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Zur Herstellung von kugelförmigen Granulaten aus angefeuchteten Pulvern
ist es bereits bekannt, Körnungsvorrichtungen der in der deutschen Patentschrift
1032 720 beschriebenen Art zu verwenden und das pulverförmige Material auf einem
rotierenden, geneigten Drehteller mit Wasser zu besprühen.
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Hierbei bilden sich auf der geneigten Drehfläche abwärts rollende
Körner, die infolge des im Kern vorhandenen Wassers im Durchmesser anwachsen, wobei
die Korngröße nach dem Rand des Drehtellers hin zunimmt. Bei dieser Arbeitsweise
entstehen jedoch Körner sehr unterschiedlicher Größe, die auch in ihrer Form nicht
genau kugelförmig sind. Dementsprechend muß zur Erreichung einer gleichmäßigen Körnung
nach dem Durchlaufen der Körnungsvorrichtung ein Siebprozeß eingeschaltet werden
und ein Teil des gekörnten Materials im Kreislauf zurückgeführt werden.
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Zur Herstellung kugelförmiger Pillen werden ferner die in der pharmazeutischen
Industrie üblichen Dragierkessel verwendet, welche zwar recht genau kugelförmige
Teilchen gleicher Größe liefern, wegen ihrer kleinen Abmessungen und niedrigen Antriebskraft
jedoch nur für kleinere Mengen geeignet und zur Herstellung kleiner Kügelchen mit
einem Durchmesser unter 2 mm nicht brauchbar sind.
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Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur
Herstellung von kugelförmigen Körnern zur Verfügung zu stellen, welche die rasche
kontinuierliche oder absatzweise Herstellung kleiner Kügelchen gleichmäßiger Größe
und Form ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zur Herstellung
von kugelförmigen Körnern aus feuchten, vorgeformten Teilchen, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem vertikalen zylindrischen Behälter mit einer Einfüllöffnung am Kopf
desselben und einer seitlichen Austragsöffnung am unteren Teil eine Drehfläche horizontal
und auf derselben Höhe mit der unteren Kante der Auftragsöffnung angeordnet ist,
wobei die Umfangskante der Drehfläche dicht an der Behälterwandung rotiert und wobei
die Oberfläche der Drehfläche im äußeren Bereich mit Unebenheiten, insbesondere
in Form von sich kreuzenden Rillen, ausgebildet ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an einer im
Behälter rotierenden senkrechten Welle über der unteren Drehfläche weitere Drehflächen
mit Armen und Öffnungen sowie jeweils über diesen Drehflächen die Öffnungen überlappende
runde Deckplatten befestigt, wobei die Umfangskanten aller Drehflächen dicht an
der Behälterwandung rotieren und unter der untersten Drehfläche ein Luftgebläse
vorgesehen ist, das vorteilhaft einen durch den zwischen der untersten Drehfläche
und der Behälterwandung gebildeten Ringspalt aufwärts gerichteten Luftstrom erzeugt.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand beispielsweiser Ausführungsformen
weiter erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung gemäß
Fig. 1, F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der F i g. 1 mit einer schematischen
Darstellung der Fließrichtung des Materials auf der Drehfläche, F i g. 4 eine Aufsicht
auf die längs der Linie IV-IV geschnittene Vorrichtung der F i g. 1 mit einer schema-
tischen
Darstellung des Materialweges auf der Drehfläche, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt
durch eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig.
6 eine Aufsicht auf eine obere Drehfläche gemäß F i g. 5 und F i g. 7 einen Querschnitt
durch den Arm einer oberen Drehfläche längs der Linie VII-V1I der Fig. 6.
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Die in F i g. 6 dargestellte Vorrichtung besitzt einen Grundrahmen,
einen auf diesem angeordneten, flachen Ring 2 und einen zylindrischen Behälter 3
mit senkrechter Achse. Im Behälter 3 ist eine vertikale Welle 4 angeordnet, welche
über eine Rollen und einen Treibriemen 6 durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben
wird und mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Die Welle 4 läuft in einem Kugellagergehäuse
7 mit einem Kugellager 8. Auf der Welle 4 ist mittels einer Mutter 10 eine Drehfläche
9 horizontal gelagert, deren Außenrand dicht an der Innenwand des Behälters 3 rotiert.
Die runde, flache und verhältnismäßig dünne Drehfläche 9 trägt im äußeren Teil ihrer
Oberseite Unebenheiten 9b, die bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform
aus sich kreuzenden Rillen bestehen und zum Schneiden und Abschleifen des Materials
dienen. Diese Unebenheiten 9b sind durch geeignete Elemente, beispielsweise Bolzen,
an der Drehfläche 9 befestigt. Der Be-Behälter3 trägt oben einen Deckel 11 mit einer
Einfüllöffnung 12. In der Seitenwand des Behälters 3 ist eine Austragsöffnung 13
angeordnet, deren Unterkante etwa in einer Höhe mit der Oberkante der Drehfläche
9 liegt. Zum dichten Verschließen der Austragsöffnung 13 ist ein Deckel 14 mit einem
Handgriff 15 vorgesehen. Eine Rutsche 16 dient zur Abführung des ausgetragenen Materials
in einen nicht dargestellten Auffangbehälter. Im Betrieb wird das zu behandelnde
Material mit der Hand oder geeigneten Vorrichtungen, beispielsweise einem Rüttelförderer,
durch die trichterförmige Einfüllöffnung 12 eingefüllt und fällt auf die mit hoher
Geschwindigkeit rotierende Drehfläche, auf welcher es infolge der Zentrifugalkraft
in der in Fig. 3 angedeuteten Weise umgewälzt wird. Gleichzeitig wandert das Material
in der in F i g. 4 angedeuteten Weise bei einer Drehrichtung der Drehfläche gemäß
dem Pfeil A in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung an der Innenwand des Behälters
3 entlang. Bei Zuführung zylindrischer Körner mit verschiedener Längenverteilung
werden diese zunächst auf gleichmäßige Länge geschnitten und dann durch Einwirkung
der Unebenheiten 9 b der Drehflächen 9 zu gleichmäßigen, kugelförmigen Körnchen
verarbeitet. Hierbei müssen die zugeführten zylindrischen Granalien vor der Einführung
in die erfindungsgemäße Vorrichtung noch eine zur Umwandlung in Kugeln hinreichende
Plastizität besitzen. Da das Material ohne die Unebenheiten 9 b nicht geschnitten
und in kugelförmige Körnchen umgewandelt werden kann, stellen diese ein wesentliches
Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Da in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
das Material dauernd unter der Wirkung einer starken Zentrifugalkraft vom Zentrum
der Drehfläche 9 radial nach außen geführt wird, können die einzelnen Körnchen ohne
Verklumpen abgetrennt werden, so daß keine unerwünscht große Körnung entsteht.
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Nachdem das eingefüllte Material Kugelform erreicht hat, wird es
durch Abheben des Deckels 14 mittels des Handgriffes 15 aus der Öffnung 13 ausgetragen
und gelangt über die Rutsche 16 in einen nicht dargestellten Auffangbehälter.
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Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform
ist auf einem Grundrahmen 18 ein vertikaler, zylindrischer Behälter 17 mit einer
im Deckel 20 angeordneten Einfüllöffnung 19 mit einer seitlichen Austragsöffnung
21 angeordnet. Der untere Teil der Austragsöffnung 21 ist durch einen Überlaufsteg
23 verschlossen, über dessen Oberkante das auszutragende Material überfließen kann.
Die Vorrichtung besteht aus einer senkrechten Welle 24 mit daran mittels Distanzstücken
28 und einer Mutter 29 in Abständen übereinander angeordneten Drehflächen 25 bzw.
25 b und Deckplatten 26.
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Die Welle 24 wird in der in Fig. 1 angedeuteten Weise angetrieben
und rotiert mit hoher Geschwindigkeit. Der unterste Drehteller 25 b entspricht der
in Verbindung mit Fig. 1 gegebenen Beschreibung.
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Die in F i g. 5 gezeigten drei kreisförmigen, flachen und relativ
dünnen oberen Drehflächen 25 besitzen jeweils durch radiale Arme 33 voneinander
getrennte Öffnungen 30, durch welche das aufgebrachte Material hindurchfallen kann.
Wie Fig. 7 zeigt, besitzen die Arme 33 in Drehrichtung der Drehflächen 25 messerartige
Kanten 34, damit das durch die Öffnungen 30 hindurchfallende, gekörnte Material
nicht aufgebrochen wird. Da die unterste Drehfläche 25 b keine Öffnungen besitzt,
kann das Material nicht unter diese Drehfläche gelangen, sondern wird durch die
Zentrifugalkraft schonend durch die Austragsöffnung 21 ausgetragen.
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Die kreisförmigen, flachen, verhältnismäßig dünnen Deckplatten 26
haben keine Öffnungen und einen Durchmesser, der dem äußeren Durchmesser der Öffnungen
30 der Drehflächen 25 gleich ist oder diesen geringfügig übersteigt. Diese Deckplatten
sind so über den entsprechenden Drehflächen 25 angeordnet, daß sie die Öffnungen
30 abdecken und das Material zunächst auf den Randbereich 32 der Platten 25 gelangt
und nicht sofort durch die Öffnungen 30 hindurchfällt. Oberhalb der untersten Drehfläche
25b befindet sich keine Deckplatte.
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Unter der untersten Drehfläche 25 b ist an der Welle 24 ein mit dieser
rotierendes Gebläse 27 befestigt, das aus dem unteren Teil der Vorrichtung Luft
absaugt und diese nach oben, vorzugsweise durch den Ringspalt zwischen dem Rand
der unteren Drehfläche 25b und der Innenwand des Behälters 17, hindurchpreßt, so
daß kein Material durch diesen Spalt unter die Drehfiäche 25 b gelangen und die
Innenwand des Behälters 17 verstopfen kann. Die zylindrischen Distanzstücke 28 dienen
zur Festlegung des Abstandes des Gebläses 27, der Drehflächen 25 bzw. 25b und der
Deckplatten 26. Durch eine auf das obere Ende der Welle 24 aufgeschraubte Mutter
29 werden die Teile in ihrer richtigen Lage gehalten, so daß sie mit der Welle 24
rotieren. Nach Abnehmen der Mutter 29 können alle Teile leicht abgenommen und gereinigt
werden.
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Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen
der bereits vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 gegebenen Beschreibung,
wobei jedoch kontinuierlich gearbeitet werden kann, während die Vorrichtung gemäß
der F i g. 1 bis 4 im allgemeinen absatzweise arbeitet.
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Bei kontinuierlicher Zuführung des Materials fällt dieses von der
Deckplatte 26 auf den äußeren Umfangsteil 32 der obersten Drehfläche 25, auf welcher
die Bildung kugelförmiger Körnchen beginnt. Mit zunehmender Materialanhäufung fließt
das Material durch die Öffnungen 30 auf die darunterliegende Deckplatte 26 und von
dieser auf den äußeren Umfangsteil 32 der zweitobersten Drehfläche 25. Wenn das
Material nach Passieren der dritten Abdeckplatte 26 und der dritten Drehfläche 25
auf die unterste Drehfläche 25 gelangt, wird es durch die Austragsöffnung 21 ausgetragen
und in einem nicht dargestellten Auffangbehälter gesammelt. Durch Austausch mehrerer
Überlaufstege 23 mit verschiedener Höhe kann die Auftragsgeschwindigkeit reguliert
werden.
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Nach Beendigung der Austragung kann die Vorrichtung stillgesetzt und
nach Abnehmen des Deckels leicht gesäubert werden.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
an Hand von Beispielen weiter erläutert.
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Beispiel 1 Eine aus 850in Kalk, 10°/o Bentonit und 5°/o Benzolhexachlorid-Pulver
bestehende Mischung wurde mit einer 160/o der Gesamtmischung entsprechenden Menge
Wasser geknetet und durch einen Extruder zu zylindrischen Granalien mit einem Durchmesser
von 0,9 mm und einer Länge von 3 bis 5 mm verformt. In einer Vorrichtung gemäß F
i g. 1 mit einem Durchmesser des zylindrischen Behälters von 400 mm wurden 4 kg
dieser Granalien vor der Trocknung eingefüllt und 2 Minuten bei einer Umlaufgeschwindigkeit
von 1000 U/min. behandelt. Bei diesem diskontinuierlichen Versuch wurde eine Ausbeute
von 90 O/o kugelförmiger Granalien mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1,2 mm erhalten.
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Beispiel 2 Ein Lactosepulver wurde mit 20 °/o Wasser versetzt, geknetet
und durch einen Extruder zu zylindrischen Granalien mit einem Durchmesser von 0,9
mm und einer Länge von 3 bis 5 mm verformt. Das erhaltene Granulat wurde in der
Vorrichtung gemäß Beispiel 1 eingefüllt und 3 Minuten bei einer Umlaufgeschwindigkeit
von 800 Ulmin. behandelt. Das erhaltene Produkt bestand zu 960in aus kugelförmigen
Granalien mit einer Korngröße von 0,9 bis 1,1 mm.
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Beispiel 3 Zu 5 kg einer Düngemittelmischung mit einem Gehalt von
41,5 0/o Ammoniumhydrogenphosphat, 26,60/0 Kaliumchlorid, 10,3 3°/o Ammoniumsulfat
und 20,1 0/o Carbamid wurden 100 g Wasser hinzugegeben, die Mischung erhitzt und
geknetet und zu zylindrischen Körnchen mit einem Durchmesser von 3 mm und einer
Länge von 5 bis 6 mm verformt. Vor dem Trocknen wurden 3 kg dieses Granulats in
der Vorrichtung gemäß Beispiel 1 2 Minuten bei 250 U/min. behandelt. Es wurden 82°/o
kugelförmige Granalien mit einem Durchmesser von 2,0 bis 3,0 mm erhalten.
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Beispiel 4 Zu 10 kg einer Düngemittelmischung mit einem Gehalt von
39,80in Ammoniumdihydrogenphosphat, 21, 1°/o Kaliumsulfat, 23,00/o Ammoniumsulfat,
5,0 O/o Carbamin und 9,60/o Magnesiumhydroxid wurden 1,4 kg Wasser zugegeben und
das Gemisch nach
Kneten bei Raumtemperatur zu zylindrischen Körnchen
mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Länge von 6 bis 8 mm verformt. Vor dem
Trocknen wurden 3 kg dieses Granulats in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 40 Sekunden
bei 250 Ulmin. behandelt. Es wurden 89 0/o eines kugelförmigen Granulats mit einem
Durchmesser zwischen 2,0 und 3,0 mm erhalten.
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Beispiel 5 Zu 10 kg einer Düngemittelmischung mit einem Gehalt von
24,20/o Diammoniumhydrogenphosphat, 24,20/o Ammoniumdihydrogenphosphat, 21,60/o
Kaliumsulfat, 17,30/0 Ammoniumnitrat, 9,70in Magnesiumhydroxid und 1,50/o Borax
wurde mit 1 kg Wasser bei Raumtemperatur geknetet und zu zylindrischen Körnchen
mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Länge von 7 bis 9 mm verformt. Vor dem
Trocknen wurden 3 kg dieses Granulats in einer Vorrichtung gemäß Beispiel 1 1 Minute
bei 250 U/min behandelt. Es wurden 75 0/o kugelförmige Teilchen mit einem Durchmesser
zwischen 1,5 und 3,0 mm erhalten.