Schüttgut-Fallleitung 12 durch die angeschrägte Abgabeöffnung 18 verbessert ist.
  • In Blickrichtung der Schüttgut-Fallleitungs-Längsachse 20 gemäß 4 weist die Abgabeöffnung 18 eine gerade Auslaufkante 22 auf.
  • 5 zeigt eine weitere Variante eines Einmündungsstutzens 23 mit einer gekrümmt ausgeführten Auslaufkante 24. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auslaufkante 24 mit einem Rundungsradius R abgerundet ausgeführt. Die Auslaufkante 24 kann auch elliptisch ausgeführt sein. Gemäß einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Auslaufkante 24 auch unrund, insbesondere winkelförmig, ausgeführt sein.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselbe Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a.
  • Die Verarbeitungsanlage 1a weist eine zweite Schüttgut-Fallleitung 25 auf, die an die Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 angeschlossen ist. Die zweite Schüttgut-Fallleitung 25 mündet in eine Misch-/Transportvorrichtung 26, die als Misch-/Transportschnecke ausgeführt ist. Die zweite Schüttgut-Fallleitung 25 ist mit einem gegenüber der Vertikalen mit einem Neigungswinkel ε geneigt angeordnet. Der Neigungswinkel ε ist insbesondere kleiner oder gleich 45°, insbesondere kleiner oder gleich 30°, insbesondere kleiner oder gleich 20° und insbesondere kleiner oder gleich 10°. Es ist auch denkbar, dass die zweite Schüttgut-Fallleitung 25 vertikal angeordnet ist.
  • An die Misch-/Transportvorrichtung 25 ist auch mindestens eine Additiv-Fallleitung 15 angeschlossen. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Additiv-Fallleitungen 15 an die Misch-/Transportvorrichtung 26 angeschlossen.
  • Die Misch-/Transportvorrichtung 26 ist mittels einer Verbindungs-Fallleitung 27 mit dem stromabwärts angeordneten Extruder 2 verbunden.
  • Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel münden sämtliche Additiv-Fallleitungen 15 in die Misch-/Transportvorrichtung 26. Es ist auch denkbar, dass zumindest eine oder mehrere Additiv-Fallleitungen 15 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in die Schüttgut-Fallleitung 12 münden.
  • Dadurch, dass ein Vermischen des Schüttguts mit dem mindestens einen Additiv in dem Extruder 2 stattfindet, ist es ausreichend, dass lediglich ein Teilstrom des Schüttguts, der für die Verarbeitung in dem Extruder 2 benötigt wird, über die zweite Schüttgut-Fallleitung 25 der Misch-/Transportvorrichtung 26 aufgegeben wird. Dadurch kann die Misch-/Transportvorrichtung 26 kleinbauend ausgeführt sein. Dadurch werden Investitions- und Betriebskosten gespart. Insbesondere ist es ausreichend, wenn die Misch-/Transportvorrichtung 26 eine Misch-/Transportleistung aufweist, die höchstens 50 % einer Produktionsleistung des Extruders 2 entspricht. Als Produktionsleistung des Extruders wird der Massestrom des Extrudats verstanden. Die Misch-/Transportleistung der Misch-/Transportvorrichtung ist der Massestrom, der die Misch-/Transportvorrichtung 26 verlässt.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten b.
  • Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Verarbeitungsanlage 1b ohne Misch-/Transportvorrichtung ausgeführt. Die Additiv-Fallleitungen 15 münden unmittelbar in die Schüttgut-Fallleitung 12.
  • Die in 7 links dargestellte Additiv-Fallleitung 15 ist mit einem Neigungswinkel β gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet.
  • Die in 7 in der Mitte und die rechts dargestellten Additiv-Fallleitungen 15 sind jeweils mit einer Kühleinheit 28, 29 zum Kühlen der jeweiligen Additiv-Fallleitung 15 ausgeführt.
  • Die erste Kühleinheit 28 ist als Wärmetauscher in Form eines doppelwandigen Rohrs entlang der Additiv-Fallleitung 15 ausgeführt. In einem ringförmigen Strömungskanal des doppelwandigen Rohrs kann ein Wärmetauschermedium, insbesondere eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zur aktiven Kühlung der Additiv-Fallleitung 15 verwendet werden. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in einem unteren, der Schüttgut-Fallleitung 12 zugewandten Ende des doppelwandigen Rohres ein Wärmetauschermediumzufluss 30 und an einem gegenüberliegenden, der Additiv-Dosiervorrichtung 14 zugewandten Ende des doppelwandigen Rohres ein Wärmetauschermediumabfluss 31 vorgesehen. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel strömt das Wärmetauschermedium entgegen der Strömungsrichtung des Additivs. Der Wärmetauscher ist im Gegenstrom ausgeführt. Der Wärmetauscher kann auch im Gleichstrom ausgeführt sein.
  • Zusätzlich ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Schüttgut-Fallleitung 12 zumindest in dem Einmündungsbereich der Additiv-Fallleitung 15 mit der ersten Kühleinheit 28 eine Schüttgut-Kühleinheit 32 angeordnet. Die Schüttgut-Kühleinheit 32 erstreckt sich insbesondere lediglich bereichsweise entlang der Schüttgut-Fallleitung 12. Die Schüttgut-Kühleinheit 32 ist analog der ersten Kühleinheit 28 ausgeführt, mit einer Wärmetauschermediumzufluss 30 und einer Wärmetauschermediumabfluss 31. Die Schüttgut-Kühleinheit 32 wird im Gegenstrom betrieben.
  • Die zweite Kühleinheit 29, die an der in 7 rechts dargestellten Additiv-Fallleitung 15 angeordnet ist, dient ebenfalls zur aktiven Kühlung des Additivs. Dazu weist die zweite Kühleinheit 29 eine Wärmetauschermediumzufluss 30 auf, über die ein gekühlter Gasstrom unmittelbar in die Additiv-Fallleitung 15 aufgegeben wird. Die Wärmetauschermediumzufluss 30 der zweiten Kühleinheit 29 ist an der Additiv-Fallleitung 15 im Bereich der Additiv-Dosiervorrichtung 14 angeordnet. Der Wärmetauschermediumzufluss 30 dient als Gaszuführung. Der gekühlte Gasstrom der zweiten Kühleinheit 29 strömt in der Additiv-Fallleitung 15 im Gleichstrom mit dem Additiv. Der gekühlte Gasstrom kann zusätzlich zur Förderung des Additivs entlang der Additiv-Fallleitung 15 dienen. Die zweite Kühleinheit 29 stellt eine Strömungsunterstützungseinheit dar.
  • Insbesondere für die geneigte Additiv-Fallleitung 15 ist eine Strömungsunterstützungseinheit in Form eines Mechanikelements 42 vorteilhaft. Das Mechanikelement 42 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Rüttler ausgeführt, der mechanisch unmittelbar mit der Additiv-Fallleitung 15 in Wirkverbindung steht. Der Rüttler kann Rüttelbewegungen auf die Additiv-Fallleitung ausüben. Zusätzlich oder alternativ kann das Mechanikelement 42 auch ein Vibrator sein.
  • Die Strömungsunterstützungseinheiten 29, 42 können an sämtlichen, insbesondere gegenüber der Vertikalen geneigt angeordneten, Fallleitungen 12, 15 angeordnet sein.
  • Wie in 8 gezeigt, weißt der Einmündungsstutzen 16b einen vergrößerten Innendurchmesser auf, so dass die doppelwandige Additiv-Fallleitung 15 vollständig in den Einmündungsstutzen 16b eingeführt und in die Schüttgut-Fallleitung 12 hineinragen kann. Aus Darstellungsgründen ist in 8 die Schüttgut-Kühleinheit 32 nicht dargestellt.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten c.
  • Bei der Verarbeitungsanlage 1c sind zwei Schüttgut-Speicherbehälter 8 vorgesehen, die jeweils mittels einer nicht näher dargestellten Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 und einer Schüttgut-Fallleitung 12 an eine Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 angeschlossen sind. Über die Schüttgut-Fallleitung 12 und die Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 ist die Schüttgut-Dosiervorrichtung 11 mit einem Einlauftrichter 39 verbunden. Der Einlauftrichter 39, der auch als Extruder Feed Hopper bezeichnet wird, mündet insbesondere unmittelbar in den Extruder 2. Der Einlauftrichter 39 entspricht im Wesentlichen dem Extrudervorbehälter 5 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. An den Einlauftrichter 39 kann ein Filter 40 für Spülgas aus der Sammel-Fallleitung 33 und/oder aus der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 und/oder für Verdrängungsgas aus dem Extruder angeschlossen sein.
  • In die Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 mündet eine doppelwandig ausgeführte Additiv-Sammel-Fallleitung 34 mit einer Kühleinheit 28. Die Additiv-Sammel-Fallleitung 34 ist eine Sammelleitung für mehrere separate Additiv-Fallleitungen, die in die Additiv-Sammel-Fallleitung 34 münden.
  • In 9 ist exemplarisch der Strom des Schüttguts 35 in der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 dargestellt.
  • In der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 ist stromaufwärts der Einmündungsstelle der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 ein Strömungsleitelement 36 in Form eines Strömungsleitblechs angeordnet. Das Strömungsleitelement ist in der Draufsicht gemäß 10 V-förmig ausgeführt, wobei die Öffnung des V der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 zugewandt ist. Die durch das Strömungsleitelement 36 verursachten Produktströme des Schüttguts und des Additivs sind in 10 durch die Strömungspfeile 37 für das Schüttgut und 38 für das Additiv symbolisiert. Das Strömungsleitelement 36 ist in der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 in einer Höhe derart angeordnet, dass ausgeschlossen ist, dass Schüttgut 35 sich oberhalb des Strömungsleitelements 36 und insbesondere zwischen dem Strömungsleitelement 36 und der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 in unbeabsichtigter Weise ansammelt. Dazu kann das Strömungsleitelement 36 an einer Oberseite der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 befestigt sein und sich insbesondere bis zur Oberseite der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 erstrecken.
  • Alternativ kann sich das Strömungsleitelement 36 nicht über die gesamte Höhe der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 erstrecken. Insbesondere ist das Strömungsleitelement 36 von einer der Oberseite gegenüber liegend angeordneten Unterseite der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 beabstandet angeordnet.
  • Das Schüttgut 35 kann entlang der Unterseite der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33, insbesondere zwischen der Unterseite der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 und dem Strömungsleitelement 36 strömen, sodass sich ein Schüttgutstrom ergibt, der unterhalb der Mündung der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 geführt ist.
  • Das Additiv strömt entlang der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 vertikal nach unten in die Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 und wird dann in der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 zu einer Strömung parallel zur Schüttgut-Fallleitungs-Längsachse 20 umgelenkt. Die Schüttgutströmung 37 wird aufgrund des Strömungsleitelements 36, insbesondere oberhalb der Mündung der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 aufgeweitet und um die Einmündungsstelle der Additiv-Sammel-Fallleitung 34 in der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33, insbesondere beidseitig, herumgeführt. Stromabwärts der Einmündungsstelle fließen die Schüttgutströme 37 wieder zusammen und nehmen die Additiv-Strömung 38 mit auf.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 11 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten d.
  • Bei der Verarbeitungsanlage 1d ist eine Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 vorgesehen, die ausschließlich senkrecht verläuft. In die Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 münden eine Schüttgut-Fallleitung 12, die zumindest abschnittsweise mit dem Winkel α gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet ist.
  • Die Additiv-Fallleitungen 15 sind ebenfalls im Wesentlichen und insbesondere exakt vertikal orientiert. Die Additiv-Fallleitungen 15 münden von oben in die Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33. Dazu kann an einem oberen Ende der Schüttgut-Sammel-Fallleitung 33 eine trichterförmige Aufnahme 41 angeordnet sein.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 12 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten e.
  • Bei der Verarbeitungsanlage 1e ist die Schüttgut-Fallleitung 12 ausschließlich vertikal orientiert. Die Additiv-Fallleitungen 15 sind gegenüber der Vertikalen geneigt orientiert und münden seitlich in die Schüttgut-Fallleitung 12. Insbesondere sind die Additiv-Dosiervorrichtungen 14 mit den daran angeschlossenen Additiv-Fallleitungen 15 an gegenüberliegenden Seiten, insbesondere kreisförmig um die Schüttgut-Fallleitung 12 herum, angeordnet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2016/055043 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Verarbeitungsanlage für Schüttgut umfassend a. eine Verarbeitungsvorrichtung (2) für das Schüttgut (35), b. mindestens einen Schüttgut-Speicherbehälter (8) zum Speichern des Schüttguts (35), c. eine an den mindestens einen Schüttgut-Speicherbehälter (8) angeschlossene Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) zum dosierten Abgeben des Schüttguts (35) aus dem Schüttgut-Speicherbehälter (8), d. eine an die Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) angeschlossene Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) zum Fördern des Schüttguts (35) in die Verarbeitungsvorrichtung (2), e. mindestens eine Additiv-Zuführung (13) zum Zuführen eines Additivs, f. eine an die mindestens eine Additiv-Zuführung (13) angeschlossene Additiv-Dosiervorrichtung (14) zum dosierten Abgeben des Additivs aus der Additiv-Zuführung (13), g. eine an die Additiv-Dosiervorrichtung (14) angeschlossene Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) zum Fördern des Additivs in die Verarbeitungsvorrichtung (2), wobei die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) die Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) unmittelbar mit der Verarbeitungsvorrichtung (2) verbindet.
  2. Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, gegenüber der Vertikalen mit einem Neigungswinkel (α) orientiert ist, wobei der Neigungswinkel (α) insbesondere zwischen 10° und 75°, insbesondere zwischen 20° und 60°, insbesondere zwischen 20° und 45° und insbesondere zwischen 20° und 35° beträgt.
  3. Verarbeitungsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (2) als Extruder ausgeführt ist, wobei die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) insbesondere unmittelbar in den Extruder mündet, insbesondere in einen Extrudervorbehälter (5; 39) des Extruders.
  4. Verarbeitungsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) in die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33), insbesondere in einen Einmündungsstutzen (16; 21; 23) der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33), mündet, wobei die Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) und die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 34) insbesondere mit einem spitzen Winkel zu einander angeordnet sind.
  5. Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) in der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33), insbesondere in dem Einmündungsstutzen (16; 21; 23), mit einer Eindringtiefe (T) angeordnet ist, wobei die Eindringtiefe (T) mindestens 60% eines Innendurchmessers (DN1) der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33), insbesondere mindestens 80% des Innendurchmessers (DN1) der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) und mindestens 90% des Innendurchmessers (DN1) der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) beträgt.
  6. Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) stromaufwärts der Einmündung der Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) in die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) ein Strömungsleitelement (36) angeordnet ist.
  7. Verarbeitungsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, gegenüber der Vertikalen mit einem Neigungswinkel (β) orientiert ist, wobei der Neigungswinkel (β) insbesondere kleiner oder gleich 40°, insbesondere kleiner oder gleich 30° und insbesondere kleiner oder gleich 15°ist.
  8. Verarbeitungsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühleinheit (28, 29, 32) zum Kühlen der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) und/oder der Additiv-Fallleitung (15; 15, 34), wobei die Kühleinheit (28, 29, 32) insbesondere unmittelbar an der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) und/oder an der Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) angebracht ist.
  9. Verarbeitungsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Strömungsunterstützungseinheit (29, 42) zur Unterstützung der Strömung in der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) und/oder in der Additiv-Fallleitung (15; 15, 34), wobei die Strömungsunterstützungseinheit (29, 42) insbesondere eine an die Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) und/oder an die Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) angeschlossene Gaszufuhr (29) und/oder ein Mechanikelement (42), insbesondere einen Vibrator und/oder einen Rüttler, aufweist.
  10. Verarbeitungsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Misch-/Transportvorrichtung (26), insbesondere eine Misch-/Transportschnecke, wobei die Misch-/Transportvorrichtung (26), insbesondere über eine Verbindungs-Fallleitung (27), mit der stromabwärts angeordneten Verarbeitungsvorrichtung (2) verbunden ist.
  11. Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zweite Schüttgut-Fallleitung (25), die die Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) mit der Misch-/Transportvorrichtung (26) verbindet.
  12. Verarbeitungsanlage gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) in die Misch-/Transportvorrichtung (26) mündet.
  13. Verarbeitungsanlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch-/Transportvorrichtung (26) eine Misch-/Transportleistung aufweist, die höchstens 30% einer Produktionsleistung der Verarbeitungsvorrichtung (2), insbesondere höchstens 15% der Produktionsleistung der Verarbeitungsvorrichtung (2) und höchstens 5% der Produktionsleistung der Verarbeitungsvorrichtung (2) beträgt.
  14. Verfahren zum Verarbeiten von Schüttgut umfassend die Verfahrensschritte - dosiertes Abgeben des Schüttguts (35) aus mindestens einem Schüttgut-Speicherbehälter (8) mittels einer daran angeschlossenen Schüttgut-Dosiervorrichtung (11), - unmittelbares Fördern des Schüttguts (35) von der Schüttgut-Dosiervorrichtung (11) durch eine Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) in eine Verarbeitungsvorrichtung (2), - dosiertes Abgeben eines Additivs aus mindestens einer Additiv-Zuführung (13) mittels einer daran angeschlossenen Additiv-Dosiervorrichtung (14), - Fördern des Additivs von der Additiv-Dosiervorrichtung (14) durch eine Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) in die Verarbeitungsvorrichtung (2).
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch Kühlen der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) und/oder der Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) mittels einer Kühleinheit (28, 29, 32), die insbesondere unmittelbar an der Schüttgut-Fallleitung (12; 12, 33) und/oder an der Additiv-Fallleitung (15; 15, 34) angebracht ist.
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