DE2313626C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Auflösen eines pulverförmigen Stoffes in einer Flüssigkeit - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen Auflösen eines pulverförmigen Stoffes in einer FlüssigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Auflösen eines pulverfö.-migen Stoffes in einer
Flüssigkeit Eine für diesen Zweck ausgebildete Vorrichtung, dip die im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Merkmale aufweist, ist in der DE-PS 7 11 661 beschrieben und du/gestellt
Bei dieser bekannten Vorrichtung, bei der der pulverformige Stoff in einen Flüssigl ritsfilm 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 der 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 ein geschlossener rotierender Flüssigkeitsfilm aufrechterhalten werden
ί kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruchs t definierten Vorrichtung
diese dahingehend zu verbessern, daß· auch sehr schwer lösliche Stoffe selbst bei geringem oder
ίο schwankenden Durchsätzen in großtechnischem Maßstab
mit reproduzierbarer Zusammensetzung lösbar sein sollen.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkma-'en
des Patentanspruchs 1.
Dadurch, daß das Pulver mit der Flüssigkeit besprüht und zur flCssigkeitsfilmbedeckten Wandung mitgerissen
wird, ergibt sich der Vorteil, daß die e!jizelnen
Stoffpartikel während ihres Falles bereits von einem 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-
gen oder schwankenden Durchsätzen, so daß auch sehr schwer lösliche Stoffe in großtechnischem Maßstab mit
reproduzierbarer Zusammensetzung gelöst werden
können.
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 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 S und Schikanen 6, die eine regelmäßige
Verteilung 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
koaxial angeordne· ist und zur Flüssigkeitsbesprühung
dient.
Das Austrittsrohr 3 ist mit einer Pumpe 9 verbunden, die in eine Ausgangsleitung 10 fördert. Bei der
bevorzugten Ausführungsform besitzt die Vorrichtung
noch ein Mischrohr U, 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
denen jede mit einem Regulierschieber ausgestattet ist.
andere mit dem ringförmigen Überströmkanal 4 verbunden.
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
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 Materialfluß durchdringt. Die Flüssigkeit rieselt längs
der Innenwand der Kammer 1 herab und nimmt dabei den pulverförmigen Stoff mit und löst 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 mit der im Grund der Kammer 1 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, dtr durch das Mischrohr 11 und/oder durch den Oberströmkanal 4 zur Kammer 1
zurückkehrt, hängt von dem Produkt, der Konzentration
und der gewünschten Menge und dem Durchsatz ab. Wenn beispielsweise die Eingangs- und die
Ausgängsmenge gering sind, kann es notwendig sein, einen bedeutenden Teil der Lösung rezirk'. Heren 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 Pumpe 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 mil Flüssigkei-ο ten beispielsweise zu mischen.
Um einen Durchsatz von 5000 kg/h eingedämpfter Milch, die 25,9% Trockensubstanz enthält zu erhalten,
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 700C eingeführte
Gesamtwassermenge beträgt 3677,5 kg/h, von der 1250 kg/h durch die Sprühdüse 8 und 2427,5 kg/h durch
den ringförmigen Kanal 4 eingefüM werden. Außerdem injiziert man in das Austrittsrohr 3 Milchüpide
unter 400C mittels der Pumpe 13 entsprechend 395 kg/h. Von der Ausgangsmenge der Kammer 1 läßt
man wieder 2500 kg/h durch das Mischrohr 11 rezirkulieren.
Um einen Durchsatz von 5000 kg/h konzentrierter gezuckerter Milch mit 73,68% Fettstoff zu erhalten,
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 3543 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 (2)
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 Herabfließenlassen 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. Vorricb:jng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dap der Überströmkanal (4) Schikanen (6) für die Verteilung der Lösung über seinen Umfang
aufweist
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