DE19537303B4

DE19537303B4 - Device for homogenizing flowable substances

Info

Publication number: DE19537303B4
Application number: DE19537303A
Authority: DE
Inventors: Erwin Seefried
Original assignee: VAKUMIX RUEHR und HOMOGENISIER; Vakumix Ruehr- und Homogenisiertechnik AG
Current assignee: VAKUMIX RUEHR und HOMOGENISIER; Vakumix Ruehr- und Homogenisiertechnik AG
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2015-10-07
Also published as: DE59606576D1; DE19537303A1

Abstract

Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe, die aufweist:
– einen Behälter (1),
– wenigstens einen diesem Behälter (1) zugeordneten Homogenisator (2), mit einem Zulauf (21) für die Zuführung der Stoffe zum Homogenisator (2),
– einen Ablauf (22) aus dem Homogenisator (2),
– eine absperrbare erste Verbindung (6) zwischen dem Ablauf (22) und dem Behälter (1), mittels der die Stoffe aus dem Ablauf (22) in einen vom Homogenisator (2) beabstandeten Bereich des Behälters (1) rückführbar sind,
– eine zweite Verbindung (24) zwischen dem Ablauf (22) und dem Behälter (1), mittels der die Stoffe aus dem Ablauf (22) in einen Bereich des Behälters (1) rückführbar sind, der einen geringeren Abstand vom Homogenisator (2) aufweist als der Bereich, in dem die erste Verbindung (6) in den Behälter (1) mündet,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verbindung (24) eine Verschließeinrichtung (25, 26) aufweist, die beim Überschreiten eines vorbestimmten Drucks im...Device for homogenizing flowable substances, comprising:
A container (1),
At least one homogenizer (2) associated with this container (1), with an inlet (21) for feeding the substances to the homogenizer (2),
A drain (22) from the homogenizer (2),
A closable first connection (6) between the outlet (22) and the container (1), by means of which the substances from the outlet (22) are traceable into a region of the container (1) which is at a distance from the homogenizer (2),
- A second connection (24) between the outlet (22) and the container (1), by means of which the substances from the outlet (22) in a region of the container (1) are traceable, a smaller distance from the homogenizer (2) than the region in which the first connection (6) opens into the container (1),
characterized in that the second connection (24) has a closing device (25, 26) which, when a predetermined pressure is exceeded in the ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Erfindung zum Homogenisieren fließfähiger, insbesondere flüssiger oder pastöser Stoffe, die aufweist:

– einen Behälter,
– wenigstens einen diesem Behälter zugeordneten Homogenisator, mit einem Zulauf für die Zuführung der Stoffe zum Homogenisator,
– einen Ablauf aus dem Homogenisator,
– eine absperrbare erste Verbindung zwischen dem Ablauf und dem Behälter, mittels der die Stoffe aus dem Ablauf in einen vom Homogenisator beabstandeten Bereich des Behälters rückführbar sind,
– eine zweite Verbindung zwischen dem Ablauf und dem Behälter, mittels der die Stoffe aus dem Ablauf in einen Bereich des Behälters zurückführbar sind, der einen geringeren Abstand vom Homogenisator aufweist als der Bereich, in dem die erste Verbindung in den Behälter mündet.

The invention relates to an invention for homogenizing flowable, in particular liquid or pasty substances, which comprises:

A container,
At least one homogenizer associated with this container, with an inlet for feeding the substances to the homogenizer,
A drain from the homogenizer,
A closable first connection between the outlet and the container, by means of which the substances from the outlet are traceable into a region of the container which is at a distance from the homogenizer,
- A second connection between the drain and the container, by means of which the substances from the drain are traceable in a region of the container having a smaller distance from the homogenizer than the region in which the first connection opens into the container.

Homogenisierungsmischer werden unter anderem in der pharmazeutischen, kosmetischen, chemischen und Nahrungsmittelindustrie zur Herstellung von Cremes, Salben, Pasten, Mayonnaisen und ähnlichen Produkten verwendet. Sie weisen einen Mischbehälter auf, bei dem üblicherweise am Behälterboden ein Homo genisator zum Homogenisieren und Umwälzen der Stoffe im Mischbehälter angeordnet ist. Der Homogenisator ist häufig als Rotor-Stator-Dispergiermaschine ausgebildet, kann aber auch ein Umwälzrührwerk zum Erzielen einer besseren Pumpwirkung sein.homogenizing are used inter alia in the pharmaceutical, cosmetic, chemical and food industry for the production of creams, ointments, Pastes, mayonnaises and the like Used products. They have a mixing container, in which usually at the bottom of the container a Homo genisator for homogenizing and circulating the substances arranged in the mixing container is. The homogenizer is common designed as a rotor-stator dispersing machine, but can also be Circulating agitator for Achieving a better pumping action.

Es ist bereits bekannt, eine Homogenisiervorrichtung so auszubilden, daß die Rückführung des aus dem Ablauf des Homogenisators austretenden Guts in den Mischbehälter entweder in unmittelbarer Nähe des Homogenisators (üblicherweise am Behälterboden) oder über eine sogenannte Umlaufleitung in einem oberen Bereich des Mischbehälters erfolgt. Man spricht hier im ersten Fall von einer sogenannten Homogenisierung im Kessel bzw. Mischbehälter und im zweiten Fall von einer sogenannten Homogenisierung im Umlauf. Eine Homogenisierung im Kessel wird in der Regel dann vorgenommen, wenn flüssige oder niedrigviskose Produkte homogenisiert werden. Bei höherviskosen Produkten wird in der Regel im Umlauf homogenisiert, damit eine regelmäßige Umschichtung des gesamten Kesselinhalts stattfindet und ein sogenannter Produktkurzschluß über dem Zulauf des Homogenisators vermieden wird.It It is already known to form a homogenizer in such a way that the Repatriation of the the effluent of the homogenizer exiting Guts in the mixing vessel either close of the homogenizer (usually at the bottom of the container) or over a so-called circulation line takes place in an upper region of the mixing container. you speaks here in the first case of a so-called homogenization in the boiler or mixing container and in the second case of a so-called homogenization in circulation. A homogenization in the boiler is usually then made if liquid or low viscosity products are homogenized. For higher viscosity Products is usually homogenized in circulation, thus a regular redeployment the entire boiler contents takes place and a so-called product short over the Inlet of the homogenizer is avoided.

Aus DE 28 05 942 C2 ist eine gattungsgemäße Homogenisiervorrichtung bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist der Ablauf des Homogenisators über einen als Drosselöffnung ausgebildeten Ringspalt mit dem Boden des Mischbehälters verbunden. Bei niedrigviskosem Mischgut wird dieses durch diesen Drosselspalt in den Kessel zurückgeführt, es findet ein Homogenisieren im Kessel statt. Wenn das Mischgut im Laufe des Mischvorgangs höherviskos wird, kommt es durch die Reibung im Drosselspalt nach und nach zu einer Verstopfung dieses Spalts, in Folge des dann ansteigenden Drucks im Ablauf öffnet ein Sen sor die Umgehungsleitung, es findet jetzt ein Homogenisieren im Umlauf statt.Out DE 28 05 942 C2 is a generic homogenizer known. In this device, the flow of the homogenizer is connected via an annular gap designed as a throttle opening with the bottom of the mixing container. For low-viscosity mix, this is returned through this throttle gap in the boiler, there is a homogenization in the boiler instead. If the mix becomes higher viscosity in the course of the mixing process, it comes by the friction in the throttle gap gradually to a clogging of this gap, as a result of the then increasing pressure in the flow opens a Sen sor the bypass line, it now takes place a homogenization in circulation.

Diese bekannte Vorrichtung weist verschiedene Nachteile auf. Die in dem Drosselspalt auftretende Reibung erhöht den zum Homogenisieren erforderlichen Energiebedarf. Eine definierte Prozeßführung ist nicht möglich, vielmehr stellen sich die Betriebszustände Homogenisieren im Kessel bzw. Homogenisieren im Umlauf selbsttätig in Abhängigkeit von der Viskosität des Mischguts ein, zudem sind Übergangszustände möglich, in denen beide Homogenisierarten gleichzeitig stattfinden.These known device has various disadvantages. The in the Throttle gap occurring friction increases required for homogenization Energy demand. A defined process control is not possible, rather set the operating conditions Homogenizing in the boiler or homogenizing in circulation automatically depending on the viscosity In addition, transitional states are possible in where both Homogenisierarten take place simultaneously.

Eine in DE 35 19 854 C1 beschriebene Homogenisierungsvorrichtung trennt zwischen den Betriebszuständen Homogenisieren im Kessel einerseits und Homogenisieren im Umlauf andererseits durch eine aufwendige Konstruktion, bei der ein heb- und senkbarer Teller über der Ablauf-Ventilöffnung des Kessels angeordnet ist.An in DE 35 19 854 C1 described homogenizing separates between the operating conditions homogenization in the boiler on the one hand and homogenization in circulation on the other hand by a complex construction in which a raisable and lowerable plate is arranged above the drain valve opening of the boiler.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht oder in geringerem Maße aufweist.Of the Invention is the object of a device of the initially to create said type, which does not have the disadvantages mentioned or to a lesser extent having.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch, daß die zweite Verbindung eine Verschließeinrichtung aufweist, die beim Überschreiten eines vorbestimmten Drucks im Ablauf diese Verbindung freigibt und sie beim Unterschreiten eines vorbestimmten Drucks wieder schließt.The Invention solves this object with a device according to the preamble of the claim 1 in that the second connection has a closing device, the when crossing a predetermined pressure in the flow releases this connection and it closes when falling below a predetermined pressure again.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:
Während des Betriebs des Homogenisators wird das Mischgut in den Ablauf gefördert. Wenn die absperrbare erste Verbindung geschlossen ist, steigt der Druck im Ablauf so lange an, bis ein vorbestimmter Druck überschritten ist und die Verschließeinrichtung die zweite Verbindung, die auf kurzem Wege in den Behälter zurückführt, freigibt. Es findet dann das sogenannte Homogenisieren im Kessel statt. Die zweite Verbindung wird in der Regel im Behälterboden münden, sie kann jedoch auch in anderen Bereichen des Behälters münden, die sich in der Nähe des Homogenisatorzulaufs befinden.The operation of the device according to the invention is as follows:
During operation of the homogenizer, the mix is conveyed into the drain. When the lockable first connection is closed, the pressure in the outlet increases until a predetermined pressure is exceeded and the closing device releases the second connection, which leads back to the container in a short path. There is then the so-called homogenization in the boiler instead. The second compound will usually open in the container bottom, but it may also open in other areas of the container, which are located near the Homogenisatorzulaufs.

Wird die absperrbare erste Verbindung geöffnet, kann das Mischgut durch diese erste Verbindung in den vom Homogenisator beabstandeten Bereich des Behälters zurückgeführt werden. Der Druck im Ablauf sinkt infolgedessen unter einen vorbestimmten Druck, so daß die Verschließeinrichtung die zweite Verbindung wieder schließt. Es findet jetzt das sogenannte Homogenisieren im Umlauf statt. Erfindungsgemäß ist es somit möglich, durch einfaches Öffnen oder Schließen der Absperrung der ersten Verbindung definierte Betriebszustände der Homogenisiervorrichtung herzustellen, so daß eine exakte Prozeßführung möglich ist. Da das Öffnen bzw. Schließen der Absperrung in der Regel einen verhältnismäßig großen Druckabfall bzw. -anstieg im Homogenisatorablauf bewirkt, stellt sich stets ein definierter Betriebszustand der Vorrichtung ein, bei dem entweder über die erste oder über die zweite Verbindung das Mischgut umgewälzt wird.Becomes the lockable first compound opened, the mix can through this first connection in the area of the homogenizer spaced from the container to be led back. As a result, the pressure in the drain falls below a predetermined one Pressure, so that the closing the second connection closes again. It now finds the so-called Homogenizing in circulation instead. According to the invention, it is thus possible by easy opening or close the blocking of the first connection defined operating conditions of Homogenizing produce, so that an exact process control is possible. Because the opening or Close the shut-off usually a relatively large pressure drop or increase effected in the Homogenisatorablauf, always presents a defined Operating state of the device, in which either via the first or over the second compound is circulated the mix.

Der Querschnitt der zweiten Verbindung wird im Rahmen der Erfindung zweckmäßigerweise so gewählt, daß auch bei verhältnismäßig hoher Produktviskosität das Produkt mit verhältnismäßig geringen Reibungsverlusten durch diese zweite Verbindung hindurchströmen kann. Die im Stand der Technik auftretenden Reibungsverluste im Drosselspalt werden so vermieden. Druckverluste beim Durchtritt durch die zweite Verbindung treten nur in geringem Maße auf.Of the Cross-section of the second connection is within the scope of the invention expediently chosen so that too at relatively high product viscosity the product with relatively low Friction losses can flow through this second connection. The occurring in the prior art friction losses in the throttle gap so avoided. Pressure losses when passing through the second connection occur only to a small extent on.

Die Verschließeinrichtung kann beispielsweise ein Ventil sein, das von einem im Ablauf angeordneten Drucksensor gesteuert wird. Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung jedoch, daß die Verschließeinrichtung von einer Fremdkraft beaufschlagt in die Schließstellung vorgespannt wird. Diese Fremdkraft ist bevorzugt eine Federkraft. Bei einem Druckanstieg im Ablauf wird dann die Verschließeinrichtung gegen die Federkraft in ihre Öffnungsstellung gedrückt.The closing For example, it may be a valve arranged by one in the drain Pressure sensor is controlled. Preferred is within the scope of the invention however, that the closing biased by a foreign force is biased in the closed position. This external force is preferably a spring force. At a pressure increase in the process then the closing device against the spring force in their open position pressed.

Verschiedene Ausbildungen der zweiten Verbindung sind denkbar. In der Regel wird die zweite Verbindung den Ablauf des Homogenisators mit dem Behälterboden verbinden. Vorteilhafterweise wird dabei vermieden, daß die zweite Verbindung im Behälter im Bereich des Zulaufs des Homogenisators mündet und dadurch den Einstrom in den Homogenisator stört. Die zweite Verbindung kann beispielsweise als eine oder mehrere das Homogenisatorgehäuse und/oder den Stator des Homogenisators durchsetzende Bohrung bzw. Bohrungen ausgebildet sein, die sich bevorzugt axial (parallel zur Drehachse des Homogenisators) erstrecken und die jeweils zugehörige Verschließeinrichtungen aufweisen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, die zweite Verbindung als den Ablauf mit dem Behälterinnern verbindenden Ringkanal auszubilden. Beispielsweise kann dieser Ringkanal zwischen dem Gehäuse des Homogenisators und dem Stator bzw. der Statorabdeckung ausgebildet sein. Die Weite des Ringkanals wird vorzugsweise so bemessen, daß ein reibungs- und druckverlustarmer Durchtritt auch von verhältnismäßig hochviskosen Mischgut möglich ist. Der Ringkanal mündet bei der genannten bevorzugten Ausbildung zwischen Homogenisatorgehäuse und Statorabdeckung im Bereich des Außenumfangs des Homogenisators in den Behälterboden, die Rückführung des Mischguts in den Behälter in diesen Bereich stört den Einstrom in den Homogenisator nicht.Various Training the second connection are conceivable. Usually will the second connection the flow of the homogenizer with the container bottom connect. Advantageously, it is avoided that the second Connection in the tank in the region of the inlet of the homogenizer opens and thereby the inflow interferes with the homogenizer. For example, the second connection may be one or more the homogenizer housing and / or the stator of the homogenizer passing through hole or holes be formed, which preferably axially (parallel to the axis of rotation of the homogenizer) and the respective associated closure devices exhibit. However, it is particularly preferred, the second compound as the drain with the tank interior form connecting annular channel. For example, this annular channel between the case of the homogenizer and the stator or the stator cover be. The width of the annular channel is preferably dimensioned so that a smooth and low pressure loss passage of relatively high viscosity mix is possible. The annular channel opens in the said preferred embodiment between Homogenisatorgehäuse and Stator cover in the area of the outer circumference of the homogenizer in the container bottom, the repatriation of the Mixture into the container interferes with this area the inflow into the homogenizer not.

Bei der genannten Ausführungsform ist die Verschließeinrichtung vorzugsweise als im Bereich der Mündung des Ringkanals in den Ablauf angeordneter Dichtring ausgebildet, der federbeaufschlagt in eine Schließstellung vorgespannt ist, in der er den Ringkanal gegenüber dem Ablauf verschließt, und der beim Überschreiten eines vorbestimmten Drucks im Ablauf gegen die Federkraft in eine Öffnungsstellung bewegbar ist, in der er den Ringkanal zum Ablauf hin öffnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist nach einem Schließen der Absperrung der ersten Verbindung und dem nachfolgenden Druckanstieg im Ablauf des Homogenisators ein gleichmäßiger Austritt von Mischgut in den Kessel über den gesamten Umfang des Ringkanals möglich, so daß der Behälterinhalt gleichmäßig durchmischt wird.at the said embodiment is the closing device preferably as in the region of the mouth of the annular channel in the Run arranged sealing ring formed, the spring-loaded in a closed position is biased, in which he closes the annular channel opposite the drain, and the when crossing a predetermined pressure in the process against the spring force in an open position is movable, in which he opens the annular channel to the drain. at this embodiment The invention is after closing the barrier of the first Connection and the subsequent increase in pressure in the course of the homogenizer a smooth exit from mix to the cauldron the entire circumference of the annular channel possible, so that the container contents evenly mixed becomes.

Die erste Verbindung ist in der Regel als Umlaufleitung ausgebildet, die im oberen Bereich des Behälters in diesen mündet. Mit Hilfe dieser Umlaufleitung ist es möglich, insbesondere höherviskose Produkte im Kessel umzuschichten und so sicherzustellen, daß auch bei diesen höherviskosen Produkten eine gleichmäßige Homogenisierung erfolgt.The first connection is usually designed as a circulation line, in the upper part of the container in this opens. With the help of this circulation line, it is possible, especially higher-viscosity products in the cauldron to make sure that even at this higher viscosity Products a uniform homogenization he follows.

Im Rahmen der Erfindung ist unter einem Homogenisator jede Einrichtung zu verstehen, die unter Einsatz von Bewegungsenergie eine Misch- und/oder Homogenisierwirkung erzielt. Der Homogenisator kann als Rotor-Stator-Dispergiermaschine ausgebildet sein, der die Bewegungsenergie des Rotors in erster Linie durch eine starke Verwirbelung in Dispergierwirkung umsetzt und so eine intensive Homogenisierung erzielt. Aufgrund dieser Verwirbelungen erzeugen diese Rotor-Stator-Dispergiermaschinen nur eine verhältnismäßig geringe Pumpwirkung, so daß hohe Antriebsenergien erforderlich sein können.in the Under the invention is under a homogenizer each device to understand the use of kinetic energy a mixed and / or Homogenizing effect achieved. The homogenizer can be designed as a rotor-stator dispersing machine be, by the kinetic energy of the rotor in the first place converts a strong turbulence in dispersing and so one achieved intensive homogenization. Because of this turbulence produce these rotor-stator dispersing machines only a relatively small one Pumping action, so that high Drive energies may be required.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, anstelle einer Rotor-Stator-Dispergiermaschine als Homogenisator ein sogenanntes Umwälzrührwerk zu verwenden, daß die Bewegungsenergie des Rotors in erster Linie in eine Pumpwirkung und damit in Bewegungsenergie des zu homogenisierenden Guts umsetzt und nur eine geringe Dispergierwirkung durch Verwirbelung hat. Zwischenstufen sind ebenfalls möglich, es ist beispielsweise denkbar, am Rotor einer Rotor-Stator-Dispergiermaschine Zusatzflügel anzubringen, um die Pumpwirkung zu verbessern, wie es für sich genommen aus DE 34 17 242 A1 bekannt ist. Auch die Verwendung eines aus EP 0 290 033 A1 bekannten Homogenisators ist denkbar.In the context of the invention, it is also possible to use a so-called Umwälzrührwerk as a homogenizer instead of a rotor-stator dispersing that the kinetic energy of the rotor primarily in a pumping action and thus in kinetic energy of the material to be homogenized and only a small dispersing effect through turbulence. Intermediates are also possible, it is conceivable, for example, to install additional blades on the rotor of a rotor-stator dispersing machine in order to improve the pumping action, as it is taken out of itself DE 34 17 242 A1 is known. Also, the use of one out EP 0 290 033 A1 known homogenizer is conceivable.

Die Verwendung eines Homogenisators mit höherer Pumpwirkung (Umwälzrührwerk) hat im Vergleich zu einer Rotor-Stator-Dispergiermaschine mit geringer Pumpwirkung verschiedene Vorteile. Aufgrund der hohen Umpumpgeschwindigkeit des Umwälzrührwerks kann eine CIP-Reinigung der gesamten Vorrichtung ohne Zuhilfenahme von Zusatzpumpen durchgeführt werden. Die gute Pumpwirkung erlaubt das Abfördern des Guts aus der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung in einen zweiten Mischbehälter, während sowohl die erfindungsgemäße Mischvorrichtung als auch der zweite Mischbehälter unter vermindertem Druck bzw. Vakuum stehen. Wenn lediglich eine Rotor-Stator-Dispergiermaschine mit geringer Pumpwirkung vorhanden ist, kann es erforderlich sein, zum Unterstützen des Abförderns die Mischvorrichtung, aus der abgefördert werden soll, zu belüften. Dies wiederum kann zu unerwünschten Lufteinschlüssen in dem zu homogenisierenden Produkt führen.The Use of a homogenizer with higher pumping action (circulating agitator) has compared to a rotor-stator dispersing machine with a low pumping action different advantages. Due to the high pumping speed of the circulating agitator CIP can be used to clean the entire device without assistance carried out by additional pumps become. The good pumping action allows the discharge of the material from the mixing device according to the invention in a second mixing container, while both the mixing device according to the invention as well as the second mixing container below stand reduced pressure or vacuum. If only a rotor-stator dispersing machine with a low pumping action, it may be necessary to to support of conveying the mixing device, carried away from the is to be ventilated. This in turn can be undesirable air pockets in the product to be homogenized.

Die mögliche hohe Umwälzgeschwindigkeit beim Homogenisieren im Umlauf unter Verwendung eines Umwälzrührwerks macht es möglich, kleinere Pulvermengen in den Umlaufstrom einzusaugen und so dem zu homogenisierenden Gut zuzuführen.The possible high circulation speed at Homogenize in circulation using a recirculating agitator make it possible, suck smaller amounts of powder into the circulation stream and so the feed to be homogenized.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:One embodiment The invention will be explained below with reference to the drawings. In this demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 a schematic representation of a first embodiment of the device according to the invention;

2 einen Querschnitt durch einen Teil des Mischbehälters und den Homogenisator; 2 a cross section through a part of the mixing container and the homogenizer;

3 in einem vergrößerten Ausschnitt aus 2 einen teilweisen Querschnitt durch den als Rotor-Stator-Dispergiermaschine ausgebildeten Homogenisator; 3 in an enlarged section 2 a partial cross section through the designed as a rotor-stator dispersing homogenizer;

4 eine 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 4 a 1 corresponding representation of a second embodiment of the invention;

5 einen Querschnitt durch einen Teil des Mischbehälters und des Homogenisators dieser Ausführungsform; 5 a cross section through a part of the mixing container and the homogenizer of this embodiment;

6 in einem vergrößerten Ausschnitt aus 5 einen teilweisen Querschnitt durch den als Umwälzrührwerk ausgebildeten Homogenisator; 6 in an enlarged section 5 a partial cross section through the designed as a circulating agitator homogenizer;

7 einen Querschnitt durch Rotor und Stator dieser Ausführungsform senkrecht zur Rotationsachse. 7 a cross section through the rotor and stator of this embodiment perpendicular to the axis of rotation.

Zunächst wird die erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.First, the first embodiment will be described with reference to FIGS 1 to 3 described.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist grundsätzlich einen Mischbehälter 1 und einen von einem Antrieb 3 angetriebenen Homogenisator 2 auf. Die bei 4 in den Zulauf des Homogenisators eintretenden Produkte können aus dem Ablauf des Homogenisators entweder durch den unten noch näher zu beschreibenden Ringkanal zurück in den Kessel geführt werden (Homogenisieren im Kessel, durch die Pfeile bei 5 angedeutet), oder aber durch die externe Umlaufleitung 6 in den oberen Bereich des Mischbehälters 1 geführt werden, so daß das durch die Pfeile bei 7 angedeutete Homogenisieren im Umlauf stattfindet. Absperrventile 8, 9 dienen dem Öffnen bzw. Schließen der Umlaufleitung 6. Nach dem Abschluß des Homogenisierens kann das Produkt aus dem Mischbehälter 1 über das Absperrventil 10 in einen Ablaß abgefördert werden.The device according to the invention basically has a mixing container 1 and one of a drive 3 driven homogenizer 2 on. The at 4 In the inlet of the homogenizer entering products can be led out of the flow of the homogenizer either through the below to be described in detail ring channel back into the boiler (homogenization in the boiler, by the arrows at 5 indicated), or by the external circulation line 6 in the upper area of the mixing tank 1 be guided so that by the arrows at 7 indicated homogenization takes place in circulation. Shut-off valves 8th . 9 serve to open or close the circulation line 6 , After the completion of the homogenization, the product from the mixing container 1 over the shut-off valve 10 be discharged into a drain.

Der Aufbau des Homogenisators 2 ist in den 2 und 3 genauer zu erkennen. Der Antrieb 3 treibt über eine mit einer Nabe 12 versehene Welle 11 den mit dieser Welle 11 drehfest verbundenen Rotor 13 auf, der zwei nach unten weisende zueinander konzentrische Reihen von Rotorverzahnungen 14 und 15 aufweist. Mit dem Homogenisatorgehäuse 16 ist der Stator 17 verbunden, der zwei zueinander konzentrische Reihen von Statorverzahnungen 18, 19 aufweist. Eine mit dem Stator 17 verbundene Statorabdeckung 20 deckt den Rotor 13 an seinem Außenumfang ab und bildet gleichzeitig den mit 21 bezeichneten Zulauf des Homogenisators. Am Außenumfang des Homogenisatorgehäuses 16 ist ein zur Homogenisatorwelle konzentrischer Kanal 22 angeordnet, der den Ablauf des Homogenisators bildet. Wie in 2 zu erkennen ist, erweitert sich der Kanal 22 in axialer Richtung in der Drehrichtung des Rotors 13 bis hin zur Verbindung des Ablaufs 22 mit der Umlaufleitung 6. In Drehrichtung kurz hinter der Verbindung mit der Umlaufleitung 6 verengt sich die axiale Weite des Ablaufs 22 auf einem kurzen Umfangsabschnitt, diese Verendung bewirkt, daß ein großer Teil des in Umfangsrichtung durch den Ablauf 22 geförderten Mischguts in die Umlaufleitung 6 austritt, wenn das Absperrventil 8 sowie eines der Ventile 9 oder 10 geöffnet sind. Der genannte Übergang von dem Umfangsabschnitt große axiale Weite zu dem Umfangsabschnitt geringe axialer Weite des Ablaufs 22 ist in 2 bei 23 angedeutet.The structure of the homogenizer 2 is in the 2 and 3 to recognize more precisely. The drive 3 drives over one with a hub 12 provided shaft 11 the one with this wave 11 rotatably connected rotor 13 on, the two down-facing concentric rows of rotor teeth 14 and 15 having. With the homogenizer housing 16 is the stator 17 connected, the two mutually concentric rows of Statorverzahnungen 18 . 19 having. One with the stator 17 connected stator cover 20 covers the rotor 13 on its outer circumference and forms at the same time with 21 designated inlet of the homogenizer. On the outer circumference of the Homogenisatorgehäuses 16 is a concentric channel to the homogenizer shaft 22 arranged, which forms the flow of the homogenizer. As in 2 can be seen, the channel widens 22 in the axial direction in the direction of rotation of the rotor 13 to the connection of the process 22 with the circulation line 6 , In the direction of rotation just behind the connection with the circulation line 6 narrows the axial width of the process 22 on a short peripheral portion, this usage causes much of the circumferential flow through the drain 22 conveyed mixed material in the circulation line 6 exits when the shut-off valve 8th as well as one of the valves 9 or 10 are open. Said transition from the peripheral portion of large axial width to the peripheral portion of low axial width of the drain 22 is in 2 at 23 indicated.

Soweit bisher beschrieben, entspricht dieser Homogenisator einer üblichen Rotor-Stator-Dispergiermaschine des Standes der Technik. Erfindungsgemäß ist nun zwischen Homogenisatorgehäuse 16 und Statorabdeckung 20 ein Ringkanal 24 vorgesehen, der den Ablauf 22 mit dem Produktraum des Mischbehälters 1 verbindet. Ein von einer bei 25 angedeuteten Federeinrichtung vorgespannter Dichtring 26 dichtet den Ringkanal 24 statisch gegenüber dem Ablauf 22 ab. Er liegt abdichtend an einer abgeschrägten Fläche 27 des Homogenisatorgehäuses 16 an.As far as described so far, this homogenizer corresponds to a conventional rotor-stator dispersing machine of the prior art. According to the invention is now between Homogenisatorgehäuse 16 and stator cover 20 a ring channel 24 provided that the drain 22 with the product space of the mixing container 1 combines. One of one at 25 indicated spring device preloaded sealing ring 26 seals the ring channel 24 static against the process 22 from. It lies sealingly on a bevelled surface 27 of the homogenizer housing 16 at.

Beim Betrieb des Homogenisators 2 wird das im Behälter 1 enthaltene Gut über den Zulauf 21 dem Homogenisator 2 zugeführt. Durch die Rotation des Homogenisatorrotors wird das Produkt in bekannter Weise mit hohen Kräften (insbesondere Dispergier- und Scherkräften) beaufschlagt und durch die Statorverzahnungen 18, 19 in den konzentrisch zur Rotorwelle 11 angeordneten ringförmigen Ablaufkanal 22 gedrückt. Sofern das Ventil 8 der Umlaufleitung 6 geschlossen ist, steigt der Druck im Ablauf 22 so lange an, bis der Dichtring 26 entgegen der Kraft der Federeinrichtung 25 von seiner Sitzfläche 27 abgehoben wird, so daß das Produkt aus dem Ablauf 22 durch den Ringkanal 24 zurück in den Behälter 1 strömen kann. In diesem Betriebszustand findet das sogenannte Mischen im Kessel statt (Bezugszeichen 5 in 1).When operating the homogenizer 2 it will be in the container 1 included good about the feed 21 the homogenizer 2 fed. Due to the rotation of the homogenizer rotor, the product is subjected to high forces (in particular dispersing and shearing forces) in a known manner and by the stator toothings 18 . 19 in the concentric with the rotor shaft 11 arranged annular drainage channel 22 pressed. If the valve 8th the circulation line 6 is closed, the pressure in the process increases 22 until the sealing ring 26 against the force of the spring device 25 from his seat 27 is lifted off, so that the product from the drain 22 through the ring channel 24 back into the container 1 can flow. In this operating state, the so-called mixing takes place in the boiler (reference numeral 5 in 1 ).

Wenn die Ventile 8 und 9 geöffnet werden, kann das Produkt aus dem Ablauf 22 in die Umlaufleitung 6 austreten. Der Druck im Ablauf 22 sinkt so weit ab, daß die Federeinrichtung 25 den Dichtring 26 auf seine Sitzfläche 27 zurückdrückt und den Ringkanal 24 gegenüber dem Ablauf 22 verschließt. Das Produkt wird jetzt durch die Umlaufleitung 6 gepumpt, es findet das in 1 mit 7 angedeutete Homogenisieren im Umlauf statt.When the valves 8th and 9 can be opened, the product from the expiration 22 in the circulation line 6 escape. The pressure in the drain 22 decreases so far that the spring device 25 the sealing ring 26 on his seat 27 pushes back and the ring channel 24 opposite the process 22 closes. The product is now passing through the circulation line 6 pumped, it finds that in 1 With 7 indicated homogenization in circulation instead.

Nach dem Abschluß des Homogenisierens wird das Ventil 9 geschlossen und die Ventile 8 und 10 geöffnet, der Inhalt des Mischbehälters 1 wird dann von dem Homogenisator 2 in den Ablauf gefördert.After the completion of the homogenization, the valve becomes 9 closed and the valves 8th and 10 opened, the contents of the mixing container 1 is then from the homogenizer 2 promoted in the process.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den 4 bis 7 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht in weiten Teilen der ersten Ausführungsform, daher sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Insoweit wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Die Unterschiede zur ersten Ausführungsform liegen in der Ausbildung des Homogenisators als Umwälzrührwerk und in der Ausbildung und Führung der Umlaufleitung 6. Diese Unterschiede werden nachfolgend näher beschrieben.A second embodiment of the invention is in the 4 to 7 shown. This embodiment largely corresponds to the first embodiment, therefore, like parts are designated by like reference numerals. In that regard, reference is made to the description of the first embodiment. The differences from the first embodiment lie in the formation of the homogenizer as Umwälzrührwerk and in the design and management of the circulation line 6 , These differences are described in more detail below.

In den 6 und 7 ist zu erkennen, daß der Rotor 13 Förderschaufeln 34 aufweist, die in erster Linie zur Förderung des zu homogenisierenden Guts in den Ablauf 22 ausgebildet sind und, anders als bei der ersten Ausführungsform, nur eine verhältnismäßig geringe Scher- und Dispergierwirkung auf dieses Gut ausüben. Dementsprechend wird die Rotationsenergie des Rotors 13 in erster Linie in Bewegungsenergie des zu homogenisierenden Guts (Pumpwirkung) umgesetzt. Der Stator weist Leitflächen oder Schaufeln 35 auf, die zur Erzielung einer im wesentlichen laminaren Strömung des von den Förderschaufeln 34 geförderten Guts bestimmt sind. Diese Leitschaufeln 35 dienen also, anders als bei einer Rotor-Stator-Dispergiermaschine, nicht als Prallflächen zur Erzielung einer Dispergierwirkung.In the 6 and 7 it can be seen that the rotor 13 conveying blades 34 which primarily serves to promote the material to be homogenized in the process 22 are formed and, unlike the first embodiment, only a relatively low shear and dispersing effect on this good exercise. Accordingly, the rotational energy of the rotor 13 converted primarily into kinetic energy of the material to be homogenized (pumping action). The stator has fins or vanes 35 to achieve a substantially laminar flow of the of the conveyor blades 34 subsidized goods are determined. These vanes 35 Thus, unlike a rotor-stator dispersing machine, they do not serve as baffles for achieving a dispersing effect.

Der Homogenisator 2 dieser Ausführungsform erzielt somit eine wesentlich höhere Pumpleistung als die Rotor-Stator-Dispergiermaschine der ersten Ausführungsform. Angepaßt an diese höhere Pumpleistung ist auch die Umlaufleitung 6 anders ausgebildet (siehe 4 und 5). Aufgrund der erzielbaren hohen Umlaufgeschwindigkeit in der Umlaufleitung 6 kann über ein Ventil 29 Pulver in den Umlaufstrom eingesaugt werden und so mit dem Gut vermischt werden. Über ein Ventil 28 kann zusätzliche Flüssigkeit zugeführt werden. Im normalen Umlaufbetrieb ist das Ventil 30 geöffnet und die Ventile 31 und 32 geschlossen. Durch Schließen des Ventils 30 und Öffnen des Ventils 32 kann das homogenisierte Gut beispielsweise einem weiteren Mischbehälter zugeführt werden. Dies ist häufig dann erforderlich, wenn bei der Herstellung einer Emulsion die wässrige Phase und die Fettphase zunächst getrennt angemischt werden.The homogenizer 2 This embodiment thus achieves a significantly higher pumping power than the rotor-stator dispersing machine of the first embodiment. Adapted to this higher pumping capacity is also the circulation line 6 differently trained (see 4 and 5 ). Due to the achievable high circulation speed in the circulation line 6 can have a valve 29 Be sucked into the circulating stream powder and mixed with the good. About a valve 28 additional liquid can be supplied. In normal orbital operation is the valve 30 opened and the valves 31 and 32 closed. By closing the valve 30 and opening the valve 32 For example, the homogenised product can be supplied to another mixing container. This is often necessary if, in the preparation of an emulsion, the aqueous phase and the fatty phase are first mixed separately.

Die hohe Pumpwirkung des Homogenisators 2 ermöglicht ferner eine CIP-Reinigung (cleaning in place) der gesamten Anlage ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Pumpen. Zu diesem Zweck wird Reinigungsflüssigkeit in das System eingebracht und mittels des Homogenisators 2 durch die Umlaufleitung 6 gepumpt. Durch Öffnen des Ventils 31 kann die Reinigungsflüssigkeit mittels eines Sprühkopfs 33 im oberen Bereich des Behälters 1 versprüht werden und so die gesamte Innenfläche des Behälters 1 gleichmäßig benetzen. Die gesamten Rohrleitungswege können ebenfalls im Umlauf gespült werden.The high pumping effect of the homogenizer 2 also enables CIP (cleaning in place) cleaning of the entire system without the need for additional pumps. For this purpose, cleaning liquid is introduced into the system and by means of the homogenizer 2 through the circulation line 6 pumped. By opening the valve 31 can the cleaning fluid by means of a spray head 33 in the upper part of the container 1 be sprayed and so the entire inner surface of the container 1 evenly moisten. The entire pipeline routes can also be flushed in circulation.

Da auf gesonderte CIP-Anlagen und Pumpen verzichtet werden kann, ermöglicht diese Ausführungsform der Erfindung eine ganz erhebliche Kostenersparnis.There This makes it possible to dispense with separate CIP systems and pumps embodiment the invention a very significant cost savings.

Claims

Device for homogenizing flowable substances, comprising: - a container ( 1 ), - at least one container ( 1 ) th homogenizer ( 2 ), with a feed ( 21 ) for the supply of substances to the homogenizer ( 2 ), - a procedure ( 22 ) from the homogenizer ( 2 ), - a lockable first connection (6) between the sequence ( 22 ) and the container ( 1 ), by means of which the substances from the process ( 22 ) in one of the homogenizer ( 2 ) spaced portion of the container ( 1 ) are traceable, - a second connection ( 24 ) between the process ( 22 ) and the container ( 1 ), by means of which the substances from the process ( 22 ) into a region of the container ( 1 ) are traceable, a smaller distance from the homogenizer ( 2 ) than the region in which the first compound ( 6 ) in the container ( 1 ), characterized in that the second compound ( 24 ) a closing device ( 25 . 26 ) which, when a predetermined pressure in the sequence is exceeded ( 22 ) this compound ( 24 ) and closes them again when falling below a predetermined pressure.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the closing device ( 25 . 26 ) biased by a foreign force is biased in the closed position.

Device according to claim 2, characterized in that that these External force is a spring force.

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the second compound is referred to as the process ( 22 ) with the interior of the container ( 1 ) connecting ring channel ( 24 ) is trained.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the closing device as in the region of the mouth of the annular channel ( 24 ) in the process ( 22 ) arranged sealing ring ( 26 ) is formed, which is spring biased biased in a closed position in which he the annular channel ( 24 ) compared to the process ( 22 ), and when a predetermined pressure in the sequence is exceeded ( 22 ) is movable against the spring force in an open position, so that the annular channel ( 24 ) the end ( 22 ) opens.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first connection as a circulation line ( 6 ) formed in the upper region of the container ( 1 ) in this opens.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the homogenizer ( 2 ) is designed as a rotor-stator dispersing machine.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the homogenizer ( 2 ) is designed as Umrälzrührwerk.