DE1918685A1 - Vorrichtung zur Granulatherstellung - Google Patents

Description

FARBWERKE HOECHST AG vormals Meister Lucius A Brüning Aktenzeichen: - Pw 6036 » Gm 888

Datum: 10. März 1969 Dr. Ka/Ha
Vorrichtung zur" Granulatherstellung

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung von perlförmigem Granulat aus Schmelzen organischer und/oder anorganischer Stoffe. Die Schmelzen können feste Beimengungen in feinverteilter oder gelöster Form enthalten. Beispielsweise kommen Schmelzen in der Kunststoff- oder Düngemittelindustrie oder der pharmazeutischen Industrie, wie z.B. zur Herstellung von Tropfpillen, in Betracht.

Eine bekannte Vorrichtung, die zur Herstellung von Pillen aus Schmelzen dient, weist einen Behälter zur Aufnahme der Schmelze, eine Heizkammer zur Beheizung des Behälters und einen Verteilerboden auf. Der Austritt der Schmelze erfolgt über ein Bodenventil, das nach Art eines HundSchiebers ausgebildet ist. Bei einer halben, Schieberumdrehung soll ein Tropfen der Schmelze iii & in flüssiges Kühlmittel fallen, in der er zu einer Pille erstarrt.

Der Schieber bewirkt periodische Unterbrechungen des Schmelzeflusaes. Die hinter dem Ventil austretende bzw. abtropfende Schmelze unterliegt aber den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie etwa der SchmeliBabfluß von einer anderen Abtropffläche, die dem Ventilaustritt entspricht. Die Tropfenbildung ist also im wesentlichen abhängig von der Oberflächenspannung und der Schwerkraft. Unter diesen Kräften schnürt sich die Schmelze bekanntlich hinter der Austrittsfläche ein und reißt dann unter Bildung eines Haupttropfens sowie eines oder mehrerer Nebentropfen ab. Dieser Vorgang kann nur auf Kosten der Tropfengröße beschleunigt werden. Hohe Schmelzegeschwindigkeiten führen schließlich zur Verdüsung und damit zu einer breitstreuenden Tropfengrößen-

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verteilung, deren Maximum bei den kleinsten Tröpfchendurchmessern liegt. .

Für die Erzeugung von überwiegend grobem Granulat - in technischem Produktionsmasstab- ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet, weil die Ausbildung eines grösseren Schmelzetroprens sehr langsam vor sich geht} sie dauert mindestens eine Sekunde und, wenn besondere Ansprüche an die einheitliche Grosse gestellt werden, bis zu einer Minute» Die beim Verdüsen entstehenden Partikelgrössen liegen- bezogen auf das Maximum der Tropfengrössenhäufigkeit - meist unter 50 um; das daraus entstehende Granulat erschwert die Weiterverarbeitung oder unmittelbare Verwendung in vielen Fällen.

Ein weiterer Nachteil der bekanntenApparatur ist die damit ver« bundene Anordnung eines Flüssigkeitsbehälters, in den die Tropfen fallen, um darin zu erstarren. Das Granulat muss näm-·.-_=, : lieh vor weiterer Verwendung wieder - möglichst restlos - von der Flüssigkeit befreit werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die - :; ■ beschriebenen Nachteile bei der Herstellung von perlförmigein Granulat zu vermeiden.

Hierzu wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen Behä»lter mit Verteiierboden für die Aufnahme der Schmelze und eine Heizkammer für die Beheizung des Verteilerbodens aufweist und , erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass die Austrittsöffnungen (1) der Heizkammer (2) in Spalten bestehen, die von / Durchbohrungen (3) der äusseren Heiaskammerwand (4) und von Kanülen (5) des Verteilerbodens (6) gebildetsind. ..

Das bei der erfindungsgemässen Anordnung aus den Spalten aus» tretende Heißgas bewirkt eine erhebliche Beschleunigung der Tropfenbi!dung. Es entstehen kugelförmige Granulatteilchen, deren Durchmesser durch Variieren des Gasdrucks beeinflussbar sind· " "■ "" '"■ ; /«

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BADORlGiNAl

In der Zeichnung ist ein Aueführungebeispiel de· Gegenstand· der Erfindung dargestellt. Es stellt lediglich eine beispielsweise Illustration der Erfindung, jedoch keine Beschränkung darauf dar. Die Austrittsöffnungen (1) der Heizkammer (2) bestehen in ringförmigen Spalten. Diese sind von Durchbohrungen (J) der Heizkammerwand f%> und: von Kanülen (5) des Verteilerbodens (6) gebildet.

Der Verteilerboden (6) trennt den druckfesten Schmelzekessel (7) von der Heizkammer (2). Der Schmelzekeseel enthält zweckmässigerweise eine Rühreinrichtung (9) und weist, am Mantel angeordnet, eine Hei»einrichtung (10) auf, die die Schmelzetemperatur beispielsweise Biittels Kontakt thermometer (H) und Steuergerät (12) konstant hält. Des weiteren ist ein Anschluasfcitzen (13) angebracht, über den der Kesselinnenraum mit einer Reduzieretation (l4) für Druckgas beispielsweise Luft- oder Stickstoff verbunden ist*

Eine zweite Reduzierstation (15), die unabhängig von der Station (14) arbeitet» liefert die zum Betrieb der Heizkammer (2) erforderliehe Gasmenge· Die Gastemperatür ist beispielsweise mit Hilfe eines Wärmeaustauschers (l6), eines Kontaktthermometers (17) und eines Steuergerätes (l8) genau einstellbar. Mit (19) ist «in trockener Auffangtrichter bezeichnet, der das Granulat sammelt und über den Ablauf stutzen (20) weiterleitet*

Zum Betrieb der Vorrichtung wird die Schmelze auf einige Grad über den Erstarrungsbereich erwärmt und mittels der Temperaturregeleinrichtung (iOK (11)» (12) auf dieser Temperatur unter Rühren konstant gehalten.

Dann werden die Reduzieretation (15) für das Heisagas, beispielsweise Luft, und die Reduzieretation (IkI für das Druckgas eingeschaltet. Das Heissgas wird auf einen Druck zwischen etwa 0,05 und etwa 0,5 atü eingestellt, die Heissgastemperatur auf einen Wert, der etwa 3 bis etwa 8°C über dem Erstarrungsbereich der Schmelze liegt, sodass die Kanülen zu tropfen beginnen. Die Heisagastemperatar ist immer so zu wählen, dass

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die austretende Schmelze nicht erstarrt und gut flüssig bleibt. Die Tropfenfrequenz ist praktisch an allen Kanülen- gleich, weil das dauernd strömende Heissgas die Kanülen gleichmässig erwärmt und das durch die Spalte zwischen den Durchbohrungen (3) und den Kanülen (5) austretend« Heissgas einem Hochklettern der Schmelze entgegenwirkt und damit eine Veränderung des Abreissquerschnittes verhindert. Die Tropfenfrequenz kann durch änderung des Auspressdruckes an der Reduzierstation (Ik) beeinflusst werden.

Die Tropfengrosse liegt zwischen etwa 0,2 bis etwa 2,0, vorzugsweise 0,5 bis 1,1 Kanülendurchmessern in einem von den Gasdrücken abhängigen Bereich. Die sogenannten Nebentropfen von bedeutend kleinerem Durchmesser fallen - im Gegensatz zu den beim Zerstäuben enstehenden - hier kaum ins Gewicht, die Schmelzeteilchen fliegen senkrecht. Bei dünnflüssigeren Schmelzen kann es auch ausreichend sein, ohne Druckgas zu arbeiten. Die Schmelze tritt dann unter dem Druck der über den Kanülen liegenden Schmelzmasse aus.*Das eich rasch abkühlende Heissgas verhindert ein Agglomerieren der Teilchen im Fallj diese sind vielmehr nach einigen Metern Fallhöhe soweit verfestigt , dass auch in dem entsprechend tief angeordneten trockenen Sammelfcrichter kein Zusammenbacken eintritt. Wenn die Schmelze - z.B. unter dem Einfluss von Beimischungen besonders langsam erstarrt, kann beispielsweise durch verdampfenden Stickstoff oder durch einen anderen Niedrigsieder, der den Partikeln entgegengeführt wird, eine Beschleunigung der Erstarrung erzielt werden.

Die Kanülen (5), die auf der Grundfläche innerhalb der durch die Heiakammer gegebenen Begrenzung gleichmässig verteilt grind, ragen vorteilhaft um etwa 0,5 bis etwa 3 Kanülendurchmesser aus der Heizkammerwand heraus. Beim Unterschreiten dieser Grenze kann es bei den höheren Heissgasdrücken und bei gleich» zeitig geringen Oberflächenspannungen der Schmelze zu einem unerwünschten Zerreissen der Tröpfchen kommen. BefeÜberschreiten ♦ Ebenso kann "beispielsweise durch eine Pumpe der Druck erzeugt werden, falls der Ansatz-Sehmelzkessel getrennt von ' -* der Granuliervorrichtung ist.

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der angegebenen Grenzen läßt die Wirkung des Heißgase· auf den Tropfenabriß und auf das Hochsteigen stark benetzter Schmelzen nach«

Die Kanülen können in glatten Röhren bestehen, die in den Verteilerboden eingelötet oder eingeschrumpft sind. In manchen Fällen, insbesondere bei zähflüssigen Schmelzen ist es jedoch vorteilhaft, die Kanülenaustritte düsenförmig zu gestalten, z.B. durch Einziehen der Kanülenenden gegenüber dem Kanülenschaft. Durch eine düsenartige Erweiterung dagegen kann eine in anderen FälljCen vorteilhafte Vergrößerung der Abreißfläche erzielt werden.

Bei der konstruktiven Gestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, für eine gute Zentrierung der Kanülenaustritte in den Bohrungen der Heizkammerwand zu sorgen. Bei düsenförmiger Gestaltung der Kanüenaustritte ist es vorteilhaft, auf die Kaniien auf schraub- oder aufsteckbare Düsenköpfe zu verwenden und diese gegen die Bohrungen der Heizkammerwand bzw. gegen die Heizkammerwand abzustützen. Zur Zentrierung und Abstützung etwa verwendete Stege oder dergleichen Hilfsmittel bekannter Art sollten so angeordnet sein, daß die Abströmung des Heißgases möglichst wenig gestört wird und vertikal gerichtet bleibt.

Als Material für die erfindungsgemäße Vorrichtung kommen die üblicherweise für Schmelzkessel, Heizkammern usw. verwendeten Stoffe in Betracht.

Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der vergleichweise hohen Leistung und in der überwiegend gleichmäßigen Granulatgröße zu sehen. Der durch Nebentropfen verursachte Feinanteil des Granulats fällt kaum ins Gewicht, Aussieben diese« geringen Anteils kann in den meisten Fällen unterbleiben.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von perlförnigea Granulat aue Schmelzen, die einen Behälter nit Verteil er boden für die Aufnahme der Schmelze und eine Heizkaaner für die Beheizung des Verteilerbodens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auetrittsöffnungen (1) der Heizkanster (2) in Spalten bestehen, die von Durchbohrungen (3) der äußeren HeiskasHerwand (k) und von Kanülen (5) des Verteilerbodens (6) gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanülen (5) in einer Länge von etwa 0,5 bis etwa 3 Kanilendurchnessera aus der 'außarmn Heizkaamerwand hervortreten.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 usid 2, dadurch g®ksmtzeichn©t, daß die Kanülenaustritte düsenfSrnig gestaltet sind.

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