DE1085468B

DE1085468B - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines staubfreien Granulates bei der Zerstaeubungstrocknung

Info

Publication number: DE1085468B
Application number: DEC16943A
Authority: DE
Inventors: Willi Roth
Original assignee: Ciba Geigy AG; Ciba AG
Current assignee: Novartis AG; BASF Schweiz AG
Priority date: 1957-06-12
Filing date: 1958-06-03
Publication date: 1960-07-14
Also published as: FR1208398A; CH353678A; GB872334A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines staubfreien Granulates bei der Zerstäubungstrocknung·.

Bei vielen Gutarten, beispielsweise Farbstoffen usw., sollen, die einzelnen getrockneten Teilchen einen be- S stimmten Feinheitsgrad nicht unterschreiten, um eine unerwünschte Staubbildung zu vermeiden, die sich beim Arbeiten mit Massen kleiner Teilchengröße ergibt. Feine Pulver weisen zudem schlechte Benetzungseigenschaften auf, besitzen großes spezifisches Volumen (Schüttvolumen) ι und schlechtes Fließvermögen.

Massen, deren Teilchen eine bestimmte Mindestgröße nicht unterschreiten, werden als Granulate bezeichnet. Granulate besitzen die erwähnten unerwünschten Eigenschaften feiner Pulver nur teilweise oder gar nicht.

Bei den seit längerer Zeit üblichen, mit einer Düse oder umlaufender Scheibe arbeitenden Zerstäubungstrocknern ergibt sich meist ein besonders feines, hohlkugeliges Gut, welches zur Staubbildung neigt. Zwar ist es möglich, durch Wahl der Düsen- oder Scheibenzerstäuber den mittleren Teilchendurchmesser beträchtlich zu vergrößern, doch ist dies in dem erwünschten erforderlichen Ausmaß in vielen Fällen z. B. aus Raumgründen praktisch nicht möglich, da größere Teilchen bei der üblichen Zerstäuberanordnung längere Trocknungszeiten unter sonst gleichen Bedingungen und damit auch längere Trocknungswege erfordern. Bei bestehenden, ausgelasteten Zerstäubereinheiten kann daher der Teilchendurchmesser ohne Temperatursteigerung der Trocknungsluft oder ohne Leistungseinbuße nicht wesentlich vergrößert werden, da ein Ansetzen noch feuchter Teilchen an den Wänden vermieden werden muß. Bei wärmeempfindlichen Gütern kommt meistens eine Temperatursteigerung nicht mehr in Frage, und eine Senkung der Leistung ist nicht erwünscht. Sodann führt die übliche Zerstäubungstrocknung auf Teilchen mit dünnwandiger Hohlkugelform oder Bruchstücken davon, was oft unerwünscht großes spezifisches Volumen des Trockengutes ergibt. Um die bei der üblichen Zerstäuberanordnung anfallenden Pulver in ein Granulat geeigneter Qualität überzuführen, war es bisher notwendig, das getrocknete Gut anschließend einem der bekannten Granulierverfahren zu unterwerfen.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem zur Herabsetzung der Staubbildung und zur Erzielung einer gleichmäßigeren Teilchengröße das zerstäubte flüssige Gut durch ein Drahtnetz od. ä. hindurchgeleitet wird, welches die Wiedervereinigung der zerstäubten Teilchen noch in flüssigem Zustand hinter dem Drahtnetz bewirkt. Dieses Verfahren erlaubt aber keine Beeinflussung der Teilchengröße des getrockneten Gutes.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines staubfreien Granulates beliebiger Teilchengröße bei der Zerstäubungstrocknung und ist dadurch gekenn-Verf ahren und Vorrichtung zur Gewinnung

eines staubfreien Granulates bei der Zerstäubungstrocknung

Anmelder: CIBA Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Splanemann, Patentanwalt, Hamburg 36, Neuer Wall 10

Beanspruchte Priorität: Schweiz vom 12. Juni 1957

Willi Roth, Basel (Schweiz), ist als Erfinder genannt worden

zeichnet, daß ein Auffangelement für das gesamte zerstäubte Gut im Trocknungsraum in einem solchen Abstand vom Zerstäuber angeordnet ist, daß die bei der Zerstäubung entstehenden kleinen Gutteilchen bereits angetrocknet auf dieses Element auftreffen und daß das auf dem Element haftende Gut kontinuierlich oder periodisch mechanisch, z. B. durch Vibrieren, wieder entfernt wird und dann durch den Trocknungsraum in den Gutaustrag fällt.

Dabei kann das Element zusätzlich zum periodischen oder dauernden Rütteln eine langsame Relativbewegung senkrecht zur Auftreffrichtung des Teilchennebels durchführen, und zwar in dem Maße, daß der Verschiebungsweg mindestens etwa der Breite des auftreffenden Nebelstromes entspricht. Dadurch gelangt jedes wachsende Teilchen zeitweise aus dem Bereich relativ feuchter Luft, und es wird eine gute Trocknung der Teilchen erreicht. Die Relativbewegung kann beispielsweise durch Bewegen des die Vibriervorrichtung tragenden Rahmens erfolgen.

Je nach der Beschaffenheit des zu trocknenden Gutes kann ein Auffangelement mit rauher Oberfläche oder ein Siebelement dessen Maschenweite kleiner oder gleich dem Durchmesser der auftreffenden Gutteilchen ist, verwendet werden. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Teilchenform und -größe dem jeweiligen Verwendungszweck anzupassen. Dementsprechend kann auch die Drahtstärke des Siebelementes gewählt werden.

Das Auffangelement kann zylindrisch sein oder sich kegelartig nach unten öffnen.

Die Zeichnung zeigt einen Zerstäubungstrockner zur Durchführung des Verfahrens im Schnitt.

Am Deckel 10 befindet sich eine umlaufende Zerstäuberscheibe 12, der das zu zerstäubende flüssige Gut durch

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eine Leitung 14 zugeführt wird. Das zerstäubte Gut gelangt in einen durch die Führung 16 zugeführten Heißluftstrom 18, in dem in bekannter Weise die Trocknung erfojgt. Das getrocknete Gut sammelt sich am unteren Ende des Behälters 20 an rund kann z.B. durch eine Schnecke 21 ausgetragen werden, während die vom Trockengut getrennte Luft durch eine Auslaßöffnung 22 abströmt.

Um die Zerstäuberscheibe herum ist das Auffangelement 24 angeordnet. Die Entfernung des Elementes vom Zerstäuber ist so bemessen, daß die einzelnen Teilchen bereits gut angetrocknet sind, ehe sie auf dessen Oberfläche auftreffen. Sie bleiben dann infolge der Rauhigkeit der Oberfläche bzw. der Feinheit des Siebes auf dem Auffangelement hängen und ballen sich infolge der noch in den Teilchen enthaltenen Feuchtigkeit zu größeren, jedoch voneinander gut abgegrenzten Teilchen zusammen. Um das zu diesem Zweck erforderliche Antrocknen der einzelnen Teilchen zu erreichen, muß der Abstand des Auffangelementes von der Zerstäubervorrichtung genügend groß sein. Bei runden Trocknungstürmen muß der Durchmesser des Auffangelementes mindestens gleich der Hälfte des Durchmessers des Trocknungsturmes sein. Um den Anteil an Feingut (Staub) im Trockengut möglichst niedrig zu halten, wird bei Verwendung eiaes Siebes die Maschenweite des Siebes sehr fein, vorzugsweise gleich der Größenordnung der auftreffenden Teilchen gewählt. Die auf das Auffangelement auftreffenden Teilchen vereinigen sich mit den bereits auf dem Element befindlichen Teilchen zu immer größer werdenden Agglomeraten, die dauernd von Trocknungsluft beströmt werden.

Das Auffangelement 24 ist mit einer mechanischen Trennvorrichtung, beispielsweise einer magnetischen Vibriervorrichtung 26, verbunden. Diese Vibriervorrichtung wird je nach der gewünschten Teilchengröße des Granulates laufend oder periodisch betätigt. Das herzustellende Granulat wird um so größer, je länger man die Pausen zwischen den einzelnen Betätigungsspielen der Vibriervorrichtung wählt.

Die Pfeile 78 deuten die Richtung der Bewegung an, die durch die auf dem Rahmen 29 befestigten Vibratoren 26 ausgelöst wird.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, bei der Zerstäubungstrocknung nicht nur statt Gut mit Feingutanteilen (Staub) ein Granulat zu erhalten, sondern auch durch zeitliche Steuerung der Vibriervorrichtung eine gewünschte Korngröße des Granulates in gewissen Grenzen einzustellen.

Bei der Herstellung grobkörnigen Granulates (größer als etwa 1 mm) ist auf genügende Zufuhr von Heißluft zum Auffangelement zu achten, um eine gute Trocknung der Teilchen zu erreichen. Ein mittels des erfindungsgemäßens Verfahrens hergestelltes Granulat zeigt sehr gute Benetzungseigenschaften, kern oder nur geringes Stäuben, verkleinertes spezifisches Volumen (Schuttvolumen) und gute Fließeigenschaften. Bei mikrodispersen Farbstoffen bleibt zudem die volle Dispersität erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in ausgelasteten oder kleinen Zerstäubungstrocknern üblicher Bauform, z. B. auch Labortrocknern ohne wesentliche Änderung der Trocknungstemperatur und Leistung der ursprünglichen Einrichtung durchführen.

Es ist auch möglich, das Zerstäubungsgut in fester Form, z. B. in Form einer Paste oder eines beim Filtrieren erhaltenen Filterkuchens einzuführen.

Beispiel 1

Am einen Ende eines horizontal angeordneten Labor-Zerstäubers von 60 cm Länge und 27 cm Durchmesser befand sich eine mit Druckluft gespeiste Zerstäuberdüse, der eine wäßrige Suspension des Farbstoffes Cibanongrau (mikrodispers) zugeführt wurde. Um die Düse herum wurde Heißluft zugeführt, durch welche der zerstäubte Flüssigkeitsnebel getrocknet wurde. Etwa in der Mitte des Behälters befand sich ein Metallsieb mit 0,3 mm. Maschenweite. Am entgegengesetzten Ende des Trockners war ein Rohr seitlich angeschlossen, welches zu einem Abscheidezyklon führte. Das Sieb war mit einer magnetischen Vibriervorrichtung verbunden. Beim Betätigen der Vibriervorrichtung sammelte sich das abgeschüttelte Granulat unterhalb des Siebes im Glasgefäß an.

Bei herausgenommenem Sieb ergab die Trocknung des zerstäubten Gutes hohlkugelförmige Teilchen mit einer durchschnittlichen Größe von 0,025 mm. Bei dauernder Betätigung der Vibriervorrichtung, welche mit einer Frequenz von etwa 50 see-¹ arbeitete, ergab sich eine mittlere Teilchengröße von 0,2 mm. Bei einer Betätigung der Vibriervorrichtung in Abständen von 3 Sekunden ergab sich eine mittlere Teilchengröße des Granulates von 0,3 mm.

Beispiel 2

In einem Trockenturm von 3 m Durchmesser und 3 m Höhe wurde eine wäßrige Suspension eines Küpenfarbstoffes getrocknet. Dies ergab bei Verwendung einer Zerstäuberscheibe von 36 cm Durchmesser, die mit einer Tourenzahl von 7500/min umlief, eine Verteilung des Trockengutes auf die verschiedenen Größenklassen wie folgt:

Teilchengröße

0,5 bis 0,1

0,1 bis 0,02

kleiner als 0,02 mm

Anteil etwa 15% etwa 70% etwa 15%

Wurde eine Auffangfläche mit einem Durchmesser von etwa 50% des Turmdurchmessers eingesetzt, so ergab sich mit der gleichen Scheibe folgende Verteilung:

Teilchengröße	0,5 bis 0,1	0,1 bis 0,02	kleiner als 0,02 mm
Anteil	etwa 60%	etwa 30%	etwa 10%

Die Verwendung einer Zerstäuberscheibe von 13 cm Durchmesser mit gleicher Umlaufzahl und einer Auffangfläche von 90% des Turmdurchmessers ergab folgende Verteilung:

Teilchengröße	0,5 bis 0,1	0,1 bis 0,02	kleiner als 0,02 mm
Anteil	etwa 80%	etwa 16%	etwa 4%

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung eines staubfreien Granulates bei der Zerstäubungstrocknung, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Auffangelement für das gesamte zerstäubte Gut im Trocknungsraum in einem solchen Abstand vom Zerstäuber angeordnet ist, daß die bei der Zerstäubung entstehenden kleinen Gutteilchen bereits angetrocknet auf dieses Element auftreffen, und daß das auf dem Element haftende Gut kontinuierlich oder periodisch mechanisch, z. B. durch Vibrieren, wieder entfernt wird und dann durch den Trocknungsraum in den Gutaustrag fällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zusätzlich zum Vibrieren quer zum Teilchenstrom hin und her bewegt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Element mit rauher Oberfläche.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Element als engmaschiges Sieb, dessen Maschenweite !deiner oder gleich dem Durchmesser der auftreffenden

Gutteilchen ist.

In Betracht gezogene Durchschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 887178;
deutsche Auslegeschrift M 17 368 (bekanntgemacht am 27.9.1956);

schweizerische Patentschrift Nr. 215 133.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen