DE19750042A1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines schüttfähigen Produktes mit einer Hüllschicht - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines schüttfähigen Produktes mit einer HüllschichtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und eine Einrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 7 zur Herstellung eines schüttfähigen Pro
duktes, welches aus je einem Kern mit mindestens einer
Hüllschicht besteht, wobei die Hüllschicht aus mindestens
einem pulverförmigen Ausgangsmaterial und einem flüssigen
Bindemittel aufgebaut wird.
Innerhalb der vorliegenden Erfindung werden die nachfol
gend genauer definierten Begriffe verwendet.
Als Produkt wird das im jeweiligen Anwendungsfall der
Erfindung beschichtete Erzeugnis verstanden. Das einzelne
Element aus der Vielzahl eines Produktes besteht aus je
einem Kern mit mindestens einer Hüllschicht. Dabei kann
das Produkt, bzw. die Hüllschicht, bereits fertig getrock
net sein oder je nach dem vorgesehenen technologischen
Schritt noch eine z. B. feuchte Hüllschicht aufweisen. Mit
Produkt wird stets die aktuelle Endstufe eines beschichte
ten Erzeugnisses in dem spezifischen technologischen
Prozeß bezeichnet.
Das Produkt kann grundsätzlich beliebiger Art sein, soweit
es möglich ist, dieses Produkt, wie auch die Kerne als
deren Ausgangsteile oder -elemente, in eine radial-peri
phere Umwälzung zu versetzen. Deshalb wird das Produkt
konkret auch als schüttfähiges Produkt bezeichnet.
Ein Kern ist das Element, welches im jeweiligen Anwen
dungsfall der Erfindung mit mindestens einer Hüllschicht
beschichtet werden soll.
Kerne können alle festen Partikel, Teile oder Elemente
sein, die von einem Rotor in eine radial-periphere Um
wälzung versetzt werden können, z. B. Granulate, Pellets,
Körner, Samenkörner, Tabletten, Pillen u.ä. Dabei sind die
Kerne in jedem Fall schüttfähige Güter.
Alle derartigen Kerne können sowohl homogen wie auch ein
Agglomerat oder ein bereits vorher mit einer oder mehreren
Schichten versehene Kerne sein.
Eine Hüllschicht ist eine Schicht, die mittels des erfin
dungsgemäßen Verfahrens bzw. in der erfindungsgemäßen
Einrichtung auf einem Kern aufgebaut oder abgeschieden
wird, derart daß der Kern weitgehend gleichmäßig von der
Hüllschicht umschlossen wird.
Die Hüllschicht kann aus einem Stoff bestehen oder aus
einem Gemisch mehrerer Stoffe aufgebaut werden. In jedem
Fall besteht sie aus einer Zusammenballung eines pulver
förmigen Ausgangsmaterials und einem flüssigen Bindemit
tel.
Das pulverförmige Ausgangsmaterial kann ein homogenes
Material oder ein Gemisch mehrerer Materialien sein. Viel
fach handelt es sich um einen neutralen Stoff, der le
diglich dazu dient, in Zusammenballung mit dem flüssigen
Bindemittel, den Kern zu umhüllen und dabei dem Produkt
eine möglichst gleichmäßige Form von gleicher Abmessung zu
geben. Das pulverförmige Ausgangsmaterial kann aber auch
für den vorgesehenen Einsatzzweck bestimmte Wirkstoffe
beinhalten.
Das flüssige Bindemittel dient vorrangig dazu, das pulver
förmige Ausgangsmaterial zu einer Zusammenballung zu
führen. Das Bindemittel kann sich dabei nach der Trocknung
verflüchtigen oder als neutral er wie auch als beliebiger
Wirkstoff innerhalb der Hüllschicht verbleiben.
Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und
Einrichtungen bekannt, bei denen Kerne beschichtet werden.
Dabei werden die Ausgangsstoffe innerhalb einer sich in
Rotation befindlichen Kammer umgewälzt und dabei nach dem
Schneeballprinzip eine Hüllschicht mit meist sphärischer
äußerer Form aufgebaut.
Überwiegend werden Rotorkammern verwendet, mit einer im
wesentlichen horizontalen Rotorachse, die auch leicht
schräg gelagert sein kann. Die Rotorkammern arbeiten mit
relativ geringer Drehzahl damit die Produkte an der Kam
merwand gut abrollen können. Die Produkte weisen eine
relativ gleichmäßige sphärische Form auf, jedoch ist die
Produktivität dieser Anlagen nur relativ gering.
Es sind auch Einrichtungen mit einer vertikalen Rotorachse
bekannt. Mittels eines Rotors, in Form einer Rotorscheibe,
werden dabei die Ausgangsmaterialien meist in eine radial
periphere Umwälzung versetzt, d. h. die Kerne werden
radial nach außen geschleudert. An der Wand der Rotorkam
mer kommt es dann zu einer Anhäufung und zwangsweise zu
einer Umwälzung, in der ein Teil der Kerne zum Zentrum des
Rotors zurückgedrückt werden. In diesen Umwälzprozeß
hinein werden der Ausgangsstoff und ein Bindemittel zur
Bildung einer Hüllschicht gegeben und es kommt zum Aufbau
der Hüllschicht um den Kern.
Die DE 33 34 543 A1 gibt eine Vorrichtung zum Granulieren
und Beschichten von pulverförmigen oder kornförmigen
Materialien an, bei der ein Rotor eine vertikale Rotor
achse aufweist. Zwischen dem Rotor und dem Gehäuse befin
det sich ein ringförmiger Schlitz, durch den eine Gass
trömung geführt wird. Die Materialien werden auf den
scheibenförmigen Rotor aufgegeben und durch Rotation
desselben in eine Umwälzung versetzt. Des weiteren sind
vorzugsweise eine Rühreinrichtung mit einer vertikalen
Achse zum Rühren der pulverförmigen und kornförmigen
Materialien sowie eine Aufbrechvorrichtung zum Aufbrechen
unerwünscht großer Teilchen oberhalb des Rotors vorgese
hen.
Derartige Verfahren und Einrichtungen werden praktisch nur
zum Granulieren eingesetzt, d. h. zur Ausbildung eines
homogenen Stoffes oder Stoffgemisches. Bei der Beschich
tung von Kernen besteht das Problem, daß der Aufbau der
Hüllschicht durch die unkontrollierte und von erheblichen
Druckkräften begleitete Umwälzung stark behindert wird
bzw. die bereits aufgebaute Hüllschicht durch die hohen
Druck- und Reibkräfte teilweise wieder zerstört und abge
baut wird.
Es sind auch Verfahren und Einrichtungen bekannt, die zum
Beschichten von Kernen mit einer Flüssigkeit oder Suspen
sion eingesetzt werden, z. B. zum Beizen von Saatgut.
Die DE 41 28 258 A1 gibt ein Verfahren zur gleichmäßigen
geschlossenen Beschichtung von Körnern, wie Samenkörner,
mit einem Rotorgranulator mit integrierter Fließbett-Trocknung
und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung an.
Als Beschichtung werden dabei gelöste oder suspendierte
Beschichtungsstoffe auf die Körner aufgebracht. Verfah
rensgemäß wird die vom laufenden Rotor umgewälzte Schüt
tung mit den gelösten oder suspendierten Beschichtungs
stoffen durch eine oder mehrere im freien Innenraum des
Stators angeordnete mit Druckluft unterstützte Düsen
besprüht, wobei durch den Ringspalt zwischen Rotor und
Stator Warmluft in den Raum mit der umgewälzten Schüttung
eingebracht wird. Die zugehörige Einrichtung gibt einen
Rotor an, dessen Querschnitt vom Zentrum in einem Winkel
bis zu 45° zur Ebene abfällt und am äußeren Umfang mit
einem Radius von etwa 10 bis 20% seines Durchmessers
aufwärts gewölbt ist bis zu einem Randwinkel von 45°.
Oberhalb des Rotors befindet sich im Stator, dem Umlenk
trichter, eine dünnwandige rotationssymmetrische Ringsieb- oder
Ringspaltfläche, die außen von einem Luftkanal um
schlossen ist.
Die EP 505 319 B1 beschreibt eine Einrichtung und ein
Verfahren zur Herstellung von Pellets durch Beschichtung
von Partikeln mit Pulver. Die Einrichtung gibt Zuführ
mittel zum Einführen von Flüssigkeit und Pulver in einen
Behälter an, in dem ein Rotor die zu beschichtenden Teil
chen trägt, wobei die Auslässe durch ein Einführungsorgan
begrenzt sind und eine gemeinsame Achse haben. Verfahrens
gemäß werden ein Flüssigkeitsauslaß und ein Pulverauslaß
verwendet, die in das Bett von sich bewegenden Teilchen
hineinragen.
Die DE 44 11 058 C2 gibt eine Vorrichtung zum Beschichten
von körnigem Gut, insbesondere zum Beschichten von Saatgut
mit Chemikalien wie Beizmittel an. Die Vorrichtung weist
eine konisch nach oben erweiterte Seitenwand eines hoch
tourig drehenden Mischzylinders auf, der um eine senk
rechte Achse drehbar ist. Die flüssigen Chemikalien werden
über eine Sprühvorrichtung auf das im Mischzylinder be
findliche körnige Gut aufgesprüht. Zur besseren Durch
mischung des körnigen Gutes in der Mischkammer sind an
einem Austragring oberhalb des Mischzylinders gebogene
Ableitflügel angeordnet, die das Gut umlenken und in den
konischen Mischzylinder nach unten zurück leiten. Dabei
sind die Ableitflügel derart ausgebildet, daß das körnige
Gut vom äußeren oberen Rand des Mischzylinders in das
Zentrum umgelenkt werden.
Die Lösungen nach dem Stand der Technik weisen in zwei
Gruppen einordenbare Mängel auf. Die zuerst erläuternden
Verfahren und Einrichtungen mit horizontaler Achse erzie
len Produkte mit guter Qualität, jedoch mit relativ gerin
ger Produktivität. Die zuletzt erläuterten Verfahren und
Einrichtungen mit vertikaler Achse erzielen zum Zwecke der
Beschichtung in Form des Beizens von Kernen eine relativ
hohe Produktivität. Sie sind bisher nicht ausreichend ge
eignet, Produkte aus Kernen und einer gleichmäßigen Hüll
schicht herzustellen, wenn die Hüllschicht aus einem pul
verförmigen Ausgangsmaterial und einem flüssigen Binde
mittel aufgebaut werden soll.
Die bekannten Verfahren mit einer vertikalen Rotorachse
beinhalten generell die Gefahr, daß die Produkte bzw. die
Kerne mit einer aufwachsenden Hüllschicht, welche minde
stens zeitweise eine weiche Oberfläche aufweisen, derart
durch Druck- und Reibungskräfte belastet werden, daß die
sich aufbauende Hüllschicht durch die hohen Stoßkräfte
wieder zerstört wird. Auch besteht die Gefahr, daß die
Bruchstücke von zerstörten Hüllschichten Granulate bilden,
die keinen Kern beinhalten. Ein einzelnes Produkt-Element
ohne Kern weist in der Regel auch nicht die vorgesehene
Wirkung auf, z. B. entsteht bei pilliertem Samen dadurch
bei der Aussaat eine Fehlstelle.
Der Erfindung liegt damit als Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren und eine Einrichtung zur hochproduktiven Herstel
lung schüttfähiger Produkte mit gleichmäßiger äußerer
Form, bestehend aus einem beliebigen schüttfähigen Kern
und mindestens einer Hüllschicht, anzugeben, wobei die
Hüllschicht aus mindestens einem pulverförmigen Ausgangs
material und einem flüssigen Bindemittel aufgebaut wird.
Die Erfindung löst die Aufgabe für das Verfahren durch die
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkma
le. Die Aufgabe für die Einrichtung wird durch die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6 genannten Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet und werden
nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten
Ausführung der Erfindung, einschließlich der Zeichnung,
näher dargestellt.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Kerne von
dem Rotor in eine radial-tangentiale Bewegungsrichtung
versetzt werden, die im äußeren Bereich des Rotors und in
der Nähe der Wandung der Rotorkammer in eine vertikal-
tangentiale Richtung verändert wird.
In der Folge verlassen die Kerne den Wirkbereich des
Rotors mit einer kinetischen Energie, die ausreicht,
mittels statisch angeordneter Leitschaufeln zwangsweise
eine Richtungsänderung zu bewirken, indem die Kerne
schlag- und stoßfrei im wesentlichen umgelenkt und gleich
zeitig in zentrische Richtung verändert wird.
Die radial-tangentiale Bewegungsrichtung der Kerne ist
mindestens im radial äußeren Drittel des Rotors in einem
Winkel zwischen 10° und 80° zur Rotationsachse nach oben
geneigt, bis die Kerne an der Wand der Rotorkammer den
Rotor mit kinetischer Energie vertikal-tangential nach
oben verlassen.
Die Kerne werden insgesamt in eine spezifische intensive,
im wesentlichen stoßfreie Umwälzung versetzt, bei der die
auf den Kernen aufwachsenden Hüllschichten keinen nachtei
ligen Druck- und Stoßbelastungen ausgesetzt sind. Die
Kerne treffen insbesondere nicht unter einem Winkel auf
Einbauteile, z. B. Umwälz-Hindernisse oder Kanten, wie sie
nach dem Stand der Technik verwendet werden.
Die Kerne rollen intensiv und gleichmäßig an den Leit
schaufeln und gegeneinander ab, so daß sie im wesentlichen
allseitig gleichen Druckbelastungen ausgesetzt sind und
sich eine gleichmäßige Hüllschicht ausbildet.
In Abhängigkeit von der Dicke der Hüllschicht und der
Rollfähigkeit des Produktes kann es auch vorteilhaft sein,
die Leitschaufeln spezifisch zu variieren, damit die Kerne
entsprechend Ihrer Masse und Größe in eine vorteilhafte
Umwälzung versetzt werden. Z.B. können die Leitschaufeln
mit ihrer radialen Hauptachse gegenüber der Radialen des
Rotors im wesentlichen schräg angeordnet sein oder die
vertikalen Flächen der Leitschaufeln werden mindestens
teilweise zur Senkrechten geneigt angeordnet.
Der relativ komplizierte Bewegungsablauf wird am nachfol
genden Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Wesent
lich ist, daß der spezifische Bewegungsablauf Schläge und
Stöße nahezu vollständig vermeidet und die Kerne in großer
Homogenität allseitig relativ gleichen Druckbelastungen
ausgesetzt werden.
Der Aufbau der Hüllschicht erfolgt bei der Realisierung
der Erfindung in überraschend gleichmäßiger Form. Je nach
der Form der Kerne und die beabsichtigte Schichtdicke der
Hüllschicht weisen die Produkte eine sphärische oder eine
davon abweichende Form auf. Wenn z. B. längliche Kerne
beschichtet werden, dann wird das Produkt nur sphärisch,
wenn eine relativ dicke Hüllschicht aufgebracht wird. Wenn
das nicht gewünscht ist, dann wird bei geringerer Dicke
der Hüllschicht auch das Produkt noch eine längliche Form
aufweisen.
Die Zuführung des pulverförmigen Ausgangsmaterials und des
flüssigen Bindemittels erfolgt grundsätzlich in einem
abgestimmten Regime zu den in Umwälzung befindlichen
Kernen. Die Ausgangsmaterialien werden so dosiert, daß sie
sich unmittelbar nach der Zuführung direkt als Hüllschicht
auf den Kernen aufbauen. Das flüssige Bindemittel befeuch
tet die Kerne bzw. die Oberfläche der teilbeschichteten
Kerne und das pulverförmige Ausgangsmaterial haftet dann
auf dieser feuchten Oberfläche. Dadurch wird gesichert,
daß sich keine Agglomerate der Ausgangsmaterialien für die
Hüllschicht ohne einen Kern ausbilden können.
Grundsätzlich ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung
einen Betrieb als Chargenanlage, da das Aufbringen der
jeweiligen Hüllschicht eine gewisse Zeit lang die Wirkung
der spezifischen Umwälzung erfordert. Es ist aber auch
möglich, die Einrichtung als Intervall-Durchlaufanlage zu
betreiben. D.h. die Kerne sowie die Ausgangsstoffe für den
Aufbau der Hüllschicht werden in Intervallen der Rotorkam
mer zugeführt und nach entsprechender Prozeßdauer aus
dieser wieder ausgeschleust.
Zur Ausschleusung des Produktes aus der Beschichtungsein
richtung hat sich eine Lösung bewährt, bei der sich in der
Wand der Rotorkammer oberhalb des Rotors und vorzugsweise
innerhalb einer Leitschaufel, mindestens eine Klappe
befindet, die geeignet ist, daß die Produkte, bei geöff
neter Stellung der Klappe und bei drehendem Rotor, durch
die Fliehkräfte aus der Rotorkammer hinausbewegt werden.
Es ist beispielsweise auch möglich, daß das fertige Pro
dukt mit einem von oben in die Rotorkammer eingebrachten
Saugrohr abgesaugt wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß
in einfacher und schonender Weise sehr effektiv Hüll
schichten auf Kerne aufgebracht werden können. Die Hüll
schichten weisen dabei eine hohe Gleichmäßigkeit der
äußeren Form auf, die regelmäßig sphärische ist.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbei
spiel näher erläutert.
Die zugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine erfindungs
gemäße Einrichtung in einer schematischen Schnittdarstel
lung.
Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt oberhalb der
Leitschaufeln 11 gemäß Fig. 1.
Im Ausführungsbeispiel sollen Samenkörner von relativ
unterschiedlicher Größe und unterschiedlich ausgebildeter
Form mit einer Hüllschicht beschichtet werden. Die Samen
körner, im Beispiel als Kerne bezeichnet, können in äquiva
lenter Weise auch Güter der chemischen Industrie, der
Lebensmittel- oder Futtermittelindustrie, der Agrartech
nik, der Pharmazie o. a. Industriezweigen sein.
Die Forderungen gegenüber der Beschichtung werden im
wesentlichen davon bestimmt, daß die beschichteten Kerne
als Produkt in der Folge einzeln transportiert, behandelt
oder verpackt werden sollen. Das Problem besteht darin,
daß in der modernen Industrie dafür Hochleistungsmaschinen
eingesetzt werden, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten,
was wiederum eine hohe Gleichmäßigkeit der zu verarbeiten
den oder zu transportierenden Produkte erfordert.
Damit die Verpackungsmaschinen die Aufgabe erfüllen kön
nen, müssen alle einzelnen Produktelemente die gleiche,
vorzugsweise sphärische, Außengeometrie aufweisen, sonst
kann es passieren, daß sich das einzelne Produkt, der mit
einer Hüllschicht versehene Kern, in der Maschine ver
klemmt, wodurch Störungen verursacht werden können.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt.
Die Einrichtung besteht aus einer Rotorkammer 1 mit einem
unteren Gehäuse 2, in dem zentrisch in einer vertikalen
Rotorachse 3 ein teilweise kegelförmig ausgebildeter Rotor
4 angeordnet ist.
Der zentrische Teil des Rotors 4 ist mit einer zentrischen
Rotorhülse 23 abgedeckt. Der radial anschließende Ab
schnitt ist horizontal ausgebildet. Etwa in der Mitte des
Radius an der Kante 24 beginnt ein Kegelabschnitt 22.
Der obere Rand 5 des Rotors 4 reicht bis dicht an die
innere Wandung 6 des unteren Gehäuses 2 heran, so daß ein
Ringspalt gebildet wird. Im Beispiel ist der Rotor 4
höhenverstellbar ausgebildet und an der Wandung 6 ist
koaxial zur Rotorachse 3 ein kurzer Konus vorhanden. Damit
ist es möglich den Ringspalt zwischen Rotor 4 und Wandung
6 in der Breite zu variieren. Mittels der unterhalb des
Rotors 4 im unteren Gehäuse 2 einmündenden zwei Gasein
lässe 8 kann in die Rotorkammer 1 ein Gas oder spezifisch
ein Trockengas eingelassen werden, wobei die Strömungs
menge und Geschwindigkeit am beschriebenen Ringspalt
variiert werden kann.
Ein elektromotorischer Antrieb 7 für den Rotor 4 befindet
sich unterhalb des unteren Gehäuses 2.
Der obere Rand 5 des Rotors 4 und die obere Kante des
unteren Gehäuses 2 liegen im wesentlichen in einer Ebene
9. Unmittelbar oberhalb dieser Ebene 9 ist ein Leitschau
felring 10 angeordnet, wie er in Fig. 2 in Draufsicht
(Schnitt oberhalb der Leitschaufeln 11 gemäß Fig. 1)
näher dargestellt ist. Zur besseren Übersichtlichkeit sind
in Fig. 1 keine Leitschaufeln 11 dargestellt, sondern nur
in Fig. 2.
Oberhalb des Leitschaufelringes 10 befindet sich das obere
Gehäuse 12, welches die Rotorkammer 1 nach oben ab
schließt. Im oberen Gehäuse 12 befinden sich eine Zufüh
rungsöffnung 13 für die zu beschichtenden Kerne, eine
Zuführung 14 für ein trockenes Ausgangmaterial und eine
zentrische Zuführung 15 für ein flüssiges Bindemittel.
Im Beispiel sind (Fig. 2), bei einem Durchmesser des
Leitschaufelringes 10 von ca. 1500 mm, sechs Leitschaufeln
11 angeordnet. Die Leitschaufeln 11 haben etwa die Höhe
des Leitschaufelringes 10, wobei die äußere Kante 17
stufen- und kantenfrei an die innere Wandung 16 des
Leitschaufelringes 10 angeformt, d. h. in der praktischen
Ausführung angeschweißt und verschliffen, sind.
Die Leitschaufeln 11 weisen im Beispiel die Form eines
Segmentes einer Spirale auf, wobei die äußere Kante 17 der
polferne Punkt und die innere Kante 18 der polnahe Punkt
des Segmentes der Spirale sind. Als vorteilhaft hat es
sich erwiesen, wenn die vertikale Linie 19 etwa in der
Mitte der Leitschaufeln 11 eine leichte Schrägstellung
gegenüber der Lotrechten aufweist, derart daß die untere
Kante 20 der Leitschaufeln 11 in Drehrichtung des Rotors 4
weiter ausgeformt ist als die obere Kante 21.
Zum Zwecke der Ausschleusung des fertigen Produktes aus
der Rotorkammer 1 befindet sich in einer Leitschaufel 11
eine Ausschleusungsöffnung, die in der Verfahrenphase der
Beschichtung durch eine Klappe 25 kanten- und spaltfrei
verschlossen ist. Die Klappe 25 kann um den Drehpunkt 26
geschwenkt werden, wodurch die Ausschleusungsöffnung
freigegeben wird.
Die erfindungsgemäße Einrichtung soll nachfolgend unter
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Funktion
näher beschrieben werden.
Wie bereits erwähnt, sollen Kerne gleichmäßig mit einer
Hüllschicht beschichtet werden, so daß ein schüttfähiges
Produkt mit einer gleichmäßigen sphärischen äußeren Form
ausgebildet wird. Die Kerne, Samenkörner, sind grundsätz
lich beliebige schüttfähige Kerne und die Hüllschicht wird
aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial und einem flüs
sigen Bindemittel aufgebaut.
Die Einbringung der zu beschichtenden Kerne in die Rotor
kammer 1 erfolgt bei laufendem Rotor 4 im Ausführungsbei
spiel chargenweise über die Zuführungsöffnung 13. Unmit
telbar nach dem Auftreffen der Kerne auf dem Rotor 4
werden diese in eine radial-tangentiale und im äußeren
Rotorabschnitt zunehmend in eine vertikal-tangentiale
Bewegungrichtung versetzt.
Die Ausgangsstoffe zum Aufbau der Hüllschicht werden in
der Folge langsam und parallel in die Rotorkammer 1 den
Kernen zugeführt. Dabei wird über die beiden Zuführungen
14 im Ausführungsbeispiel pulverförmige Cellulose und über
die zentrische Zuführung 15 ein flüssige Methylcellulose
als Bindemittel eingebracht. Die Zuführungen 14 sind
schaufelartig ausgebildet, wodurch die pulverförmige
Cellulose linienartig oberhalb des Rotors 4 auf die sich
in Umwälzung befindlichen Kerne aufgebracht wird.
Die zentrische Zuführung 15 weist eine zentrisch rotieren
de Schleuderscheibe auf, die die als Bindemittel einge
setzte Methylcellulose kreisringförmig auf die Kerne
verteilt. Durch Veränderung der Drehzahl der Schleuder
scheibe, z. B. eine sinusförmige Drehzahländerung, kann
die praktische Auftrefffläche wesentlich vergrößert wer
den.
Unterhalb des Rotors 4 wird bereits vor dem Einbringen der
Kerne über die beiden Gaseinlässe 8 ein Trockengas einge
leitet, welches insbesondere die Aufgabe hat, den Rings
palt zwischen dem oberen Rand 5 des Rotors 4 und der
inneren Wandung 6 des unteren Gehäuses 2 von Hüllmaterial
freizuhalten, indem über diesen Spalt ein ständiger Luft
strom in den Raum über dem Rotor 4 strömt. Des weiteren
kann dieses Trockengas, auch neben hier nicht dargestell
ten weiteren Zuführungen, zur Trocknung oder Antrocknung
des Hüllmaterials benutzt werden.
Im Verfahrensablauf werden die Kerne, die vom Rotor 4 in
eine radial-tangentiale Bewegung versetzt werden, durch
den Kegelabschnitt 22 zusätzlich mit einer nach oben
gerichteten Bewegungs-Komponente überlagert. Im Beispiel
beginnt der Kegelabschnitt, etwa in der Hälfte des Durch
messers und ist zur vertikalen Rotorachse 3 um einen
Winkel α von 50° nach oben geneigt.
Die Drehzahl des Rotors 4 wird so gewählt, daß die Kerne
durch die kinetische Energie über den oberen Rand 5 des
Rotors 4 hinaus bis in den Leitschaufelring 10 bewegt
werden. Die Kerne bzw. die teilbeschichteten Kerne gelan
gen dabei in den Wirkbereich der Leitschaufeln 11 und
gleiten und rollen in der Folge schlag- und stoßfrei an
der inneren Oberfläche der Leitschaufeln 11 entlang, wobei
die vertikal-tangentiale Bewegungsrichtung der Kerne beim
Eintritt in den Wirkbereich der Leitschaufeln 11 im we
sentlichen umgelenkt und gleichzeitig mit einer zentri
schen Richtung überlagert wird. Nach dem Verlassen der
Leitschaufeln 11 gelangen die Kerne wieder in den Einfluß
des Rotors und der Kreislauf beginnt erneut.
Damit es in diesem Rotationsprozeß nicht zu Unterbrechun
gen kommt, ist es vorteilhaft in der Rotorachse eine
zentrische Rotorhülse 23 anzuordnen, deren Durchmesser so
bemessen wird, daß an dieser Stelle die Fliehkräfte, die
vom drehenden Rotor 4 auf die Kerne übertragen werden, in
jedem Fall größer sind als die Adhäsionskräfte der feuch
ten bereits aufgebauten Hüllschichten auf den Kernen
untereinander und zur Rotorhülse. Wenn die Rotorhülse 23
nicht vorhanden ist, kann die Rotationskraft im Zentrum
des Rotors 4 theoretisch den Wert Null haben und es kann
zum Zusammenbacken von teilbeschichteten Kernen kommen.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung in der spezi
fischen erfindungsgemäßen Einrichtung kommt es zu einer
außerordentlich gleichmäßigen, intensiven Umwälzung der
Kerne. Die Kerne wälzen sich an der Einrichtung aber auch
untereinander ab und es kommt zum Aufbau einer dichten und
gleichmäßigen Hüllschicht, wobei die Außenmaße aller
Produktelemente die gleiche Größe aufweisen. Entgegen der
Lösungen nach dem Stand der Technik kommen die Kerne im
gesamten Umwälzprozeß mit keinen Flächen oder Kanten von
Einbauteilen in eine Stoß- oder Schlagberührung.
Die Bewegung der Kerne variiert natürlich sehr stark, je
nachdem, ob die Kerne im unteren Bereich der Leitschaufeln
oder mehr im oberen Bereich umgewälzt werden. Der grund
sätzliche Bewegungsablauf bleibt jedoch stets der gleiche.
In der beschriebenen intensiven Umwälzung, bei der jeder
einzelne teilbeschichtete Kern an den Einrichtungsteilen
und an den benachbarten teilbeschichteten Kernen abrollt,
führt jeder einzelne eine Eigenbewegung aus, derart daß
nach dem Prinzip des kleinsten Volumens bei maximaler
Masse alle Produktelemente die gleichen Außenmaße auf
weisen. Größere Produktelemente werden wieder abgeschlif
fen und an kleineren wird Hüllmaterial aufgebaut.
Nach Erreichen der technologisch erforderlichen Parameter
wird die Zufuhr der Ausgangsstoffe beendet. Der Prozeß der
Umwälzung unter Einwirkung des Trockengases wird weiter
fortgesetzt, bis die Hüllschicht den erforderlichen Troc
kengrad aufweist.
Das Verfahren und die Einrichtungen können unter Anwendung
der Lösungen nach den jeweiligen Unteransprüchen noch in
einem relativ weiten Umfang variiert werden; insbesondere
die Hüllschicht kann an die technologischen Erfordernisse
angepaßt werden.
Die Erfindung kann auch ähnlich dem Ausführungsbeispiel in
umfassenderer Weise zum Aufbau mehrerer unterschiedlicher
Schichten gleicher oder verschiedener Art eingesetzt
werden. Die Art der Kerne sowie die Art und Struktur der
Hüllschicht können in weiten Bereichen variiert werden.
Beispielsweise können Tabletten mit mehreren funktionellen
Hüllschichten für unterschiedliche Zwecke und Ziele be
schichtet werden.
1
Rotorkammer
2
unteres Gehäuse
3
vertikale Rotorachse
4
Rotor
5
oberer Rand
6
innere Wandung
7
elektromotorischer Antrieb
8
Gaseinlaß
9
Ebene
10
Leitschaufelring
11
Leitschaufel
12
oberes Gehäuse
13
Zuführungsöffnung
14
Zuführung
15
zentrische Zuführung
16
innere Wandung
17
äußere Kante
18
innere Kante
19
vertikale Linie
20
untere Kante
21
obere Kante
22
Kegelabschnitt
23
zentrische Rotorhülse
24
innere Kante
25
Klappe
26
Drehpunkt
27
28
29
30
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung eines schüttfähigen Produk
tes, welches aus je einem Kern mit mindestens einer
Hüllschicht besteht, bei dem die Kerne innerhalb einer
Rotorkammer, in der ein Rotor mit vertikaler Rotor
achse angeordnet ist, durch den Rotor und zugeordnete
Leiteinrichtungen in eine Umwälzung versetzt werden
und die Hüllschicht aufgebracht wird, indem zur Bil
dung der Hüllschicht ein pulverförmiges Ausgangsmate
rial und ein flüssiges Bindemittel den Kernen zuge
führt werden, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Kerne mittels des Rotors in eine Umwälzung mit einer im wesentlichen radial-tangentialen Bewegungsrichtung versetzt werden, die mindestens im radial äußeren Drittel des Rotors in einem Winkel zwischen 10° und 80° zur Rotationsachse nach oben geneigt ist,
- - daß die Bewegungsrichtung der Kerne an der Wand der Rotorkammer und oberhalb des Rotors unter dem Einfluß der kinetischen Energie in eine im wesent lichen vertikal-tangentiale Richtung verändert wird,
- - daß oberhalb des Rotors mittels der Leiteinrich tungen die tangentiale Bewegungsrichtung der Kerne gleitend und schlagfrei im wesentlichen umgelenkt und gleichzeitig in eine zentrische Richtung ver ändert wird, derart daß die Kerne vom Rotor un abhängig eine Eigenbewegung ausführen, die durch Abrollen der Kerne an der Leiteinrichtung und untereinander gekennzeichnet ist, bis die Kerne durch den Einfluß der Schwerkraft wieder in den radial-tangentialen Wirkbereich des Rotor kommen und
- - daß während der Umwälzung der Kerne das pulver förmige Ausgangsmaterial und das flüssige Binde mittel zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fliehkraft der Kerne, mittels Begrenzung des Um
wälzraumes zum Zentrum des Rotors, stets größer ist
als die Adhäsionskräfte der Kerne bzw. der be
schichteten Kerne untereinander und zum Rotor.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das pulverförmige Ausgangsmaterial und das
flüssige Bindemittel den Kernen in der Menge und Zeit
einheit entsprechend dem technologischen Erfordernis
derart zugeführt werden, daß sich die Hüllschicht als
pastöse Schicht aufbaut und daß die Drehzahl des Ro
tors so bemessen wird, daß die Bewegungskräfte ein
weitgehend freies Abrollen der Kerne an den Einrich
tungsbauteilen und untereinander gestatten und keine
Deformierung der Hüllschicht erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß nacheinander mehrere unterschied
liche Schichten mit unterschiedlichen Ausgangsmateria
lien und/oder Bindemitteln aufgebracht werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die mit einer Hüllschicht teilbe
schichteten oder fertig beschichteten Kerne während
bzw. nach der Beschichtung mit einem Trocknungsgas
beaufschlagt werden.
6. Einrichtung zur Herstellung eines schüttfähigen Pro
duktes, welches aus je einem Kern mit mindestens einer
Hüllschicht besteht, wobei die Einrichtung eine Rotor
kammer aufweist, in der ein Rotor mit vertikaler Ro
torachse angeordnet ist und Leiteinrichtungen zur Um
wälzung der Kerne bzw. Produkte vorhanden sind, da
durch gekennzeichnet, daß
- - die obere Oberfläche des Rotors (4) mindestens im radial äußeren Drittel in einem Winkel zwischen 100 und 800 zur Rotatorachse (3) konisch nach außen und oben geneigt ist,
- - daß als Leiteinrichtungen Leitschaufeln (11) an der Innenwand der Rotorkammer (1) und unmittelbar oberhalb der Ebene (9) des oberen Randes (5) des Rotors (1) angeordnet und derart ausgebildet sind,
- - daß jede einzelne Leitschaufel (11) im Querschnitt zur Rotorachse im wesentlichen die Form eines Seg mentes eines Kreises oder einer Spirale aufweist, wobei das äußere Ende der Leitschaufel (11) in Drehrichtung des Rotors (4) gleichmäßig und stu fenlos aus dem Kreis der inneren Wandung (6) der Rotorkammer (1) heraustritt und das innere Ende etwa im mittleren Teil des Rotorradius liegt, derart
- - daß die umwälzenden Kerne, die unter dem Einfluß der kinetischen Energie den Rotor (4) verlassen an der Innenseite der Leitschaufel (11) abrollen und dabei ihre Bewegungsrichtung im wesentlichen um kehren und gleichzeitig in zentrische Richtung ändern.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikalen Flächen der Leitschaufeln (11)
mindestens teilweise geneigt sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß oberhalb des Rotors (4) in der Rotorkam
mer (1) mindestens eine Zuführung (14) für ein pul
verförmiges Ausgangsmaterials und mindestens eine
Zuführung (15) für ein flüssiges Bindemittel vorhanden
sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführungen (14, 15) für das pulverförmige
Ausgangsmaterial und/oder das Bindemittel derart ge
staltet sind, daß diese flächig auf die Kerne aufge
bracht werden können.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (4) und die Rotorkammer
(1) einen Ringspalt bilden, daß der Rotor (4) inner
halb der Rotorkammer (1) axial verschiebbar gelagert
ist und daß die Rotorkammer (1) im Bereich des oberen
Randes (5) des Rotors (4) einen Ring aufweist, derart
daß ein Gasstrom durch den Ringspalt bei einer ver
tikalen Verschiebung des Rotors variiert werden kann.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß in einer oder mehreren Leitschau
feln und in der Nähe der Wandung (4) der Rotorkammer
(1) eine verschließbare Öffnung vorhanden ist, durch
die bei geöffneter Stellung und bei drehendem Rotor
(2) die Produkte durch die Fliehkräfte aus der Rotor
kammer (1) hinausbewegt werden.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Saugrohr vorhanden ist, wel
ches von oben in den Innenraum eingebracht werden kann
und mit dem das fertige Produkt aus der Rotorkammer
abgesaugt werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19750042A DE19750042C2 (de) | 1997-06-07 | 1997-11-12 | Einrichtung und Verfahren zur Herstellung eines schüttfähigen Produktes mit einer Hüllschicht |
Applications Claiming Priority (2)
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Publication Number | Publication Date |
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DE19750042A1 true DE19750042A1 (de) | 1998-12-10 |
DE19750042C2 DE19750042C2 (de) | 1999-07-15 |
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ID=7848992
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D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: GLATT SYSTEMTECHNIK GMBH, 01277 DRESDEN, DE |
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