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Tsuneo Masuda Kawaguchi-shi / Japan und Yoshimori Nukaga Tokyo /
Japan Druckmahlverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung Gegenstand der Erfindung
ist ein unter hohem Druck durchgeführtes Mahiverfaliren und eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens, wobei die Materialien mittels eines Hochgeschwindigkeits-Mahlprozesses
auf eine gewünschte Partikelgröße pulverisiert werden und dann derart bis zu einer
ultraf einen Partikelgröße zermahlen werden, daß die erhaltenen ultrafeinen Partikel
selbst und gegebenenfalls anwesende andere Materialien durch die bei dem Vermahlen
unter hohem Druck erzeugte physikalische Energie chemischen und physikalischen
Änderungen
unterworfen werden.
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Bei herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen werden die Materialien
durch den Spalt von zwei Mahlwerken geführt, die entweder einander vertikal überlappend
oder horizontal nebeneinander angeordnet sind; auf diese Weise können die Materialien
jedoch nicht zu ultrafeinen Partikeln von Mikrongröße zerkleinert werden, da der
Spalt die Erzeugung von hoher Energie, hohem Druck und hoher Temperatur verhindert.
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Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren, bei dem ein rotierendes
Mahlwerk gegen ein stationäres Mahlwerk gepreßt wird und mit ihm in Kontakt bleibt
und die Rotation konstant mit hoher Geschwindigkeit und Energie erfolgt, so daß
beträchtliche chemische Umsetzungen und physikalische Veränderungen bewirkt werden,
die man nicht mit- Hilfe von irgendwelchen konventionellen Vorrichtungen zur Durchführund
von chemischen Reaktionen bei hohen Tenperaturen und hohen Drucken erreichen könnte,
und zwar auch dann nicht, wenn man eine sehr lange Reaktionszeit in Kauf nimmt.
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Wie erwähnt,wird bei dem'unter hohem Druck erfolgenden Kontakt eines
stationären Mahlwerkes mit einem mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Mahlwerk
(1 200 Upm) theoretisch
eine hohe Energie bei hoher Temperatur,
hohem Druck und hoher elektrischer Spannung erzeugt, wie durch die folgenden Daten
veranschaulicht wird: 1. Auf die Kontaktoberflächen der Mahlwerke angewandter Druck;
351,357 - 544,50 at; 2. zwischen den Mahlwerken erzeuyte Wärme: 10,48 kcal. - 16,24
kcal.; 3. durch die Bewegung des rotierenden Mahlwerks erzeugte Scherkraft: 21 356
kg; 4. Rollreibung: 177,969 kg; 5. dynamische Spannung der Oberfläche; 1.872 x 1014
V; 6. statische Spannung der Oberfläche; 2.996 x 1011 V.
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Durch die wie oben beschrieben erzeugte Gesamtenergie werden-die
zuvor vermahlenen Materialien zu ultrafeinen Partikeln von Mikrongröße pulverisiert,
wobei die ultrafeinen-Partikel und etwa anwesende andere Materialien erheblichen
chemischen und physikalischen Änderungen unterworfen werden.
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Im folgenden wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen,
in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist.
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Es zeigen; Fig. 1 eine longitudinale Frontansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1; Fig. 3 einen teilweise
vergrößerten Schnitt von Fig. 1; und Fig. 4 einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung.
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In den Zeichnungen ist das gesamte Mahlwerk mit A, ein Maschinenrahmen
mit B und eine Antriebsmaschine mit C bezeichnet. Das Mahlwerk A weist ein zylindrisches
Gehäuse 1 auf. Das Gehäuse enthält eine Mahlkamner 3, die nach oben schüsselförmig
ausgewölbt ist und um den Umfang des oberen Teils eine ringförmige Vertiefung aufweist.
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An einem sich in die obere Mahlkammer 3 erstreckenden Teil einer
vertikalen Achse 5, die so angebracht ist, daß sie longitudinal durch das Zentrum
des gesamten Mahlwerkes A verläuft, ist horizontal ein rotierendes mahlwerk 7 angeordnet
und befestigt, das mit einer Trägerstruktur 6 für das rotierende Mahlwerk verbunden
und an ihm befestigt ist. An der Trägerstruktur für das rotierende Mahlwerk ist
ein Schaber 9 vorgesehen, der lose in die ausgesparten Vertiefungen 2 der Mahlkammer
eingepaßt ist. An einem stationären oder befestigten, dem rotierenden Mahlwerk 7
gegen überliegenden,Mahlwerk 8, das einen zu einem Einfüllstutzen 1o führenden Eingang
11 für das Material hat, ist an seinem Zentrum ein oberer Deckel 13 durch die Trägerstruktur
12 für das stationäre oder befestigte Mahlwerk angeordnet, wobei der ohere Deckel
13 so in das rotierende Mahlwerk eingepaßt ist, daß sich die Flächen der beiden
Mahiwerke gegenüberliegen. Ein oherer Teil der vertikalen Achse 5, an dem das rotierende
Mahlwerk 7 in einer sicheren Lage gehalten wird, ist in einem Zylinderlager gelagert,
das einem oberen zylindrischen Teil 14 des Lagers des gesamten Mahlwerks
A-
vertikal angepaßt ist, so daß es gleiten kann und darauf gesichert ist. Eine untere
Welle 16 einervertikalen Achse wird von einem Lager 18 an dem äußeren Umfang eines
unteren zylindrischen Teils 17 des Lagers des gesamten Mahlwerks gehalten, wobei
die Anordnung so getroffen ist, daß die Welle mit Nuten 19. auf einer inneren Oberfläche
einer rohrförmigen und zylindrischen Welle 20 in.Eingriff kommt und vertikal gehalten
wird, so daß sie gleiten kann. Eine Rolle 21 ist an der rohrförmigen und zylindrischen
Welle 20 angeordnet. Mit dieser Rolle 21 ist mittels eines Treibriemens eine Rolle
22 verbunden. Zur Übertragung einer Drehbewegung auf die vertikale Achse 5 durch
die rohrförmige und zylindrische Welle 20 ist eine Vorrichtung vorgesehen, die damit
auch die Drehbewegung für das Mahlwerk liefert. An einer Befestigungsvorrichtung
25 für Kolben, die an der vertikalen Achse 5 mittels eines Kugellagers 24 durch
eine Manschette 23< die zwischen den Enden der vertikalen Welle angebracht ist,
gehalten wird, sind die Zentren von zwei eine Hin-. und Herbeweguny ausführenden
Kolben 27, 27 drehbar angelenkt. Einer dieser Kolben wird von einer vertikalen Tragwelle
28.gehalten, um die Hübe der Kolben einstellbar zu machen. Gleichzeitig ist das
andere Ende der Kolben nachgiebig mit Hilfe einer starken Feder 29 (in der Zcichnung
ist ein Doppeltyp dargestellt) mit dem Maschinenrahmen B verbunden, um konstant
die vertikale Welle oder Achse 5 mit großer Energie nach oben zu drücken.
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Weiterhin ist eine Vorrishtung zur Ausübung eines Druckes auf das
rotierende Mahlwerk vorgesehen, um das rotierende Mahlwerk 7, das an dem oberen
Teil der vertikalen Welle oder Achse 5 angebracht und befestigt ist, aufgrund der
oben beschriebenen Wirkungsweise der Feder gegen das obere stationäre Mahlwerk zu
drücken.
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Wie oben erwähnt wurde, weist die Vorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung ein rotierendes Mahlwerk und eine Vorrichtung zur Ausübung eines Druckes
auf das rotierende -Mahlwerk auf, die derart ausgebildet sind, daß sich das rotierende
Mahlwerk drehen sowie einen konstanten und starken Druck auf das stationäre Mahlwerk
8 ausüben kann, um so das Material zwischen diesen beiden Mahlwerken mit Iiilfe
der zwischen ihnen auftretenden starken Druckkräfte, Scherkräfte und Reibung zu
zermahlen und während des Mahlvorgangs eine große Energie, wie z.B. hohe Temperatur,
hohen Druck und hohe Spannungrzu erzeugen.
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Sogar dann, wenn die Oberfläche des rotierenden Mahlwerks, die unter
dem Einfluß der großen Druckkraft der Feder 29 steht, abgenutzt ist, ist es nicht
nötig, den Raum zwischen den Mahlwerken zu regulieren, indem man z.B. einen Handgriff
dreht, da das untere rotierende Mahlwerk sich automatisch um die entsprechende Distanz
anhebt, um sich so einzustellen.
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Zusätzlich kann die Einstellung eines Handgriffs 30 des vertikalen
Stützkolbens 28 und die sich dadurch ergebende Änderung in der Lage des Drehpunktes
des hin- und hergehenden Kolbens 27 den Hub der vertikalen Welle 5 verändern und
damit die Druckkraft der Feder 29 einstellen oder regulieren.
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Falls ein fremdes Material (von ungewöhnlicher Härte) zwischen die
Mahlwerke gerät, bewegt sich das untere rotierende Mahlwerk gegen die Kraft der
Feder wirkungsvoll nach unten, und verhindert damit, daß das Mahlwerk zerbricht.
Dabei ergibt sich folgendes; Das rotierende Mahlwerk 7 wird mit großer Kraft gegen
das stationäre Mahlwerk 8 gedrückt; entsprechend dem konvetionellen Neigungssystem
wirkt die vertikale Komponente der Kraft P, die in Bezug auf die Aufprallkraft F
geneigt ist, sehr stark auf den Umfang des rotierenden Mahlwerks ein, so daß dieser
Teil dazu neigt, abgebrochen und zerstört zu werden. Wenn man dieses Neigungssystem
mit dem in Fig. 3 dargestellten horizontalen vertauscht, kann man deshalb die oben
beschriebene Gefahr beseitigen und leicht eine Kontaktoberfläche modifizieren (Füllung).
Diese Modifikation kann die Vergrößerung der Kontaktoberfläche verhindern und sicherstellen,
daß das rotierende Mahlwerk 7 an der vertikalen Welle 5 auf eine
solche
Weise unverrückbar befestigt bleibt, daß das rotierende Mahlwerk, das mit der Trägerstruktur
6 verbunden ist, fest mit einem Aufnahmeflansch 31 der vertikalen Welle 5 mittels
Bolzen 32 verbunden ist, wobei eine Anordnung 33 zur Ausübung eines Drucks auf das
Mahlwerk an dem Aufnahmeflansch angeordnet ist; die Anordnung ist sicher an einem
oberen Teil der vertikalen Achse der Welle mit Hilfe einer Schraube 34 hefestigt,
und eine Zuführungsrolle 36 mit mehreren, von ihr abstehenden Flügeln 35 ist daran
angebracht. Mit 37 ist ein Einstellungshandgriff für die Feder 29, mit 38 eine öltasse,
mit 39 ein Durchgang für das öl und mit 40 ein Durchgang bezeichnet, um öl an das
obere und untere Lager zu liefern.
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Bei einer Vorrichtung zum Mahlen unter hohem Druck mit einem Aufbau,
wie er oben beschrieben wurde, kommen die heiden Mahlwerke üblicherweise in sicheren
Kontakt miteinander, wodurch große Druckkräfte, Scherkräfte und Reibungskräfte auf
die Partikel der Materialien wirken können, die vorher auf eine geeignete Mahlgröße
pulverisiert wurden, so daß sie anschließend zu ultrafeinen Partikeln zermahlen
werden können; gleichzeitig erzeugt die Speicherung der Energie eine hohe Temperatur,
einen hohen Druck und eine hohe Spannung, wodurch die ultrafein zermahlenen Partikel
selbst und gegebenenfalls anwesende andere Materialien physikalischen und chemischen
Veränderungen unterworfen werden. Wenn eine auf eine Partikelgröße von o,M3117 bis
o,o232 mm (30 bis
50 mesh) vorvermahlene Kohle mit auf 30°C vorgewärmtem
Schweröl (heavy oil) vermischt und das Gemisch in der Mahlvorrichtung gemäß der
Erfindung zwischen den Mahlwerken vermahlen wird, so zeigt sich unter dem Elektronenmikroskop,
daß fast alle Partikel zu einer Größe von o,105 P vermahlen und durch die hohe Rotationsenergie
beim Mahlvorgang teilweise verflüssigt sind.
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Dieses verflüssigte-Material ist einen bei der Erdölaufbereitung
erhaltenen Asphalt vergleichbar. Dabei ist unter "teilweise verflüssigt" der Zustand
der Kohle zu verstehen,die hoch-polymerisierte Kohle und Asche (festes Material)
enthält. In der Vorrichtung und nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können aber
natürlich auch andere Materialien als Kohle, die den oben fur rohle beschriebenen
Reaktionen oder Wirkungen nicht unterliegen, beispielsweise Mineralien, Leder, Gummi,
Metalloxydpulver, anorganisches Material, Nahrungsmittel, Farhen, Pigmente usw.
zu ultrafeinen Partikeln vermahlen werden.
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Auch kann der erforderliche Druck in der Vorrichtung gemäß der Erfindung
hydraulisch ausgeübt Werden, wofür natürlich der Aufbau der Vorrichtung entsprechend
abgeändert werden muß.
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
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Beispiel 1 Synthetische Asphalterzeugung durch Behandlung von Kohle
Seit vielen Jahren.wird in vielen Ländern versucht, Rohmaterial für Asphalt durch
chemische Umsetzungen zu erzeugen. Bisher haben aber Versuche, Substitute für den
herkörnialichen Asphalt durch Umsetzen fein-pulverisierter Kohle, wie sie beispielsweise
in einer Strahlmühle erhalten werden kann, mit Zusätzen, wie herkömmlichem Asphalt,für
längere Zeit in einem großen Reaktor bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck
herzustellen, zu einem brauchbaren Ergebnis geführt.
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Nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung- rJem4ß der Erfindung
kann nun in einfacher, wirksamer und wirtschaftlicher Weise,ohne daß die den bekannten
Verfahren anhaftenden Schwierigkeiten auftreten, ein Asphalt erhalten werden, der
dem bei der Erdölaufbereitung erhaltenen vergleichbar ist.
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D.h. ein ausgezeichneter synthetischer Asphalt mit hervorragenden
Hochtemperatureigenschaften, überlegenen Tieftemperatureigenschaften und vielen
anderen erwünschten Eigenschaften kann erhalten werden, indem man eine zuvor in
irgendeiner Mahivorrichtung auf eine Partikelgröße
von 97 bis
590 P (30 bis 150 meshes) vermahlene Kohle mit einem Mineralöl, wie Schweröl, im
Verhältnis 1 : 1 vermischt, das Gemisch gewünschtenfalls auf eine Temperatur zwischen
30 und 7o0C erwärmt und es durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung führt, in der
durch den zwischen den Mahlwerken herrschenden hohen Druck, die erhöhte Temperatur
und die erzeugte elektrische Spannung eine hohe Energie erzeugt wird und das vermahlene
Material gleichzeitig einer Umsetzung, d.h. einer Polymerisation, unterliegt. Während
des Vermahlens und der Umsetzung können irgendwelche Zusätze zur Verbesserung der
Eigenschaften des Produktes, beispielsweise Gummi und dergleichen, zugesetzt werden.
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Beispiel 2 Synthetisches colloidales Heizöl aus Kohle Seit kurzem
wird für viele Zwecke handelsübliche Kohle, insbesondere grobkörniger Torf,mit Kohle
von geringem Heizwert, wie subbituminöser Kohle,Braunkohle oder Lignit, verwendet.
Beispielsweise kann ein synthetisches colloidales Heizöl leicht bei atmosphärischer
Temperatur erhalten werden, indem man unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der
Erfindung grobkörnigen Torf mit herkömmlichem
öl des Handels,
das verschiedene Schweröle und Rohöl enthält, vermischt.
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Feuch- Asche flüchtiges Kohlen- Gesamt- Heizwert tigkeit Material
stoff schwefel- kcal/kg (fixed gehalt (calorific carbon) value %) % % % % % Tagawa-
3 4 15 9 35 96 44 73 @ 56 6 42@ (6 40) kohle Jobankohle @,@ 24,@@ @@,@@ 29,@@ 1,@@
@ 000 (@,00) Ubekohle 1o,48 11,97 4o,o7 37,18 1,o9 5 78o (5,78) Die Kohle wurde
in einem herkömmlichen kontinuierlich arbeitenden Trockenwärmebrecher zu einer Partikelgröße
von 97 bis 297 bis 590 p zerstoßen. Um die grobkörnige pulverisierte Kohle so fließfähig
zu machen, daß sie gepumpt und umgefüllt werden konnte, wurden 40 kg davon in 60
kg Schweröl (C-grade) suspendiert und die so erhaltene Suspension wurde über den
Einfüllstutzen in die Vorrichtung gemäß der Erfindung eingebracht.
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Die in dem Schweröl dispergierte grobkörnige Kohle wird durch den
Druck, die Scherkraft und die Reibung zwischen den Mahlwerken einer derart hohen
Energie ausgeset2t, daß sie rasch zu ultrafeinen Teilchen mit einem Durchmesser
von etwa o,1 bis 3 P vermahlen wird und die Gesamtoberfläche der~Kohle rasch zunimmt,
und die hohe Oberflächenenergie der ultrafeinen
Partikel eine
Umsetzung der Kohle mit dem Schweröl beschleunigt, so daß eine sich nicht auftrennende
colloidale Lösung von Mizellen erhalten wird.
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Es sind schon verschiedene Verfahren zur Nutzung von Kohle entwickelt
worden.Oft a7urde versucht, eine verbesserte Strahlmühle zu verwenden, um die Zirkulation,
Pulverisierung und Uberführung durch ein Rohrleitungssystem zu bewirken. Auch das
Vermischen der pulverisierten Kohle mit Schweröl usw. ist bekannt, und es ist weiterhin
bekannt, das 61 in die Strahlmühle zurückzuführen. Jedoch können Kohlepartikel nicht
bis zu einer Größe unter 10 bis 25-im Mittel 15 », zerstoßen werden, so daß Zo bis
Go Volum-Prozent der Teilchen in dem colloidalen Heizöl innerhalb 2 bis 20 Tagen
nach der Herstellung ausfielen. Gegenüber diesen bekannten Verfahren besitzt das
Verfahren gemäß der Erfindung wesentliche Vorteile.
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Beispiel 3 Herstellung ultrafeiner Teilchen aus vulkanisiertem Gummi
Das folgende Beispiel veranschaulicht eine besonders bevorzugte Anwendung der vorliegenden
Erfindung.
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Mit fortschreitender Motorisierung wächst die Menge an bei Seite
geschafftem, vulkanisiertem Gummi.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Gummi weggeworfener Gummireifen
bei einer Temperatur unter Normaltemperatur innerhalb kurzer Zeit (5 bis 10 Minuten)
ultrafein pulverisiert werden.
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Dichte Dehnungs- Elasti- Deh- Schneiddichte zität nung festigkeit
(extension density) Weichgummi (Schwefel o,923 etwa 1o - 30 200 - 800 100 - 300
2 %) 17o Hartgummi etwa (Schwefel 1,173 200 10 - 30 200 - 800 100 - 300 32 %) Wärme-
spezifi- spezifi- elektrische leit- sche sches In- Leitfähigkeit fähig- Wärme duktionskeit
vermögen Weichgummi -8 (Schwefel o,oo34 o,48 2,68 '13 x le 2 %) Hartgummi (Schwefel
o,oo38 o,33 2,82 15 x lo 32 8) Wie die obigen Werte der chemischen und physikalischen
Eigenschaften zeigen, hat vulkanisierter Gummi eine sehr hohe
Elastizität
und hervorragende Schneidfestigkeit von 100 bis 300 kg/cm2. Wärmeleitfähigkeit und
elektrische Leitfähigkeit sind sehr gering. Daher wird die auf solchen Gummi angewandte
Energie in dem Material selbst zurückgehalten, wodurch sein Abbau beschleunigt wird
(von 80 bis loo bis 120 bis 22o0C). Um einen solchen Abbau des Abfallguitirni zu
verhindern, sind ihm schon 20 bis 30 % an feinpulverisierten anorganischen Salzen
mit erwünschter thermischer und elektrischer Leitfähigkeit zugesetzt worden. Bisher
konnten also weggeworfene Reifen nur dadurch einer neuen Verwendung zugeführt werden,
daß man sie in dem Raum zwischen mit Rillen versehenen Walzen unter einem Druck
von 300 bis 8oo PS (300 to 800 HP) verpreßte, wobei sie in grobe Partikel von etwa
o,o74 bis o,25 mm (Go bis 200 meshes) übergeführt wurden. Aus den rheologischen
Eigenschaften von vulkanisiertem Gummi kann geschlossen werden, daß Gummimoleküle
bei höheren Temperaturen eine regelmäßige Anordnung einnehmen, so daß der Gurmni
schrumpfen kann. Bei niedrigerer Temperatur geht diese Ordnung verloren, so daß
der Gummi sich ausdehnen und die Energie der Moleküle verschwinden kann. Diese Eigenschaften
von Gummi werden gemäß der Erfindung in der Weise genützt, daß eine kalte Flüssigkeit
mit einer Temperatur unter Zimmertemperatur verwendet wird, womit eine Ausdehnung
der feinen Partikel und eine Absorption der erzeugten hohen Energie bewirkt wird.
Die Pulverisierung von Gummi
zu ultrafeinen Partikeln kann also
beispielsweise in der Weise erzielt werden, daß man 20 kg Streifen aus Reifen von
vulkanisiertem Weichgummi von o,1, o,2 und o,3 cm2 auf eine Temperatur unter 11
0C kühlt, mit einer Kühlflüssigkeit (verschiedene Gefriergemische) in einer Menge
von etwa dem 1,5-, 2- und 4-fachen des Gewichtes des Gummimaterials vermischt und
das Gemisch dann in den Einfüllstutzen der Vorrichtung gemäß der Erfindung einbringt.
Dabei werden 19,88 kg fein-disperser vulkanisierter Gummi mit Partikeldurchmessern
von 5, 10, 18 und 20 », d.h. mit einer Größe von etwa 1/100 der Partikelgröße des
Rohmaterials, zusammen mit fein-dispersen Fasern, die in dem vulkanisiertem Reifen
zur Verbesserung seiner Zähigkeit anwesend waren, erhalten.
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Gefriergemisch Eis Temperatur kristallines CaCl2 58,8 41,2 - 54,9°C
NaCl 24,8 75,2 - 21,30C NH4Cl 20,0 80,0 - 15,40C In dem gemaß der Erfindung unter
Verwendung einer Kühlflüssigkeit erhaltenen ultrafein-dispersen Reifemna-Material
anwesende pulverisierte Fasern können durch Wasser ahgetrennt und getrocknet werden.
Die als Produkt erhaltenen pulverisierten Fasern können als in wirtschaftlicher
Weise
regeneriertes Gummipulver ohne Einkneten teurer Zusätze als vulkanisierter Gummi
wieder verwendet werden, d.h. sie stellen ein für viele Verwendungszwecke geeignetes
zähes Material hoher Elastizität dar.
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Beispiel 4 Herstellung von synthetischem Wasserkressepulver Wasserkresse
Nr. 1 Natürliche Wasserkresse Komponente Wasser Protein Fett Zucker Cellulose Asche
76,7 5,1 o,2 15,3 1,4 1,3 % Wasserkrcsse Nr. 2 Wasserkresserettich (water cress
radish) Komponente Wasser Protein Fett Zucker Cellulose Asche 94,4 1,2 o,o6 2,8
o,9 o,6 % Wasserkresse kommt gewöhnlich in Tälern vor und kann manchmal gezüchtet
werden. Das Hauptwachstumsgebiet von Wasserkresse sind Nagano und Shizuoka Pref.s.
Der Wurzelstengel kann als Nahrungsmittelzusatz verwendet werden. Der den scharfen
Geschmack besitzende Anteil enthält wie Senf Sinigrin (C1oH180roNS2K} oder Kaliummyronat.
Das Sinigrin
oder Kaliummyronat kann zu Glucose, Kaliumbisulfat
und Senföl (Isothioarylnitril, C3H5NCS) hydrolisiert werden.
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Der Wurzelstengel von Wasserkresse enthält 0,1 bis o,o5 % Senföl als
Fettbestandteil. Wasserkresse hat einen hesonderen Geruch und scharfen Geschmack
und kann als Gewürz für rlarinaden und Xraut verwendet werden. Sie hat eine stark
anregende und reizende Wirkung auf die menschliche Haut. Sie kann auch für medizinische
Zwecke verwendet werden, da sie konservierende und sterilisierende Wirkung hat.
Auch Blattstengel können verwendet werden. Die künstliche Erzeugung von Wasserkresse
war bisher sehr schwierig.Die Wasserkressen werden nur in einigen engen Tälern mit
fließendem klarem Wasser gezüchtet, so daß die Erzeugung von Wasserkresse nur in
geringen Mengen möglich und sehr kostspielig ist. Gemäß der Erfindung kann leicht
ein Wasserkresseersatz erhalten werden, indem man o,o6 % Sinigrin oder Senföl, die
in iCasserkresserettich enthalten sind und den scharfen Geschmack und Geruch von
Methylmercaptan verwendet.
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In einem Verfahren zur Erzeugung synthetischer Wasserkresse werden
getrocknete Streifen von Wasserkresserettich (Flocken), o,1 % blauer pulverisierter
Teerfarbstoff für Nahrungsmittel, 29 * Senf, 10,97 % pulverisierte Stärke vermischt
und das Gemisch wird bei konstanter Temperatur und Druck in die Vorrichtung gemäß
der Erfindung
eingebracht. Das in die Vorrichtung eingebrachte
Gemisch wird federverpreßt, auf eine Temperatur von 140 bis 200C erhitzt und dann
erneut verpreßt. Dadurch wird das Sinigrin des Wasserkresserettichs und Senfs hydrolisiert
und durch verschiedene chemische Umsetzungen wird Sinigrin in Senföl, Zucker in
Glucose und Stärke usw. bis zu löslicher Stärke und Dextrin umgewandelt. Das in
der Vorrichtung gemäß der Erfindung erhaltene colloidale synthetische Wasserkresseprodukt
wird so schnell wie möglich gekühlt und luftgetrocknet, so daß ein colloidales synthetisches'Wasserkresseprodukt
von scharfem Geruch erhalten wird.
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Beispiel 5 Herstellung von Schokolade Schokolade kann gemäß herkömmlichen
Verfahren wie folgt erhalten werden: Komponente Wasser Protein Theobromin Fett Zucker
5,58 14,13 1,55 5o,o9 13,91 Komponente Stärke Cellulose Asche 8,77 3,93 3,59
Kakaobohnen
werden 2 bis 7 Tage fermentiert, wobei sie durch die Fermentationswärme nach einem
Tag auf etwa 3o0C, nach zwei Tagen auf etwa 370C, nach drei Tagen auf etwa 57°C
usw. erwärmt werden. Die fermentierten Bohnen werden dann mit Wasser gewaschen und
getrocknet. Dann werden sie gesiebt (3 % Verlust),geröstet (5 % Verlust) und zerstoßen,
um die Schalen abzutrennen (12,3 % Verlust).
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Der Gesamtverlust beträgt etwa 20 t. Danach werden die Bohnen grob
vermahlen und Sprosse, Hüllblätter und Samen werden im Luftstrom abgetrennt. Aus
den so erhaltenen gereinigten Bohnen werden Kakaoprodukte in der Form von Rakaoflocken,
Kakaoklumpen oder Kakaopulver hergestellt.
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Zur Herstellung von Schokolade wird Kakao in einer der obigen Formen
in eine Mischvorrichtung aus Stahl eingebracht, die Vorrichtung wird erhitzt, um
den Fettgehalt des Kakaos zu schmelzen, und der Kakao wird in eine flüssige Masse
übergeführt.Dieser Masse werden verschiedene Zucker, Geschmacksstoffe und Gewürz
zugesetzt und sie wird gerührt, um eine chemische Umsetzung zu bewirken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Kakaopulver ohne Erhitzen bei
atmosphärischer Temperatur und unter atmosphärischen Druck in die Vorrichtung eingebracht.
Das Pulver wird durch die beim Vermahlen unter dem hohen Druck
erzeugte
Energie erhitzt, der Hauptanteil des enthaltenen Fetts wird geschmolzen, so daß
die ganze Masse verflüssigt wird und chemische Umsetzungen erfolgen. Dann werden
dem Rakaopulver etwa 5 % Zucker (sugar mustard), Vanille, Schalen vom japanischen
Judasbaum, Ticture und Kakaofett (Kakaobutter) zugesetzt, und Schokolade kann sehr
leicht in sehr kurzer Zeit erhalten werden.
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Im folgenden sind die Analysenwerte des Produktes denjenigen eines
herkömmlichen Produktes gegenübergestellt: Wasser Protein Theohromin Fett Weinsäure
(Koffein) Produkt 1,59 6,27 0,62 2,2o 1,36 herkomnliches 5,58 14,13 1,55 50,o9 Produkt
Zucker Stärke lösliches Cellulose Asche stickstofffreies Material Produkt 53,70
4,74 5,59 1,67 2526 herkömmliches 13,91 8,77 3,93 3,59 Produkt
Beispiel
6 Herstellung von Pulverkaffee Bei herkömmlichen Verfahren werden Kaffeebohnen zwischen
zwei Walzen verpreßt oder verquetscht, um das Sarkokarps der Bohnen abzuquetschen.
Der erhaltene Pergamentkaffee, der den Kaffeesamen enthält, wird mit oder ohne Wasser
fermentiert, wozu etwa 12 bis 18 Stunden bei erhöhter Temperatur (30 bis 45 0C)
und etwa 30 bis 40 tunden bei niedrigerer Temperatur (15 bis 250C) erforderlich
sind. Dann wird der Kaffee mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der getrocknete
Kaffee wird gesiebt, und die Teilchen werden geröstet. Während des Röstens entwickelt
der Kaffee seinen Geschmack und wird leicht pulverisierbar.Das Rösten muß sorgfältig
durchgeführt werden, damit der Kaffee gleichmäßig geröstet wird. Wenn der Kaffee
ungenügend geröstet wird, hat er einen unangenehmen Geschmack und kein Aroma und
ist nur schwer zu pulverisieren, während ein zu stark gerösteter Kaffee kohlenstoffhaltiges
Material enthält und verbrannt riecht. Ublicherweise erfolgt das Rösten des Kaffees
indem man ihn in einem zylindrischen Behalter aus starkem Maschendraht durch Verbrennen
von Noks oder Heizgas erhitzt.
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Das beste Aroma erhält der Kaffee, wenn er bei einer Temperatur
von
etwa 200°C geröstet wird. Nachdem der Kaffee bei der gewüns.chten Temperatur für
die gewünschte Zeit geröstet ist, muß er sofort gekühlt werden, damit er sein Aroma
nicht verliert.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung- kann der oben beschriebene
Röstprozeß fortgelassen werden. Der zu pulverisierende Pergamentkaffee wird grob
vermahlen und bei Raumtemperatur in die Vorrichtung gemäß der Erfindung eingeführt.
Durch die zwischven den .Mahlwerken erzeugte Energie wird der pulverisierte Kaffee
Einwirkunen unterworfen, die dem lösten gleichkommen. Auf diese Weise wird ein aus
ultrafeinen Teilchen bestehender Pulverkaffee erhalten. Temperatur und Druck können
durch Einstellen der Feder so einreguliert werden,daß die Mahlwerke mit bestimmtem
konstanten Druck gegeneinandergepreßt werden und der erhaltene Kaffee gleichbleibende
Qualität hat. Wenn das Vermahlen in derVorrichtung genäß der Erfindung beendet ist,
muß der vermahlene Kaffee so rasch wie möglich gekühlt werden,damit er sein Aroma
nicht verliert. Während des Röstens von Kaffee bei 200°C wird in dem Kaffee anwesender
Zucker zu klebrigem Karamell von schwärzlichbrauner Farbe und aus Koffein und Ihein
usw.entsteht das Kaffeearoma. In dem Fettbestandteil sind Palmitinsäure, Stearinsäure,
oelsäure, Glycerin,
Crycerite und verschiedene flüssige Öle enthalten.
Wenn Karamell1 Stärke oder Zucker für einige Zeit auf eine Temperatur von 160°C
erhitzt werden, werden Glucose und Fructose gebildet. Wenn sie auf eine Temperatur
von 190 bis 220°C erhitzt werden, wird nicht-kristallines braunes Karamell erzeugt.
Die so erhaltenen Materialien können als färbende Mittel für alkoholische Getränke
und Sojasauce verwendet werden.
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Beispiel 7 herstellung von Dextrin und Stärke Dextrin wird aus Stärke
durch Erwärmen und Behandeln mit Enzymen in verschiedenen Säuren (verdünnter wässriger
Essigsäure, Salzsäure und Schwefelsäure) erhalten.
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Im folgenden werden unter (1) und (2) herkömmliche Verfahren zur Herstellung
von Dextrin beschrieben.
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(1) too cm3 luftgetrocknetes Stärkepulver, 2 bis lo 1 Wasser, 30
cm3 konzentrierte Salzsäure (spezifisches Gewicht 1,17) oder 200 cm3 konzentrierte
Salpetersäure (spezifisches Gewicht 1,36) werden miteinander vermischt, und das
Gemisch wird 1 bis 2 Stunden bei einer Temperatur von ioo bis 2ooOC gekocht.
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(2) 5 kg Salpetersäure, 1 kg Salzsäure, 100 kg Wasser und Stärke
werden zu Kugeln vermischt. Die erhaltenen Kugeln werden getrocknet und pulverisiert,
und das Pulver wird einen Tag bei einer Temperatur von 40 C, am zweiten Tag bei
einer Temperatur von 70°C und am dritten Tag bei einer Temperatur von 9o°C getrocknet
und dann in einem Stahlbehälter bei einer Temperatur von 150 bis 160°C gekocht,
wobei Dextrin erhalten werden kann.
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Gemäß der Erfindung kann Stärke ohne Verwendung irgendwelcher Säuren
in Dextrin umgewandelt werden. Die Temperatur kann leicht durch Sinstellen-der Druckfeder
einreguliert werden, im Falle einer luftgetrockneten Stärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 18 bis 20°C beispielsweise auf aGoOC und im Falle einer luftgetrockneten Stärke
mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 25 bis 35 g beispielsweise auf 140 bis 150°C.
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Stärkeart Temperatur Quell- Form Durch- Wasser des Expan- temperatur
messer sionsbeginns (starching temperature) Roggen 45,00°C 50,0 - 55,0°C hexagonal
0.018 - 0.024 13 - 16 % Mais 50,00 55,0 - 62,50 nieren- 0,030 - 0,035 förmig Gerste
37,50 57,5 - 62,50 pentagonal 0.01 - 0.03 12 - 15 Weizen 55,10 63,9 - 71,20 pentagonal
0.08 - 0.011 weiße 30 - 40 50,0 - 56,00 eigene 0,066 - 0,176 Kartoffel (itsown)
süße Kartoffel 60,00 eigene 0,018 - 0,040