DE2235986C3 - Verfahren zur Zerkleinerung von Stoffen bei tiefen Temperaturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung von Stoffen bei tiefen Temperaturen, bei dem die das Mahlgut umgebende Atmosphäre ionisiert wird.

Bei bekannten Verfahren dieser Art wird das Mahlgut mit Hilfe von tiefsiedenden Gasen, beispielsweise flüssigem Stickstoff bei etwa 70° K, stark unterkühlt, um eine Versprödung herbeizuführen, und anschließend in Zerkleinerungsvorrichtungen, wie Stiftmühlen, Prallmühlen oder Jetmühlen zerkleinert. Auf diese Weise werden z. B. Kunststoffe mit tiefkaltem Stickstoff »kaltgemahlen«. Dabei ist es von Vorteil, sehr langsam zu mahlen, damit z. B. thermoplastische Kunststoffe, wie Polyamid, infolge auftretender Mahlwärme nicht »schmieren«. Bei anderen Mahlgütern, wie Lebensmittel (Gewürze, Kaffee usw.), führt längeres Mahlen durch die genannte Mahlwärme zu Aromaverlusten.

Durch Reibung in trockener Atmosphäre polarisieren sich die Partikeln des Mahlgutes, laden sich elektrostatisch auf und infolge der gegenseitigen elektrostatischen Abstoßung prallen die Partikeln weniger zusammen und können sich nicht gegenseitig zerkleinern. Eine Verstärkung dieses Vorganges wird noch dadurch gefördert, daß bei tiefen Temperaturen, trockener Atmosphäre und nichtleitenden Stoffen die elektrostatische Aufladung nur sehr schlecht abgeleitet wird. Dieser elektrostatischen Aufladung wird bei bekannten Verfahren dadurch begegnet daß die Mahlatmosphäre mit einem Gammastrahler bei verschiedenen Strahlenstärken ionisiert wird. Dabei ist der Wirkungsgrad der Ionisation von der Art des Mahlgutes und von dem Sauerstoffgehalt der Mahlatmosphäre stark abhängig. Nach bisherigen Untersuchungsbereichen (»Aachener Blätter für Aufbereiten. Verkoker., Brikettieren«, 1961, Heft 2/2, S. 73) reicht die mittels Gammastrahlen erzielbare lonendichte im Mahlgut und der Mahlatmosphäre nicht aus, um ein Anbacken des Mahlgutes im Laufe des Mahlvorganges zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgab·: zugrunde, den Wirkungsgrad von Mahlverfahren in ionisierter Atmosphäre zu verbessern, ohne den Energieaufwand wesentlich zu steigern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Ionisator Sprühelektroden verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Ionisation der Mahlatmosphlire durch Sprühelektroden eine wesentlich höhere lonendichte erzielt werden kann, als durch die Strahlungsintensität, die mit den üblichen radioaktiven Substanzen erreicht werden kann. Damit kann dem Effekt der elektrostatischen Aufladung der Partikeln während des Mahlvorganges wirkungsvoller entgegengewirkt und ein Anbacken des Mahlgutes verhindert werden. Außerdem entfallen die bei einer Ionisation mit einem Gammastrahler notwendigen zusätzlichen Sicherheits- und Abschirmvorrichtungen, wie sie nach den Strahlenschutzbestimmungen bei der Verwendung von radioaktiven Substanzen vorhanden sein müssen.

Da die zur Ionisation nötige Energie verhältnismäßig gering bleibt und für den eigentlichen Mahlvorgang keine zusätzliche Energie aufgebracht werden muß, erhöht sich die Mehrleistung.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, bei einer Stiftmühle die Mahlstifte selbst als Sprühelektroden auszubilden. Die beiden parallelen Mahlscheiben wirken dabei als Kondensator,

so an den Spannung angelegt wird, während an den Enden der Mahlstifte einer Mahlscheibe Elektronen in die umgebende Atmosphäre austreten und diese ionisieren.

Ein Versuch nach obengenannter Ausführungsform hat gezeigt, daß es bei dem erfindungsgemäßen KaItmalverfahren nicht zum Anbacken des Mahlgutes kommt und die gestellte Aufgabe, den Wirkungsgrad von Mahlverfahren wesentlich zu verbessern, zufriedenstellend gelöst wird.
Die Erfindung wird an Hand eines in einer Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Stiftmühle, deren Scheiben 1 und 2 gegensinnig angetrieben werden. Durch den Mahlguteintritt 3 gelangt das Mahlgut zwischen die beiden

3S Scheiben 1 und 2, wird zerkleinert und verläßt durch Austritt 4 wieder die Mühle. An den Kontakten 5 und 6 sind die Mahlscheiben 1 und 2 über einen Spannungsregler 7 an einen Stromkreis 8 angeschlossen. Da nach dem Coulomb'schen Gesetz ungleiche Ladungen sich umso stärker anziehen, je geringer ihr Abstand ist, entsteht an den Mahlstiftenden infolge des Spitzeneffektes eine örtlich sehr hohe Feldstärke, so daß Elektronen austreten und elektrostatische Aufladung der Partikeln neutralisieren.

Ein Versuch, der mit einer Stiftmühle durchgeführt und bei dem als Mahlgut Polyamidgranulat verwendet wurde, bestätigte die erwartete Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die für eine Stundenleistung von 200 kg Polyamidgranulat ausgelegte Anlage benötigte für eine ausreichende Versprödung des Mahlgutes etwa 2,2 kg Stickstoff pro kg Granulat. Zur Ionisation der Partikeln wurden die als Sprühelektroden ausgebildeten Mahlstifte der beiden parallelen Mahlscheiben, deren relative Drehzahl 10 900 U/min betrug, benutzt. Die angelegte Spannung an den Mahlstiften betrug 50 kV, die Stromstärke 3 mA, was einer Leistung von 0,15 kW entspricht und damit hinsichtlich der Leistungsaufnahme des Mühlenmotors von 42 kW/h nur eine geringe Steigerung des gesamten Leistungsbedarfs bedeutet. Das Mahlgut fiel mit einem mittleren Korndurchmesser nach Rosin-Rammler - d' = 70 μ an, d. h., 63% des Gutes haben einen kleineren Korndurchmesser als 70 μ. Die Kornbreite lag etwa zwischen 5 μ und 200 μ.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zerkleinerung von Stoffen bei tiefen Temperaturen, bei dem die das Mahlgut umgebende Atmosphäre ionisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Ionisator Sprühelektroden verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Stiftmühle, dadurch gekennzeichnet, daß als Sprühelektroden die Mahlstifte der Stiftmühle benutzt werden.