DE1952406A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren von Koernern - Google Patents

Description

SiDAMICiHBON N.V.

van der Maesenstraat 2

Heerlen/Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren von Körnern

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Extrahieren von Körnern, die von oben her in eine Flüssigkeit eingebracht werden.

Wenn Körner eine Flüssigkeitsoberfläche durchbrechen, bleiben an ihnen zumeist kleine Luftblasen haften. Die Luftblasen sind aus verschiedenen Gründen nachteilig. Sie verringern die Kornoberfläche, die mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, und verzögern somit den Extraktionsvorgang. Ferner lösen sich von den in der Flüssigkeit nach unten sinkenden Körnern kleine Blasen, die sich zu größeren aufsteigenden Blasen vereinigen. Die größeren, aufsteigenden Blasen mischen sich insbesondere im oberen Teil der häufig angewandten, langen vertikalen Extraktionskolonnen weitgehend mit dem Körnerstrom und beeinträchtigen dadurch die Abwärtsbewegung der Körner.

Diese Nachteile ergeben sich vor allem bei der Extraktion von Kunststoffkörnern, die durch Zerschneiden extrudierter Fäden hergestellt worden sind. Die Extraktion erfolgt nämlich nicht so sehr an der zylindrischen Oberfläche, als vielmehr an den Schnittflächen der Körner. Die Luftbläschen haften aber vor allem an diesen Schnittflächen und swar namentlich

009817/1703

an den beim Zerschneiden nicht zu vermeidenden Graten. Die Schnittflächen werden daher größtenteils oder völlig durch die Blasen von der Flüssigkeit getrennt. Es hat sich gezeigt, daß etwa 70$ der Körner Luftbläschen mitreissen und daß die Haftung an den Schnittflächen der Körner besonders groß ist. Sie erreicht etwa das Zehnfache der Haftkraft an der zylindrischen Fläche. Die Bläschen lösen sich sogar dann nicht ab, wenn sich die Körner übereinanderschieben.

Jk Der Versuch, anhaftende Luftbläschen dadurch zu vermeiden, daß man die Körner langsam in die Flüssigkeit gleiten ließ, ergab keine Verbesserung, weil zwischen den Körnern auch Luft eingeschlossen wurde. Aus demselben Grunde erwies es sich als unmöglich, eine mit Körnern beschickte Kolonne ohne Lufteinschlüsse von unten mit Flüssigkeit zu füllen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens der obere Teil der Flüssigkeit in niederfrequente Schwingungen versetzt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die an den Körnern ^ haftenden Luftbläschen dicht unter der Flüssigkeitsoberfläche ■ von den Körnern entfernt werden. Überraschenderweise gelingt es, auf diesem einfachen Wege die Luftbläschen fast restlös zu entfernen. Die Zahl der Körner, welche noch eine Luftblase miVsich führen, ist vernachlässigbar gering. Die Schwingungen können mit einfachen Mitteln erzeugt werden, weil sie sich nur auf einen sehr kleinen Teil der Kolonne auszuwirken brauchen. Die Extraktion erfolgt hauptsächlich im übrigen Teil der Kolonne.

Es ist zwar bereits bekannt, in der Flüssigkeit beim Extrahieren Schwingungen zu erzeugen« Dies geschieht jedoch aus anderen Gründen als bei der Erfindung. Man läßt z.B.

009817/1703

auf den gesamten Inhalt einer Kolonne Ultraschallwellen einwirken, damit stets frische Flüssigkeit mit dem Feststoff in Berührung kommt. Die hierfür erforderliche Anlage ist jedoch teuer und die Schwingungen können an der Kolonne mechanische Schäden hervorrufen. Es^T ist auch bekannt, die Körner beim Transport über in Schwingungen versetzte Böden zu berieseln und dadurch zu extrahieren. Hierbei dienen die Schwingungen nicht nur dazu, die Körner zu bewegen sondern auch die Zerstäubung der Flüssigkeit zu unterstützen. Auch dieses Verfahren bietet' keine Lösung des der Erfindung zu Grunde liegenden Problems.

Die zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung, bestehend aus einer eine Flüssigkeit enthaltenden Kolonne, ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Kolonne unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eine etwa waagerechte, mit einem Schwinger verbundene Platte angeordnet ist, zwischen deren Rand und der Wand der Kolonne sich ein Spalt befindet, der breiter ist als der Durchmesser der Körner beträgt.

Es hat sich gezeigt, daß die meisten Körner bereits keine Luftblasen mehr aufweisen, wenn sie auf der Platte ankommen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, : daü die Flüssigkeit oberhalb der Platte mitschwingt und daß dadurch die Luftbläschen bereits zum' größten Teil abgetrennt werden. Die noch an den Körnern haftenden Luftblasen werden durch die Platte abgestoßen, wenn sich die Körner über die Platte hinweg zu deren Rand bewegen und dabei immer wieder angestoßen werden. - '

Zweckmäßig ist es, die Platte mit Öffnungen zu versehen, welche einen kleineren Querschnitt als die Körner aufweisen. Diese Maßnahme ist dann angebracht, wenn die Extraktion in einer strömenden Flüssigkeit, z.B. im aufsteigenden Flüssigkeitsstrom, durchgeführt wird. Die

001817/1703

Strömung wird dann nur geringfügig von der Platte behindert.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß über der Platte ein Trichter vorgesehen ist, dessen Auslauföffnung sich etwa über der Mitte der Platte befindet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß alle Körner etwa eine gleich lange Verweilzeit auf der Platte haben.

Bei Kolonnen, deren Flüssigkeitsstand nur schwer konstant Wk zu halten ist, empfiehlt es sich, Trichter, Platte und Schwinger zu einer Baueinheit zusammenzufassen, die als Schwimmer ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Abstand zwischen Platte und Flüssigkeitsspiegel stets gleich bleibt.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigt: "

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil einer Extraktionskolonne,

w- Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

von Trichter und Schwingungsplatte gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 2 und

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen mit

Platte und Trichter ausgerüsteten Schwimmer,

In der Extraktionskolonne, deren oberer Teil in Fig. 1 dargestellt ist, findet eine kontinuierliche Extraktion nach dem Gegenstromprinzip statt. Der Feststoff wird durch ein Rohr 1 zugeführt,- das über eine Gummimuffe 2 an einen Glasaufsatz 3 anschließt. Dieser Aufsatz dient zur Kontrolle des Beschickungsvorgangs, die beispielsweise mit Hilfe einer oder

GQ9817/17 03

mehrerer nicht dargestellter Lichtquellen und Photozellen erfolgt. Die Flüssigkeit wird an einem Anschlußstutzen 4 abgeführt. Die Höhe der Kolonne beträgt z.B. 6m und ihre lichte Weite 0,3 m. Der Innendurchmesser des Aufsatzes 3 kann wesentlich kleiner, z.B. 0,1 m, sein.

Im oberen Teil der Extraktionskolonne ist gemäß den Fig. bis 3 ein Trichter 5 und eine mit Öffnungen versehene Platte an einem Stab 7 aufgehängt, der durch die Gummimuffe 2 hindurchgeht und mit einem Vibrator oder Schwinger 8 verbunden ist. Der Trichter 5 ist mit Hilfe von,bügeln 9 am Stab 7 befestigt.

Platte 6 und Trichter 5 werden gemeinsam vom Vibrator 8 in Schwingungen versetzt. Die Schwingungen übertragen sich auf die Flüssigkeit und pflanzen sich bis zu deren Spiegel fort. Die durch das Rohr 1 zugeführten Körner fallen durch die schwingende Flüssigkeit auf die Platte 6. Bereits während des Durchgangs durch die oberhalb der Platte befindliche Flüssigkeit wird ein Teil der Luftblasen von den Körnern abgetrennt. Der Trichter 5 leitet die Körner zur Mitte der Platte 6. Die Platte kann auch aus einem Siebgewebe bestehen. Unter dem Einfluß der schwingenden Platte β bewegen sich die Körner zum Rand der Platte, zwischen dem und der Wand der Kolonne sich ein ausreichend großer Spalt befindet. Die von der Platte fallenden Körner sind von Luftbläschen befreit, so daß der Extraktionsprozeß ungestört verläuft.

Die Öffnungen in der Platte 6 sind sowohl dann sinnvoll, wenn der Anschlußstutzen 4 höher als auch dann, wenn er tiefer als die Platte 6 angeordnet ist. Im ersteren Fall ergibt sich bei einer öffnungslosen Platte eine konstante Aufwärtsströmung im Spalt zwischen Platte und Kolonnenwandung, wodurch ein Absinken der Körner in der Flüssigkeit verhindert wird. Die Körner werden vielmehr von der abströmenden Flüssigkeit mitgerissen und gelangen in den Anschlußstutzen 4. Diese Erscheinung tritt Jedoch nicht ein,

009817/1703

wenn der Flüssigkeitsstrom seinen Weg im wesentlichen durch die Öffnungen in" der Platte nehmen kann und zwar so, daß die Aufwärtsströmung nirgends so groß ist, daß dadurch das Absinken der Körner verhindert wird.

Befindet sich der Anschlußstutzen 4 gemäß Pig. I unterhalt) der Platte, wird die Wirkungsweise der Vorrichtung ebenfalls beeinträchtigt, wenn die Platte keine Öffnungen aufweist, weil zumeist die Stärke der Flüssigkeitsströmung Schwankungen unterliegt und dadurch im Spalt verstärkte Strömungen entstehen. Die Körner haufen sich dann vorübergehend auf der Platte an. Sie werden zwar stets wieder abgeführt, jedoch werden die Luftb-läschen, nicht.in ausreichendem Maße entfernt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Auf einem Schwimmer 10 ist ein Trichter 11 befestigt, Im Inneren des Schwimmers befindet sich ein elektrisch angetriebener Vibrator 12, der durch ein biegsames elektrisches Kabel 13 an eine Stromquelle angeschlossen ist. Das Kabel ist durch ein Rohr 14 geführt, mit dessen Hilfe der Trichter am Schwimmer befestigt ist. Auf der Oberseite des Schwimmers 10 ist eine verschleißfeste Platte 15 angeordnet.

Der Schwimmer hat-den Vorteil, daß der Abstand zwischen der Platte 15 und der Plüssigkeitsoberflache auch dann konstant bleibt, wenn sich der Flüssigkeitsstand in der Kolonne ändert. Zweckmäßig ist der Auftrieb des Schwimmers so eingestellt, daß sich der Flüssigkeitsspiegel etwa auf halber Höhe des Trichters 11 befindet.

Q0 9817/TtG3

Claims (5)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Extrahieren von Körnern, die von oben her in eine Flüssigkeit eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens der obere Teil der Flüssigkeit in niederfrequente Schwingungen versetzt wird. ' .-·"'"■

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer eine Flüssigkeit enthaltenden Kolonne, dadurch gekennzeichnet ,daß in der Kolonne (3) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eine etwa waagerechte, mit einem Schwinger (8, 12) verbundene Platte (6, 15) angeordnet ist, zwischen deren Rand und der Wand der Kolonne (3) sich ein Spalt befindet, der breiter ist als der Durchmesser der Körner beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (6, 15) mit Öffnungen versehen ist, welche einen kleineren Querschnitt als die Körner aufweisen.

4. Vorrichtung naoh Anspruch 2 oder-5, dadurch- gekennze.ichnet, daß über der Platte (6, 15) ein Trichter (5, 11) angeordnet ist, dessen Auslauföffnung sich etwa über der Mitte der Platte befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Trichter (11), die Platte (15) und der Schwinger (12) eine Baueinheit bilden, die als Schwimmer ausgebildet ist.

147 d

37/33 0Ü9817/1703

L e e r s e i t e