DE1301801B

DE1301801B - Langgestrecktes Fluidatbett zur Agglomerierung von pulverfoermigem Material

Info

Publication number: DE1301801B
Application number: DEP38916A
Authority: DE
Inventors: Mills Albert Deming; Gidlow Rolf Gunnar
Original assignee: Pillsbury Co
Current assignee: Pillsbury Co
Priority date: 1958-09-02
Filing date: 1959-08-27
Publication date: 1969-08-28
Also published as: GB920261A; BE582231A; DK110106C; NL125131C; FR1236209A; CH401012A; NL242885A; DK109366C; DE1245916B; ES251804A1

Description

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Die Erfindung betriftt ein langgestrecktes Fluidatbett die sich durch eine bestimmte zur Horizontalen gemit Stauwänden, die von der Abdeckung nach unten neigte Anordnung von Bandwiderständen auszeichnet, in das Bett reichen und einen Abstand zum Anström- Diese Vorrichtung findet insbesondere zum Rösten boden lassen, und mit unterhalb des Anströmbodens sulfidischer Erze oder auch zur Kalzinierung von Tonangeordneten Gaszuführungskammern für Fluidi- S erde Verwendung. Die den Behandlungskanal durchsierungsgas und Behandlungsgase, wobei jede Gaszu- setzenden Bandwiderstände erhitzen das Material auf führungskammer einer durch die Stauwände gebildeten die zum Abrösten notwendigen hohen Temperaturen, Kammer des Fluidatbettes zugeordnet ist, das bieten jedoch dem durchgehenden Material auf Grund dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Agglomerierung der dichten Anordnung einen erheblichen Widerstand, von trockenem und unter Normalbedingungen nicht io Das von unten her durch den porösen Boden eingeklebrigem pulverförmigem Material eine Gaszufüh- führte Fluidisierungsgas dient zur Bewegung des rungskammer mit einer Leitung für die Zuführung Materials durch die Erhitzungszone. Gemäß dieser eines kondensierbaren Dampfes, besonders Wasser- Vorrichtung sind keine Mittel vorgesehen, die eine dampf, und gegebenenfalls mit einer solchen für die Agglomerierung des behandelten Gutes herbeiführen Zufuhr des Fluidisierungsgases verbunden ist. 15 könnten. Vielmehr würde eine Granulatbildung auf

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform Grund der das Fließbett durchsetzenden Heizrohre

des Fluidatbettes ist die in Flußrichtung des Materials sofort gestört, so daß nur pulverförmiges Gut diese

an die Gaszuführungskammer anschließende Gaszu- Vorrichtung verlassen kann.

führungskammer mit einer Leitung für erhitztes Fluidi- Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine

sierungsgas zur Trocknung des Materials verbunden, ao wirksame Agglomerierung verschiedenster feinpulve-

Zweckmäßig ist die in Flußrichtung des Materials riger Stoffe herbeigeführt, indem die in Bewegung gevor der Gaszuführungskammer liegende Gaszufüh- haltenen Teilchen aufeinanderfolgend in dem fluidirungskammer mit einer Leitung für Fluidisierungsgas sierten Materialbett mit kondensierendem Dampfverbunden, fluidum, gegebenenfalls vermischt mit einem im wesent-

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, das Fluidat- 25 liehen nicht kondensierbaren Trägergas, und darauf

bett mit an sich bekannten Vibrationseinrichtungen zu mit einem Trocknungsmittel unter Verteilung, Be-

versehen. wegung und Zusammenstoß der einzelnen Teilchen

Die bisherigen Vorrichtungen zum Agglomerieren behandelt werden, während die Teilchen mit darauf

von pulverförmigen Stoffen zerfallen im wesentlichen befindlichem Oberflächenkondensat von den wesent-

in zwei Klassen: 30 liehen mechanischen Bestandteilen der Vorrichtung

.,,.., ,. , p.. · », · 1 unter Verhinderung von Verschmutzung und Inkru-

1. Vorrichtungen d_ie das stabförmige Material _{stj isoHert sJnd Die wirkungsweise der er}fin-

wahrend schneller mechanischer Bewegung Dampf _dungsge_mäß_en Vorrichtung besteht darin, daß unter oder sehr feuchter Luft unterwerfen wobei um- _Ancf_{rdming von Dampf}. |_zw. Gaszuführungen eine laufende Ruhrwerkarme oder äquivalente mecha- _{35 vorbestinimte Menge konde}nsierbaren Dampies von tusche Ruhrer im allgemeinen mit Mitteln zur ^ _{Teniperatur oberhalb seines} Taupunktes, ge-Verteilung des Befeuchtungsmittels auf alle festen _gebenenfall^ _mseLmmen _mit einem Trägergas in die Teilchen im ungerührtem und dispergierten Zu- Gaseinführungskammer und durch die darüber angestand benutzt werden; ordnete gasdurchlässige Fläche in das fluidisierte Gut

2. Vorrichtungen, die das pulverförmige Material 40 eingeleitet wird, wobei die zuerst angetroffenen Teilin einer umhüllenden Atmosphäre von Dampf aus chen oder die innere Zone der sich bewegenden Teilfeuchter Luft versprühen. ^cnen erhitzt wird, damit die Dampftemperatur auf

ihren Taupunkt vermindert und Dampfkondensat auf

Durch die Anwendung dieser Vorrichtungen wird den Oberflächen der sich bewegenden Teilchen in der die gesamte Menge der eingeführten und anfänglich 45 Außenzone des Bettes abgelagert wird. An die Agglozu Agglomeraten gebildeten Körper klebrig, und die merierzone kann sich eine Trocknungszone anschlie-Teilchen prallen gegen die Wände, setzen sich an ßen, die Einrichtungen zur Zuführung eines Trock-Durchgängen und sich bewegenden Teilen ab, bevor nungsmittels vorsieht, welches eine Trocknung der die Klebesubstanzen getrocknet sind, wodurch die vorher gebildeten Klebesubstanzen und Verfestigung Vorrichtungen verschmutzen und sich unerwünschte so der durch Berührung und Zusammenstoß der Teilchen Ablagerungen an allen Teilen der Vorrichtung bilden. erzeugten Agglomerate herbeiführt. In manchen Fällen Diese Verschmutzung ist besonders ausgeprägt, wenn ist es günstig, in die Zuführung für das Trägergas eine das pulverige Material schon an sich klebrig ist. Auch Heizvorrichtung einzuschalten, um das Fluidisiebenötigten die bisherigen Vorrichtungen im Vergleich rungsmittel auf die notwendige Temperatur zu bringen, zu der erfindungsgemäßen übermäßig viel Raum, und 55 Vorrichtungen zur Erzeugung einer Vibrationsbeder Energieaufwand ist unangemessen hoch bei ver- wegung fördern die Bewegung der pulverförmigen gleichsweise niedrigem thermischem Wirkungsgrad. Teilchen und Agglomerate und tragen zur Vermeidung Auf Grund der erfindungsgemäßen Vorrichtung von haftenden Ablagerungen an Teilen der Vorrichwerden die genannten Nachteile überwunden, und man tung bei.

erhält bei hoher Kapazität und geringem Energiebedarf 60 Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch die sowie minimalen Raumbedürfnissen aus pulverförmi- nachfolgende Beschreibung an Hand der Zeichnungen gen Stoffen vielfältiger Zusammenestzung unter Aus- erläutert, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf die scheidung von Verschmutzung und Ablagerung an den gleichen Teile in den verschiedenen Ansichten beWänden gute Agglomerate. ziehen, in denen eine beispielsweise Ausführungsform Ferner ist eine Vorrichtung zum elektrischen Er- 65 einer erfindungsgemäßen Agglomeriervorrichtung gewännen von korn- oder pulverförmigem Gut, das in zeigt ist, die wirtschaftlich und mit hoher Kapazität verwirbeltem Zustand durch eine Reaktionskammer arbeitet. In den Zeichnungen ist in horizontalem Fluß hindurchgeführt wird, bekannt, F i g. 1 eine Drauf sieht auf eine Vorrichtung gemäß

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der Erfindung, wobei bestimmte verdeckte Teile in Eine andere Trennwand 34 begrenzt eine Kammer 35

gestrichelten Linien und schematisch gezeigt sind, unmittelbar unter dem Boden 19. Das Staublech 36

F i g. 2 ein senkrechter Schnitt nach Linie 2-2 mit einer nach abwärts auslaufenden Kante 37 bein F i g. 1, grenzt eine Kammer 38, die über dem durchlässigen

F i g. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung, bei der 5 Boden 19 liegt.

bestimmte, für die Erfindung unnötige Teile derselben Eine weitere Trennwand 39 begrenzt eine Kammer

weggelassen sind, und 40, und ein Staublech 41 mit einer unteren Kante 42

F i g. 4 ein schematischer senkrechter Schnitt in begrenzt eine Kammer 43. An dem Auslaßende des

Längsrichtung des Materialfiusses, welcher die wesent- Gehäuserahmens 17 befindet sich eine Endwand 44,

liehen Schritte des Agglomerierungsverfahrens inner- io welche mit dem Sieb 21 und der Trennwand 39 eine

halb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt. Kammer 45 begrenzt, und ein Auslauf 46 steht mit

Nach den Zeichnungen weist die Vorrichtung zur der Kammer 45 in Verbindung. Unmittelbar über dem

Agglomerierung feinpulveriger Produkte eine Speise- Klassierungssieb 21 befindet sich die Kammer 47, die

vorrichtung 10 auf, die ihrersetis einen Trichter 11 mit dem Auslauf 48 zur Abgabe agglomerierten

besitzt, der mit dem Schneckenförderergehäuse 12 in 15 Materials gewünschter Größe in Verbindung steht.

Verbindung steht, welches eine Schnecke 13 enthält, Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf

um das pulverförmige Material 14 an einen Beschik- gewisse Anwendungen des Verfahrens, wobei feuchte,

kungseinlauf 15 zu fördern. erhitzte Luft oder andere Gemische als Dampf-Gas

Das trockene Material wird dann an einen Anström- benutzt werden.

boden 16 gebracht, der aus Glasgewebe oder ähnlichem 20 F i g. 1 zeigt, daß jede Kammer, die unter einem Material mit einer feinen Maschengröße von 60 bis durchlässigen Boden liegt, geeignet ist, Druckluft, ein 400 Fäden pro Quadratzoll hergestellt sein kann und anderes fluidisierendes Gas oder Gas-Dampf-Mischundurch den Dampf und Gas nach aufwärts hindurch- gen aufzunehmen und eine gewünschte Behandlung gehen und eine Fluidisierungswirkung auf das ge- des darüber befindlichen festen Materials zu bewirken, pulverte Material 14 ausüben. Der Boden 16 ist im 25 Bei der Behandlung verschiedener feinpulveriger wesentlichen eben ausgebildet, so daß das Material Stoffe kann Luft bei Raumtemperatur für die gesamte nicht dazu neigt, sich an einem Teil desselben zu sam- Fluidumbehandlung aus einer Hauptleitung 49 gemein oder in einem besonderen Bereich im Bewegungs- liefert werden. Der Druck kann z. B. durch einen verlauf der Teilchen längs des Bodens 16 kanalisiert Ventilator erzeugt werden. Eine Abzweigleitung 50, zu werden. Der Boden 16 ist parallel zu einem Ge- 30 die ein biegsames Gelenk 51 aufweist, ist mit der häuserahmen 17 angeordnet. Kammer 26 verbunden, und in der nun beschriebenen

Das feinpulverige Material wandert weiter auf einen Ausführung wird Luft bei Raumtemperatur an die-

anderen Boden 18, welcher ebenfalls im wesentlichen selbe geliefert. Die Kammer 26 und der zugeordnete

eben ausgebildet und in gleicher Ebene liegend mit durchlässige Boden 16 sind geeignet, das pulver-

dem ersten Boden angeordnet ist. 35 förmige Material 14 zu fluidisieren.

Wenn das Material den Boden 18 verläßt, gelangt Eine Leitung 52 mit einem biegsamen Gelenk 53

es zu dem durchlässigen Boden 19. In gleicher Weise liefert Luft aus der Hauptleitung 49 an Kammer 31.

kann das Material zu dem nächsten durchlässigen Bei der nun beschriebenen Ausführungsform der

Boden 20 gehen und schließlich zu einem Sieb 21, das Vorrichtung führt eine Dampfleitung 54 (wobei der

zur Klassierung des agglomerierten Produkts dient. 40 Dampf Wasserdampf sein kann) Dampf im vorge-

Sämtliche Böden 16, 18, 19, 20 sowie das Sieb 21 sind schriebenen Verhältnis in das gasförmige Trägergas,

in dem Gehäuserahmen 17 angeordnet, in welchem sie z. B. Luft, ein, das durch die Leitung 52 strömt,

sich über die volle Breite erstrecken. Es erwies sich als Zweckmäßig ist eine Heizvorrichtung 55 zwischen die

praktisch, einen Glasstoff oder ein Glasgewebe in einer Hauptleitung 49 und die Leitung 52 eingefügt. Die

ununterbrochenen Fläche zu benutzen, um die ver- 45 Heizvorrichtung 55 kann ein geschlossenes Gehäuse 56

schiedenen vorstehend beschriebenen Böden zu schaf- mit einem Filter 57 und üblichen Heizelementen 58

fen. aufweisen. Die erhitzte Dampf-Gas-Mischung durch-

Sämtliche durchlässigen Böden und Siebe sind so dringt den Boden 18, wobei sie nach aufwärts und

mit Bezug auf die Decke 22 und den Boden 23 des gleichmäßig durch die Behandlungskammer 33 a hin-

Gehäuserahmens 17 angeordnet, daß unter und über 50 durchgeht.

ihnen in dem Gehäuserahmen 17 freie Räume vor- Es ist bei der Ausführung des Verfahrens wichtig, handen sind. Aufrechte Trennwände dienen zur Unter- daß die Temperatur dieser Dampf-Gas-Mischung auf teilung der Räume in Kammern. Der durchlässige einem Punkt wesentlich über dem Taupunkt der Boden 16 ist an dem Zufuhrende 24 des Gehäuse- Dampf-Gas-Mischung gehalten wird, so daß die fluidirahmens 17 angebracht, und die Trennwand 25 quer 55 sierten festen Teilchen in der unteren Zone oder zu dem Gehäuserahmen 17 begrenzt eine Kammer 26 Schicht des Materials über dem Boden 18 trotz Kühunmittelbar unter dem Boden 16. Ein entsprechendes lung der Gas-Dampf-Mischung auf den Teilchenoberoberes Staublech 27 erstreckt sich quer zu dem Ge- flächen trocken bleiben, bis die Berührung der aufhäuserahmen 17, endet jedoch nach unten mit Abstand treffenden, nach aufwärts strömenden Dampf-Gasvon dem Boden 16 in einer Kante 28, so daß das fein- 60 Mischung auf Oberflächen der oberen Schicht der pulverige Material im Laufe seiner Behandlung da- Teilchen erfolgt.

runter hindurchgehen kann. Wie in F i g. 2 gezeigt, Die nächste Kammer 35 sieht ein Trocknungsgas

ist unmittelbar über dem durchlässigen Boden 16 eine vor, welches ebenfalls nach aufwärts durch den Boden

Kammer 29 hergestellt. 19 in die obere Trocknungskammer 38 strömt. Das

In ähnlicher Weise ist unter dem Boden 18 eine 65 Trocknungsgas, z. B. Luft, kann erhitzt sein, und die

Trennwand 30 angeordnet, so daß eine Kammer 31 Leitung 59, welche durch das biegsame Gelenk 60 mit

gebildet wird. Das Staublech 32 mit Kante 33 bildet der Kammer 35 verbunden ist, kann, darin eingefügt,

die Kammer 33 a. eine Heizvorrichtung 61 mit einem Gehäuse 62, einem

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Filter 63 und einem gesteuerten Heizelement 64 auf- Das »Dampf-Gas« kann auch aus kondensierbaren

weisen. Dämpfen in überhitztem Zustand allein bestehen.

Die nächste Kammer 40 wird mit einem kühlenden Die Verteilung des Gutes innerhalb der Vorrichtung Gas^.B.Luf^durchLeitungöSunddiebiegsameKupp- ist im einzelnen in F i g. 4 erläutert, lung 66 versorgt. Die Leitung 65 ihrerseits ist mit der 5 Das gleichmäßig eingeführte pulverförmige Mate-Hauptzuführleitung 49 verbunden. rial wird in Form eines Bettes fluidisiert und in einer

Es sind Absaugmittel vorgesehen, um das Gas, vorherbestimmten, im allgemeinen horizontalen Bahn welches durch die Behandlungskammern 29, 33 a, durch die dargestellte Vorrichtung bewegt, wobei 38 und 43 hindurchgegangen ist, abzuziehen. Dies er- Änderungen der allgemeinen horizontalen Bahn mögfolgt einfach durch getrennte Absaugleitungen, welche io lieh sind.

ihrerseits mit Staubsammlern und nicht gezeigten Das überhitzte, von der unteren Kammer 31 gelie-

Ventilatoren in Verbindung stehen, nämlich :Leitung68 ferte Dampf-Gas strömt nach aufwärts durch den

und ihre biegsame Kupplung 69 steht durch die Ober- durchlässigen Boden 18 und durch einen besonderen

wand 22 des Gehäuses mit der Fluidisienmgskammer Bereich des sich darüber bewegenden Bettes und wird

29 in Verbindung. Analog sind die Leitungen und 15 anfänglich auf einer Temperatur beträchtlich über dem

biegsamen Kupplungen 70/71,72/73,74/75und76/77 Taupunkt des verwendeten Dampf-Gases gehalten,

angeordnet. wie später aus den Temperaturbereichen in den Bei-

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der spielen hervorgeht. Bei der Aufwärtsströmung des vorzugsweise angewendeten fortgesetzten Bewegung Dampf-Gases wird es durch die untenliegende oder aller durchlässigen Böden und Kammern. Die korn- 20 innere Schicht des Bettes aus fmidisiertem Pulver binierte Bewegung der durchlässigen Böden zusammen gekühlt, wodurch in dem oberen Teil des sich bewemit der Aufwärtsströmung der verschiedenen Druck- genden Bettes Kondensation eintritt, vorzugsweise in gas- und Dampf-Gas-Ströme bewirkt die richtige Be- einer Schicht einer Stärke, die die mehrfache Stärke handlung des Pulvers und der Agglomerate und trägt der trockenen Unterschicht aufweist, wie es in der dazu bei, die ganze Vorrichtung in einem unver- 25 schematischen Darstellung in F i g. 4 gezeigt ist. Das schmutzten Zustand zu halten. Die Vorrichtung zum Kondensat auf den Oberflächen der Teilchen bewirkt, schnellen Vibrieren enthält Tragstreben 78, die schwenk- daß die Oberflächen angefeuchtet und haftend werden, bar an dem Boden 23 des Gehäuserahmens 17 an so daß die Agglomerierung in der oberen Zone mit der entsprechenden Gelenken 79 befestigt sind, und einen schnellen Bewegung und Dispersion der Teilchen fortfeststehenden Tragunterteil 80, an dem die unteren 30 schreitet, die durch die ununterbrochene Fluidisierung Enden der genannten Streben an den Gelenken 81 des sich bewegenden Materialbettes bewirkt wird, schwenkbar angeordnet sind (F i g. 2). Die verschie- Es ist wesentlich, daß die Uberhitzungstemperatur denen Streben 78 sind parallel zueinander angeordnet, des Dampfes genügend über dem Taupunkt des so daß das Aufwärtsschwingen der Streben eine Vor- Dampf-Gases liegt, um die Kondensation und/oder wärtsbewegung des ganzen Gehäuserahmens erzeugt. 35 Absorption des agglomerierenden Dampfes dicht an Die schnelle Vibration wird über die Streben 78 durch dem porösen Boden oder Sieb zu verhindern, geeignete Mittel, z. B. einen hin- und hergehenden Die Dispersion und Bewegung der festen Teilchen Arm oder eine Verbindungsstange 82, erteilt, die und die Wirksamkeit der in der ersten Behandlungsschwenkbar an einem der Arme 78 oder, wie gezeigt, kammer 33 a und in der zweiten oder Trocknungsan dem Boden 23 des Gehäuserahmens 17 befestigt 40 behandlungskammer 38 ausgeführten Agglomerierung ist. Das entgegengesetzte Ende der Verbindungsstange werden wesentlich durch die schnelle, kurzhubige 82 ist schwenkbar an einem Punkt 84 mit einer Ex- Vibration der Vorrichtung begünstigt, zenterscheibe 85 verbunden, die über einen Riemen 86 In F i g. 4 ist gezeigt, daß sich das fluidisierte Bett durch eine Drehkraftquelle, z. B. einen Motor 87, im allgemeinen horizontal aus der ersten Behandlungsangetrieben wird. 45 kammer 33 a in die Trocknungsbehandlungskammer 38 Die bevorzugte Wirkung des Verfahrens erfordert bewegt, wo ein Trocknungsgas, gewöhnlich, aber nicht für die Herstellung von Klebfilmen den geregelten notwendig, über Raumtemperatur gehalten, zur AufDurchgang eines überhitzten Dampfes oder eines wärtsströmung durch das feste Material gebracht wird, gasförmigen Gemisches, das einen überhitzten Dampf das dann zum größten Teil in Form von Agglomeraten enthält (nachstehend als »Dampf-Gas« bezeichnet), 50 vorliegt. Die geneigte Linie L zeigt etwa die Ebene des nach aufwärts durch den Anströmboden 18 der Vor- sich bewegenden Bettes in der Trocknungskammer 38 richtung, wobei das Dampf-Gas folgendes enthält: über dem Sieb 19, außerhalb dessen fast alle Agglomerate verfestigt und die Klebesubstanzen erhärtet sind.

1. Gas, das ein im wesentlichen inertes Gas bedeutet, Bei manchen Anwendungen des Verfahrens ist es welches als Träger für den agglomerierenden 55 erwünscht, das trockene agglomerierte Material zu Dampf und als Fluidisierungsmittel dient. Das kühlen, und so ist in der Vorrichtung nach den F i g. 1 erforderliche Gas ist in den meisten Fällen im bis 3 eine Kühlkammer 43 vorgesehen, durch welche Bereich der angewandten Temperaturen nicht man trockenes inertes Gas, z. B. Luft, nach aufwärts kondensierbar. bei der gewünschten Kühltemperatur durchströmen

60 läßt. Die Benutzung des gröberen Klassierungssiebes 21

2. Dampf, der entweder an den Oberflächen der zu und der Ausläufe 46 und 48 ist freigestellt, sie ist jedoch agglomerierenden Teilchen in dem angewandten zur Erzeugung von Agglomeraten vorgeschriebener Temperaturbereich kondensierbar oder absor- Größe bei manchen Arten von pulverförmigem Matebierbar ist und nach der Kondensation oder rial erwünscht.

Absorption Haftfilme auf den Oberflächen er- 65 Die erfindungsgemäße Vorrichtung erwies sich zur zeugt, so daß die Teilchen zusammenkleben. Der Agglomerierung der verschiedensten pulverförmigen Dampf wird in genügender Konzentration dem Produkte organischer und anorganischer Natur, z. B. Gas beigemischt. Schokoladengetränke, Zucker, Ammonsulfat oder

Phosphate, als geeignet. Auf Grund der speziellen Vorrichtungsmerkmale und damit verbundener Einführung bestimmter Mengen an kondensierbarem Dampf, gegebenenfalls zusammen mit einem Trägergas, werden bei gutem Durchsatz ohne Verschmutzung der Anlage Agglomerierungsprodukte, die sich durch leichte Dispergierbarkeit auszeichnen.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird an Hand nachfolgender Versuchsbeispiele erläutert, wobei die Vorrichtung die folgenden Abmessungen und Merkmale aufwies: Breite des Agglomerierungsabschnittes 133 mm, Länge 495 mm.

Beispiel 1
Angel Food Cake »Α« Mischung

In diesem Beispiel war das agglomerierte Material eine feingepulverte Mischung, bestehend aus

Getrocknetem Ei-Eiweiß 31,258 % ao

Kristallpuderzucker 67,308 %

Wasserfreiem Monocalciumphosphat 1,434 °/o

100,000%

Folgende andere Bedingungen wurden angewendet:

Zuführungsmaß des gepulverten Materials 4,5 kg/min

Trägergas, Luft 4,2 kg/min

Hub 6,3 mm

Rahmenvibration, Zyklen pro Minute 800
Agglomerierungsdampf zu Wasserdampf 1,6 kg/min

Temperaturen des zugeführten Dampf-Gases:

a) 87⁰C

b) 94°C

c) 100⁰C

d) 106⁰C

e) 109°C

f) 116⁰C

Taupunkt der zugeführten Gasmischung 74⁰C

Bei diesem Versuch erfolgte eine schwere Verschmutzung des Siebes oder der durchlässigen Tragfläche bei einer Gastemperatur von 87⁰C, und das Verschmutzungsausmaß verminderte sich bei nachfolgender höherer Temperatur, bis bei 106⁰C die Verschmutzung aufhörte.

Bei allen höheren Temperaturen blieb das Sieb vollständig sauber, und die Agglomerierung erfolgte in einer hochwirksamen Weise. Das Produkt zeigte eine sehr gute Wasserdispergierbarkeit.

Der Grund für das Verschmutzen des Siebes bei den niedrigeren Gastemperaturen besteht darin, daß die Temperatur nicht genügend über dem Taupunkt lag. Das geringe Überhitzungsausmaß in dem Agglomerierungsdampf wurde so schnell nach Berührung mit dem kühleren Pulver in der unteren Schicht aufgezehrt, daß die Gastemperatur schnell auf den Taupunkt fiel. Die Kondensation und Absorption der kondensierten Flüssigkeit trat dann ein, so daß die Teilchenoberflächen in der unteren Schicht klebrig wurden und das Sieb verschmutzt wurde.

Bei den höheren Temperaturen war das Überhitzungsausmaß in dem Gas ausreichend, um die Kondensation zu verhindern, bis das Gas eine höhere Schicht erreichte. Die untere Materialschicht kühlte das Gas natürlich auf ein gewisses Ausmaß ab, aber der Taupunkt oder die Temperatur, bei welcher eine bemerkenswerte Kondensation eintrat, war nur in den oberen Schichten vorhanden. Die untere Schicht blieb trocken und in einem im wesentlichen fluidisierten Zustand, um das darunterliegende Bett aus fließbarem Material zu schaffen, auf dessen Spitze die befeuchteten und klebrig gemachten Teilchen gegen das Abgabeende entlanglgeiten konnten.

Wenn das Material gegen das Abgabeende der Vorrichtung strömte, vermischten sich die klebrigen oberen und Zwischenschichten zunehmend mit der trockenen unteren Schicht, so daß im wesentlichen alle Teilchen Gelegenheit hatten, so zusammenzustoßen, daß sie in Form von ausgeprägten Agglomeraten zusammenhafteten.

Beispiel 2

Ein gepulvertes Schokoladengetränkprodukt, bestehend aus 20% Kakaopulver und 80% feingemahlenem Zucker, wurde durch Anwendung von 1,8 kg/min Dampf, gemischt mit 3,85 kg/min Luft, agglomeriert. Die Gas-Dampf-Mischung wurde vor dem Eintritt in den Agglomerierungsbereich auf 107⁰C erhitzt. Es wurden eine Vibrationsfrequenz von 1050 Zyklen pro Minute und eine Vibrationsamplitude von 4,8 mm benutzt. Das trockene Pulver wurde dem Agglomerator in einem Ausmaß von 3,85 kg/min zugeführt.

Siebanalyse

Sieböffnung (lichte Maschenweite
in mm)

über 1,41

1,41 bis 0,48

0,48 bis 0,25

0,25 bis 0,15

feiner als 0,15

Schüttdichte (bezogen auf
konstantes Volumen)

Agglomeriert

11%

41%
24%
16%
8%

0,43 g/cm³

Um die Dispersionsleichtigkeit der agglomerierten und nicht agglomerierten Pulver in kalter Milch zu prüfen, wurde ein Teelöffel von jedem auf die Oberfläche von kalter, nicht gerührter Milch gebracht. Die für das Pulver benötigte Zeit, um unter die Oberfläche zu tauchen, wurde notiert und betrug 2 Sekunden für das agglomerierte Schokoladengetränkpulver und über 5 Minuten für das nicht agglomerierte Pulver. Nach Umrühren bildete das nicht agglomerierte Produkt nahezu unlösliche Pillen, die nicht leicht zerteilt werden konnten. Das agglomerierte Produkt zerteilte sich andererseits durch nur leichtes Rühren in eine gleichmäßige Suspension, in welcher sehr geringes Absetzen oder Schwimmen der Teilchen während des nachfolgenden Stehens eintrat.

Beispiel 3

Kristallines Ammoniumsulfat wurde auf einer Mikropulverisiervorrichtung mit einem Sieb mit runden Löchern von 0,1 mm gemahlen. Der Agglomerator wurde mit 1000 Zyklen pro Minute, einer Amplitude von 12,7 mm und einer Zufuhrgeschwindigkeit von 4,5 kg/min betrieben. Eine Mischung von 1,8 kg Dampf und 3,85 kg Luft pro Minute, erhitzt auf 104⁰C, wurde dem Agglomerierungsabschnitt zuge-

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führt. Die Schüttdichte des Materials wurde im wesentlichen wie folgt gesenkt:

Ammoniumsulfat

kristallin 1,06 g/cm³

gemahlen 0,89 g/cm³

gemahlen — agglomeriert 0,59 g/cm³

Das agglomerierte Pulver dispergierte und löste sich augenblicklich in kaltem Wasser, wohingegen sich das kristalline Material wegen der großen Kristallgröße langsam auflöste und das gemahlene Material wegen geringer Benetzbarkeit sehr langsam dispergierte und sich auflöste.

Beispiel 4

Eine Mischung, enthaltend 32% getrocknetes Ei-Albumin und 68% Kristallpuderzucker, wurde unter Anwendung von drei verschiedenen Dampf-zu-Luft-Verhältnissen agglomeriert, wobei alle anderen Faktoren konstant gehalten wurden. Die folende Tabelle zeigt für jeden Fall die Verringerung der Schüttdichte und Dispersionszeit. In jedem Beispiel wurde die Dampf-Gas-Mischung bei H⁰C zugeführt und diese Temperatur aufrechterhalten.

Dampf-Luft- Verhältnis	Schüttdichte g/cm³	Dispersionszeit Sekunden
0,34 0,40 0,47 Nicht agglomeriert	0,404 0,359 0,318 8,664	40 25 20 über 60

Nach 5monatiger Aufbewahrung in einer Kartonverpackung mit Pergaminauskleidung bei 38⁰C und % relativer Feuchtigkeit war das nicht agglomerierte Produkt schwer zusammengebacken. Alle agglomerierten Produkte blieben unter den gleichen Bedingungen frei fließend.

B e i s ρ i e 1 5

Natriumhexametaphosphat wurde durch ein Sieb mit runden Löchern von 0,51 mm gemahlen. Das gepulverte Material wurde unter Benutzung von

ao 794 g/min Dampf, gemischt mit 3,85 kg/min Luft, agglomeriert. Diese Mischung wurde auf 107⁰C erhitzt. Die Zufuhrmenge des Hexametaphosphats betrug 4,8 kg/min. Der Agglomerator arbeitete bei einer Frequenz von 1050 Zyklen pro Minute und einer

as Vibrationsamplitude von 6,3 mm.

Siebanalyse Agglomeriert

Sieböffnung (lichte Maschenweite in mm)

über 1,41

1,41 bis 0,48

0,48 bis 0,25

0,25 bis 0,15

feiner als 0,15

Schüttdichte (bezogen auf konstantes Volumen)

30%
29%
10%
17%
14%

0,60 g/cm³

Es wurde ein einfacher Dispersionsversuch sowohl an dem agglomerierten als auch an dem nicht agglomerierten Pulver wie folgt durchgeführt:

Ein Teelöffel des Pulvers wurde in ein Glas mit kaltem Wasser geschüttet. Die Zeit zur vollständigen Auflösung des Pulvers wurde notiert. Es fand keine Umrührung statt.

In dem Fall des nicht agglomerierten Pulvers sank das Material auf den Boden des Glases, wo es für einen Zeitraum von über 5 Minuten im wesentlichen ungelöst blieb. Nach diesem Zeitraum wurde der Versuch abgebrochen. Das agglomerierte Produkt erschien nach einem 5 Sekunden nicht übersteigenden Zeitraum vollständig aufgelöst. Die durch das agglomerierte Pulver im Wasser erzeugte anfängliche Wolkigkeit verhinderte eine genauere Zeitbestimmung, aber am Ende des vorerwähnten Zeitraumes von 5 Sekunden war das Wasser kristallklar und das gesamte Pulver schnell in Lösung gegangen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Langgestrecktes Fluidatbett mit Stauwänden, die von der Abdeckung nach unten in das Bett reichen und einen Abstand zum Anströmboden lassen, und mit unterhalb des Anströmbodens angeordneten Gaszuführungskammern für Fluidisierungsgas und Behandlungsgase, wobei jede Gaszuführungskammer einer durch die Stauwände gebildeten Kammer des Fluidatbettes zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Agglomerierung von trockenem und unter Normalbedingungen nicht klebrigem pulverförmigem Material eine Gaszuführungskammer (31) mit einer Leitung für die Zufuhr eines kondensierbaren Dampfes, besonders Wasserdampf, und gegebenenfalls mit einer solchen für die Zufuhr des Fluidisierungsgases verbunden ist.

2. Fluidatbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Flußrichtung des Materials an die Gaszuführungskammer (31) anschließende Gaszuführungskammer (35) mit einer Leitung für erhitztes Fluidisierungsgas zur Trocknung des Materials verbunden ist.

3. Fluidatbett nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Flußrichtung des Materials vor der Gaszuführungskammer (31) liegende Gaszuführungskammer (26) mit einer Leitung für Fluidisierungsgas verbunden ist.

4. Fluidatbett nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit an sich bekannten Vibrationseinrichtungen versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen