DE2313626B2

DE2313626B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Auflösen eines pulverförmigen Stoffes in einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2313626B2
Application number: DE2313626A
Authority: DE
Inventors: Willi Loeliger; Rudolf Schmied
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1972-03-22
Filing date: 1973-03-19
Publication date: 1980-05-08
Also published as: GB1407359A; FR2176744A1; DE2313626A1; CH549405A; NL171863B; US3816427A; NL7303642A; DE2313626C3; NL171863C; AR198972A1; FR2176744B1; PH11150A; ZA731710B; ES412871A1; MY7600275A; BR7302012D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Auslösen eines pulverförmigen Stoffes in einer Flüssigkeit Eine für diesen Zweck ausgebildete Vorrichtung, die die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist, ist in der DE-PS 7 11 661 beschrieben und dargestellt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung, bei der der pulverförmige Stoff in einen Flüssigkeitsfilm eingestreut wird, ist eine sich nach unten konisch verjüngende Kammer vorgesehen, die von ihrem oberen Rand her über einen seitlichen Zulauf mit der Flüssigkeit beschickt wird. Der Flüssigkeitsdurchsatz soll durch Verändern eines Durchtrittsspaltes einstellbar sein. Aus einem oberhalb der Kammer angeordneten Trichter fällt der zu lösende Stoff in den Flüssigkeitsfilm, und die Lösung sammelt sich in einem unter der Vorrichtung angeordneten Behälter. Diese Vorrichtung kann allenfalls dann funktionieren, wenn das flüssige Lösungsmittel aufgrund von hoher Oberflächenspannung am Auslaß des Trichters eine Blase bildet, denn der Auslaß des Trichters muß immer enger sein als die Austragöffnung für die Flüssigkeit. Läuft nun die Flüssigkeit längs der Wandung des Trichters bis zur unteren Kante und tropft von dort senkrecht ab, so fällt das Pulver ganz normal nach unten, und zwar getrennt von der Flüssigkeit. Es sind keinerlei Mittel vorgesehen, um die Flüssigkeit in einen konvergierenden Konus zu kanalisieren, der sich über die Unterkante hinaus fortsetzt. Läßt man jedoch soviel Flüssigkeit hindurchströmen, daß sie sich im Auslaß staut, so bildet sich auch kein Flüssigkeitsfilm mehr auf der Wandung.

Die Brauchbarkeit vier bekannten Vorrichtung dürfte in hohem Maße davon abhängen, mit welchem Flüssigkeitsdurchsatz gearbeitet wird, und darüber hinaus auch von dem angestrebten Mischungsverhältnis, wobei schlechter löslichen Stoffen niedrigere Konzentrationen der Lösung zuzuordnen sein dürften.

Ferner ist aus dem DE-GM 18 37 130 eine ähnlichen Zwecken dienende Vorrichtung bekannt, die jedoch im Prinzip ähnlich aufgebaut ist wie die aus der DE-PS 7 11 661 bekannte Vorrichtung, das heißt, daß auch dort die Stoffpartikel auf einen längs einer Rohrwandung strömenden Flüssigkeitsfilm aufgestreut werden, wobei bei geringem Durchsatz noch weniger eil« geschlossener rotierender Flüssigkeitsfüm aufrechterhalten werden ~> kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Vorrichtung diese dahingehend zu verbessern, daß auch sehr schwer lösliche Stoffe selbst bei geringen oder

κι schwankenden Durchsätzen in großtechnischem Maßstab mit reproduzierbarer Zusammensetzung lösbar sein sollen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkma-ί len des Patentanspruchs 1.

Dadurch, daß das Pulver mit der Flüssigkeit besprüht und zur flüssigkeitsfilmbedeckten Wandung mitgerissen wird, ergibt sich der Vorteil, daß die einzelnen Stoffpartikel während ihres Falles bereits von einem

.'ο Flüssigkeitsfilm umhüllt und dadurch am Verklumpen gehindert werden; die gesteuerte Rückführung der Lösung erlaubt die Einstellung der Konzentration unabhängig vom Gesamtdurchsatz sowie eine stabile Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsfilms auch bei gerin-

r> gen oder schwankenden Durchsätzen, so daß auch sehr schwer lösliche Stoffe in großtechnischem Maßstab mit reproduzierbarer Zusammensetzung gelöst werden könneil.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungs-

iii form des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert wird.

Die Vorrichtung besteht in der Hauptsache aus einer Kammer 1, die eine obere freie Öffnung 2 aufweist und in ihrem unteren Teil in ein Austrittsrohr 3 ausmündet.

i^r) Die obere Öffnung 2, deren Rand vorzugsweise gezahnt ausgebildet ist, wird von einem ringförmigen Überströmkanal 4 umrandet. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform besitzt dieser Kanal eine Tangentialspeisung 5 und Schikanen 6, die eine regelmäßige

■to Verveilung der Flüssigkeit über den Umfang gewährleisten. Die Kammer 1 ist außerdem mit einer zentralen Zuführleitung mit einer Stoffaustragöffnung 7 für den pulverförmigen Stoff sowie einer Flüssigkeitsdüse 8 ausgestattet, die in bezug auf die Stoffaustragöffnung 7

4^Γ· koaxial angeordnet ist und zur Flüssigkeitsbesprühung dient.

Das Austrittsrohr 3 ist mit einer Pumpe 9 verbunden, die in eine Ausgangsleitung Iu fördert. Bei der bevorzugten Ausführungsform besitzt die Vorrichtung

w noch ein Mischrohr 11, das in den unteren Teil der Kammer 1 ausmündet, und zwar unter dem Niveau der im Grund der Kammer 1 angesammelten Lösung.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweigen zwei Abzweigungen von der Ausgangsleitung 10 ab, von

v> denen jede mit einem Regulierschieber ausgestattet ist. Die eine Abzweigung ist mit dem Mischrohr 11 und die andere mit dem ringförmigen Überströmkanal 4 verbunden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein

w) Vorratsbehälter 12 und eine Pumpe 13 mit dem Austrittsrohr 3 verbunden. Fakultativ ist die Ausgangsleitung 10 mit einem Speicherbehälter verbunden.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Die Stoffaustragöffnung 7 läßt in die obere Öffnung 2 der

iv> Kammer den aufzulösenden pulverförmigen Stoff in die Flüssigkeit austreten. Letztere tritt unter einem Druck von 2,9 bis 9,8 bar aus der Flüssigkeitsdüse 8 aus und erzeugt dadurch einen konisch ausgebildeten Strahl mit

einem Spitzen-Winkel von 60 bis 120°. der den Materialnuß durchdringt Die Flüssigkeit rieselt längs der Innenwand der Kammer 1 herab und nimmt dabei den pulverförmigen Stoff mit und last ihn auf. Die Lösung sammelt sich dann im Grund des Behälters, bevor sie durch das Austrittsrohr 3 austritt- Angesaugt durch die Pumpe 9 wird die Lösung durch die Ausgangsleitung 10 abgefördert. Ein Teil der Lösung wird zum Mischrohr 1 abgezweigt und vereinigt sich wieder *nit der im Grund der Kammer f angesammelten Lösung, um ihre Turbulenz zu fördern.

Ein anderer Teil der Lösung wird zum Überströmkanal 4 abgezweigt, wo er den gezahnten Rand der oberen öffnung 2 überströmt und längs der Innenwand der Kammer 1 herabfließt.

Der Teil der Lösung, der durch das Mischrohr 11 und/oder durch den Überströmkanal 4 zur Kammer 1 zurückkehrt, hängt von dem Produkt, der Konzentration und der gewünschten Menge um' dem Durchsatz ab. Wenn beispielsweise die Eingangs- und die Ausgangsmenge gering sind, kann es notwendig sein, einen bedeutenden Teil der Lösung rezirkulieren zu lassen, um die Bildung eines homogenen Flüssigkeitsfilms längs der Innenwand der Kammer 2 zu gewährleisten. Wenn hingegen die Materialkonzentration gering ist und/oder der Durchsatz groß ist, ist die Abzweigung eines Teils der Lösung nicht notwendig. Im allgemeinen beträgt die Proportion von abgeleiteter und rezirkulierter Menge 50 bis 500% der Eingangsund Ausgangsmenge. Die Konzentration der festen Stoffe kann 75% betragen.

Die Temperatur der Bestandteile hängt von ihrer Natur ab. Am häufigsten wird die Flüssigkeit erhitzt, und der pulverförmige Stoff hat Umgebungstemperatur.

Das Fließen der Lösung in dünner Schicht hat unter anderem den Vorteil, daß der pulverförmige Stoff entgast und infolgedessen die Bildung von Schaum vermindert wird.

Der Behälter 12 und die Fumpe 13 gestatten gegebenenfalls, eine Flüssigkeit zu injizieren, wie etwa einen in der Lösung flüssigen Feststoff. Die Apparatur

'■ ist besonders für die Weiterbildung von Milch, ausgehend von Milchpulver, geeignet. Ihre Verwendung ist indessen nicht auf Nahrungsmittel beschränkt, sondern kann auch dazu dienen, chemische Produkte aufzulösen oder feinpulverige Produkte mit Flüssigkei-

K) ten beispielsweise zu mischen.

Beispiel 1

Um einen Durchsatz von 5000 kg/h eingedämpfter Milch, die 25,9% Trockensubstanz enthält, zu erhalten,

r> setzt man durch die zentrale Leitung 7 927,5 kg/h Pulver entrahmter Milch mit 97% Trockensubstanz bei 20⁰C ein. Die in die Vorrichtung unter 70° C eingeführte Gesamtwassermenge beträgt 3677,5 kg/h, von der 1250 kg/h durch die Sprühdüse 8 und 2427,5 kg/h durch

Λ» den ringförmigen Kanal 4 eingeführt werden. Außerdem injiziert man in das Austrittsrohr 3 Milchlipide unter 4O⁰C mittels der Pumpe 13 entsprechend 395 kg/h. Von der Ausgangsmenge der Kammer 1 läßt man wieder 2500 kg/h durch das Mischrohr 11

_'^r> rezirkulieren.

Beispiel 2

Um einen Durchsatz von 5000 kg/h konzentrierter gezuckerter Milch mit 73,68% Fettstoff zu erhalten,

«ι führt man durch die zentrale Leitung einerseits 1135,0 kg/h Pulver entrahmter Milch und andererseits 2178,5 kg/h Zucker ein. Ebenso führt man 1332,0 kg/h Wasser durch die Düse 8 und 354,5 kg/h Milchlipide in das Austrittsrohr 3 zu. 2000 kg/h kehren durch den

(·"■ ringförmigen Kanal 4 und ebenso viel durch das Mischrohr 11 in die Kammer 1 wieder zurück.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Auflösen eines pulverförmigen Stoffes in einer Flüssigkeit mit einer Rieselaustragöffnung für den Stoff, einer unter der Stoffaustragöffnung angeordneten, oben offenen Kammer und mit einer Einrichtung zum Herabflie-Benlassen von Flüssigkeit in einem geschlossenen Film längs der vertikalen Wandung der Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu der Stoffaustragöffnung (7) und oberhalb der Kammer (1) eine Flüssigkeitsdüse (8) angeordnet ist, die einen konischen, auf die Kammerwandung gerichteten und die Stoffpartikel mitreißenden Flüssigkeitsstrahl erzeugt, und eine Einrichtung zum gesteuerten Rückführen der mittels eines Austrittsrohres (3) am Kammerboden abgezogenen Lösung in einen die obere freie Öffnung (2) der Kammer umschließenden Überströmkanal (4) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (4) Schikanen (6) für die Verteilung der Lösung über seinen Umfang aufweist