DE1936923A1

DE1936923A1 - Granuliermaschine

Info

Publication number: DE1936923A1
Application number: DE19691936923
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ackermann; Wilhelm Moser; Wilhelm Wirks
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1969-07-19
Filing date: 1969-07-19
Publication date: 1971-02-11
Also published as: DE1936923B2; DE1936923C3; GB1313783A; US3680798A; ES381792A1

Description

Granuliermaschine

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Granulieren, insbesondere von in mikrokristalliner Form vorliegenden Substanzen, denen wegen ihrer leichten Löslichkeit nur geringe Wassermengen zur Granulation zugesetzt werden können. Bedingt durch die Feinheit der Kristalle bilden solche Substanzen ein trockenes Haufwerk mit großem Volumen, das beim Anfeuchten viel Flüssigkeit erfordert, bis durch Gleiten der wasserumhülL-ten Kristalle ein verarbeitbarer Teig entsteht. Wegen ihrer leichten Wasserlöslichkeit ist die Wasserzugabe jedoch beschränkt, so daß nicht alle Kristalle gleichmäßig mit Wasser umhüllt werden und damit ein leichtes Verschieben der Kristalle gegeneinander nicht gegeben ist.

Bisher ist nicht zufriedenstellend gelungen, solche Massen auf bekannten Einrichtungen, wie Granuliertellern oder siebähnlichen Vorrichtungen, durch die die Massen hindurchgedrückt werden, zu granulieren. Bedingt durch die unzureichende Wasserumhüllung der einzelnen Kristalle bilden sich keine Granulate oder nur solche von so geringer Festigkeit, daß sie vor einer Weiterverarbeitung in unregelmäßiger Weise zerfallen.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, solche feinkristallinen Massen, deren Anfeuchtung zur Bildung von Granalien nicht in ausreichender Weise zugelassen werden kann, dennoch einwandfrei zu granulieren, wenn sie vor der eigentlichen Granulation durch Druck vorbehandelt werden. Hierbei wird das Leervolumen in dem Haufwerk von feinen Kristallen herabgesetzt und anteilmäßig so verkleinert, daß die für das Produkt noch verträgliche Anfeuehtung ausreicht, um die einzelnen Kristalle genügend zu umhüllen*

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Dieses Prinzip wird durch die erfindungsgemäße Granuliermaschine verwirklicht. Sie besteht aus einer Druck schnecke und einem Zuführtrichter, der mit einer kegelig gewickelten zur Druckschnecke senkrecht stehenden Schnecke ausgestattet ist und einem vor der Austrittsöffnung der Druckschnecke senkrecht zur Druckschneckenachse rotierenden Schälköpf aus einem zylindrisch geformten Lochblech, das von einem Stützkörper getragen wird, wobei die Löcher mit einer einseitig vorspringenden Nase versehen sind und die Drehzahl der einzelnen Schnecken und des Schälkopfes unabhängig voneinander einstellbar sind.

Zur besseren Veranschaulichung ist eine solche Granuliermaschine in Figur 1 dargestellt. Das Material wird in den Trichter 1 gefüllt, in dem die erste Schnecke 2 arbeitet. 3 ist die eigentliche Druckschnecke, die das Material dem Schälkopf 4, der mit Löchern 11 versehen ist, zuführt. Die Drehzahlen beider Schnecken werden mittels der Getriebe 5 und 6 eingestellt. 7 ist das Getriebe für die Drehzahlverstellung des Schälkopfes

Das Material gelangt aus einer Aufgabe in die erste Schnecke, die nicht mehr fördern soll als die zweite Schnecke aufnimmt; um Unregelmäßigkeiten auszugleichen, ist die erste Schnecke als Band kegelig gewickelt und erlaubt notfalls ein Ausweichen von Material, die zweite Schnecke ist die eigentliche Druckschnecke, die bei höher en Drehzahlen entsprechend . größeren Druck auf das Material ausübt. .

Die eigentliche Bildung der Granalien erfolgt durch den an der Austrittsöffnung der Druckschnecke senkrecht zur Schneckenachse rotierenden zylindrischen Schälkopf.

Dieser Schälkopf ist in Abbildung 2 dargestellt. Er besteht aus einem Lochblech 8 in Form eines Hohlzylinders, der von dem Stützkörper 9 getragen wird. Die Löcher des Schälkopfes sind mit einer einseitig vorspringenden Nase 10 versehen, die wie ein Hohlmeißel eine bestimmte Menge aus dem zugeführten Material ausschneidet. Diese Nase ist in Figur 3 abgebildet.

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Die Wirksamkeit des Sehälkopfes wird verbessert, wenn die Löcher auf der der Nase gegenüberliegenden Seite angefräst werden, damit das Abschälen eines Materialspanes völlig einwandfrei, d. h. ohne Veränderung des Materialquer schnittes erfolgt. Gleichzeitig wird die vorspringende Nase angefräst. ■■■■·■

Da die aus der Druckschnecke heraustretende Masse das rotierende Schälblech unter Druck berührt, ist eine Erwärmung, leicht möglich. Das würde, bei niedrig schmelzenden Materialien zu einem Verschmieren und Zusetzen der Löcher im Schälkopf führen. Diese für empfindliche Materialien schädliche Erwärmung wird gänzlich vermieden, wenn die Geschwindigkeit des Schälkopfes mit der aus der Druckschnecke heraustretenden Materialmenge übereinstimmt, wobei die Anzahl der Löcher des Schälkopfes und ihre Größe darauf abgestimmt sind. D.h. das ankommende Material muß quantitativ vom Schälkqpf abgenommen werden. Wenn zuwenig Material ankommt," wird kein Druck erzeugt und es bildet sich kein Granulat. Wenn zuviel Material ankommt, wird ein zu starker Druck an der Austrittsöffnung erzeugt,und die Löcher verschmieren.

Die erfindungsgemäße Granulier maschine ist besonders geeignet für die Granulierung von Natriumperborat, das wegen seiner leichten Wasserlöslichkeit und seines niedrigen Schmelzpunktes schwierig zu granulieren ist, besonders wenn es in mikrokristalliner Form vorliegt, so wie es üblicherweise bei der Herstellung anfällt. Wegen des bei Perborat bei einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 30 % einsetzenden Lösevorganges muß die Wässerzugabe auf 15 '-'25 % beschränkt bleiben. Es ergibt dann ein krümeliges wenig feuchtes Rohmaterial.

Beispiel ·

37 kg mikrokristallines Natriumperborattetrahydrat mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 19, 6 % werden in den Einfülltriehter der erfindungsgemäßen Gränuliermaschine eingespeist. Die> Drehzahleh>beider-^;:SGhMecken werden auf

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etwa 20 - 22 Umdrehungen pro Minute eingestellt, die des Schälkopfes auf etwa 120 Umdrehungen pro Minute.

Bei einem Durchmesser der Austritts öffnung der Druckschnecke von 100 ram wird ein Schälkopf mit einem Durchmesser von 180 mm und einer Höhe von 140 mm angewandt, der aber nur in einer Höhe von 110 mm mit Löchern versehen ist. Der Schälkopf besitzt etwa 2 900 Löcher, die unter Winkeln von 30 und 15 , wie in Figur 3 dargestellt, angeordnet sind. Der Durchmesser eines einzelnen Loches beträgt 1/3 mm. Diese Anordnung der Löcher hat sich insofern als günstigste ergeben, als damit ™ kein Verschmieren des Schälkopfes eintritt. Bei anderer Lochgröße muß

die Anordnung entsprechend abgeändert werden; bei größeren Löchern muß der Winkel steiler ausgeführt sein.

Nach der Trocknung im Fließbett fallen 2 6, 5 kg Granulat mit einem Durchmesser bis zu 1, 3 mm und einem mittleren Durchmesser von etwa 0, 5 mm an. Die Granalien sind abriebfest und zerfallen nicht bei anschließender Handhabung. Sie haben einen Aktivsauer stoff gehalt von ca. 10,4%, d.h. Sauer stoff Verluste sind praktisch nicht aufgetreten.

Der Versuch wurde mit anderen Drehzahlen der Druckschnecke und des. t Schälkopfes, anderer Anzahl, Anordnung und Größe der Löcher wiederholt. Aus der nachfolgenden Tabelle 1. ergibt sich, welchen Einfluß die Abänderung eines Parameters auf die physikalischen Eigenschaften des Granulats hat. .

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Tabelle

Lochzahl

900

Lochgröße 1,3 mm

Winkel der Lochanordnung 30/15
Drehzahl des Schälkopfes 120 UpM
ο Drehzahl der Druckschnecke 21 UpM

1)

Mengendurchsatz
mittlere Korngröße
Schüttgewicht
Abrieb

kg/h
0,40 mm
0,47 kg/1
%

1 800
1, 3 mm
30/15
120 UpM
21 UpM
36 kg/h
0, 45 mm
0,49 kg/1
10 %

2 900 1,2 mm 3Q/15 120 UpM 21 UpM 42 kg/h 0,45 mm ²) 0,50 kg/1 9 % 900

1, 3 mm 30/10
UpM UpM kg/h 0, 37 mm 0,47 kg/1 ³⁾ %

2 1, 3 mm 30/15 100 UpM 21 UpM 42 kg/h 0,43 ,mm 0,48 kg/1 10 %

2 1, 3 mm 30/15 120 UpM 17 UpM 40 kg/h 0, 35 mm 0,46 kg/1 13 %

1) Bei Überschreitung dieser Drehzahl besteht die Gefahr des Schmelzens des Aufgabegutes

2) Die Granulate werden infolge höheren Preßdruckes gröber

engeren

3) Wegen der Lochstellüng in Laufrichtung wird der Preßdruck kleiner, was einer Schüttgewichtsverringerung entspricht. Diese wird aber durch das erhöhte Schüttgewicht des zwangsweise
feineren Granulats ausgeglichen. ' ■'.-·■

Claims

Patentansprüche

fl/ Granuliermaschine, bestehend aus einer Druckschnecke und einem Zuführtrichter, de? mit einer kegelig gewickelten zur Druckschnecke senkrecht stehenden Schnecke ausgestattet ist und einem vor der Austrittsöffnung der Druckschnecke senkrecht zur Druck schneckenächse rotierenden Schälkopf, der aus einem zylindrisch geformten Lochblech besteht, das von einem Stützkörper getragen wird, wobei die Löcher mit einer einseitig vorspringenden Nase versehen sind und die Drehzahlen der beiden Schnecken und des Schälkopfes unabhängig voneinander einstellbar sind.
2. Verfahren zur Granulierung von Natriumperborät auf der Granuliermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Perborat mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 15 - 25 % aufgegeben wird, die Drehzahl der Schnecken auf etwa 15 - 25, vorzugsweise 20 - 22 UpM, die des Schälkopfes auf 100 - 150, vorzugsweise 100 - 130 UpM

2 eingestellt wird, und daß der Schälkopf pro cm 2-6, vorzugsweise etwa 4 Löcher auf weist, die unter Winkeln von 30 und 15 oder 10 angeordnet sind, wobei jedes Loch einen Durchmesser von etwa 1 - 1, 5 mm hat. ■'._."■"

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