DE2505119A1 - Verfahren und vorrichtung zum granulieren mit einstellbarer korngroesse - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum granulieren mit einstellbarer korngroesse

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DE2505119A1
DE2505119A1 DE19752505119 DE2505119A DE2505119A1 DE 2505119 A1 DE2505119 A1 DE 2505119A1 DE 19752505119 DE19752505119 DE 19752505119 DE 2505119 A DE2505119 A DE 2505119A DE 2505119 A1 DE2505119 A1 DE 2505119A1
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Karl-Helmut Ihlefeld
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/12Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in rotating drums

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Granulieren mit einstellbarer Korngröße Das Verfahren betrifft einen Granuliervorgang, bei dem kugelförmiges Granulat mit einstellbarer sehr gleichmäßiger und einheitlicher Größe hergestellt werden kann, ohne daß eine manuelle Einstellung der einzelnen Teile der Vorrichtung erforderlich ist. Damit soll erreicht werden, daß der Granuliervorgang ohne Bedienungspersonal ablaufen kann.
  • Für das Granulieren von großen Materialmengen der Steine-und Erdenindustrie, der Erzeaufbereitung und der chemischen Industrie werden nach dem Stand der Technik die folgenden Einrichtungen verwendet: 1. Die Granuliertrommel. Sie ist als zylindrisches oder auch konisches Rohr ausgebildet. Im Inneren befindet sich eine Zuteilvorrichtung für das mehlförmige Aufgabegut , die das Rohmehl gleichmäBig über die Trommellänge verteilen soll. Gleichzeitig ist parallel zur Trommelachse ein Rohr mit mehreren Sprühdüsen angeordnet, das die notwendige Granulierfeuchtigkeit gleichmäßig versprüht. Das Granulieren erfolgt kontinuierlich. Diese Granuliertrommeln haben den Nachteil, daß sie kein gleichmäßiges Granulat erzeugen, sodaß sowohl kleinere aber auch sehr große Kugeln entstehen. Die Ursache dieses Verfahrensablaufes beruht darauf, daß beim Granulieren kein Sortieren der großen und kleinen Granalien stattfindet. Daher können Mehl und Feuchtigkeit nicht gezielt einer bestimmten Korngröße zugeteilt werden, sodaß im gesamten Bereich der Trommel sich sowohl 'Kerne' bilden als auch Kerne zu beachtlicher Größe aufgewickelt werden können, je nach dem, ob sie am Anfang oder Ende der Trommel entstehen. Damit verlassen sowohl sehr kleine als auch sehr große Granalien die Trommel.
  • Dagegen hat die Granuliertrommel den Vorteil, daß man mit ihr sehr gleichmäßige Schichten auf ein aufgegebenes Granulat aufgranulieren kann. Ferner entfällt eine ständige Bedienung.
  • 2. Der Granulierteller. Er besteht aus einer geneigten Scheibe mit einem Rand, der auch stuFenförmig ausgebildet sein kann. Der schräg stehende Teller sortiert das enthaltene Material, sodaB die kleinen Korngrößen unten im Materialbett umgewälzt werden, während die großen körner oben auf dem Materialbett 'schwimmen' und schließlich über den Rand fallen. Die Zwischengrößen verteilen sich auf die Randbereiche des Materialbettes, sodaß'je nach der gewünschten Korngröße Rohmehl und Granulierflüssigkeit auf die entsprechenden Korngruppen verteilt werden können. Daher wird das Rohmehl meist an einer Stelle aufgegeben, während verschiedene Düsen für eine gleichmäßige oder schwerpunktmäßig verteilte Befeuchtung des Granulats sorgen. Die Drehzahl des Tellers, seine Neigung, die Aufgabemenge - die Feuchtigkeit und die Aufgabestelle des Rohmehls sowie die Wassermenge und die Wasserverteilung bestimmen die KorngröBe des Granulats.
  • Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß der Vorgang des Granulierens wegen seiner vielen Einflüsse sehr labil ist, sodaß einer oder mehrere der genannten Faktoren ständig nachreguliert werden müssen, das heißt, daß ein Beienungsmann ständig anwesend sein muß. Vorteilhaft ist jedoch die Qualität des Granulats, die ein guter Granulierer in gewissen Grenzen ständig beibehalten kann. Daher werden in den oben genannten Anwendungsbereichen meist Granulierteller eingesetzt.
  • 3. Granulieren im Zwangsmischer. Mit diesen Geräten werden Rohmehl und Granulierflüssigkeit mit rasch umlaufenden Schaufeln, Rührarmen oder dergleichen in meist geschlossenem Behälter chargenweise oder im Durchlaufbetrieb intensiv gemengt, sodaß kleine Granalien entstehen. Die intensive Bewegung der Rührorgane verhindert die Bildung größerer Granulate. Die Granulatgröße läBt sich in gewissem Umfang durch die Wassermenge und die Mischdauer einstellen, jedoch lassen sich größere Granulate über 3 mm wie in der Granuliertrommel oder im Granulierteller nicht mit diesem Geräten erzeugen, da das gesamte aufgegebene Mehl zu kleinen Kernen verarbeitet wird und weil der mechanische Vorgang keine Möglichkeit zum Aufwickeln größerer Granulate ergibt. Diese Geräte lassen sich vollautomatisch steuern, sodaß keine Bedienung erforderlich ist.
  • Da jedes dieser drei Systeme betriebstechnische Nachteile aufweist, hat man versucht, durch Kombination von Granulierteller und Granuliertrommel den Granuliervorgang zu verbessern. Jedoch ist es nicht gelungen, auch mit solchen Kombinationen durch Wiedereinstellen einmal gefundenerBetriebsbedingungen stets die gleichen Ergebnisse zu.
  • erreichen, es war immer eine Aufsichtsperson erforderlich, die auftretende unerwünschte Schwankungen in der Granulatgröße durch Begenmaßnahmen ausgleichen mußte. Ferner ergab jede Mengenänderung neue Betriebsbedingungen, sodaß bei nicht gleichmäßiger Materialaufgabe ganz erhebliche Schwierigkeiten auftraten, um die Granulatgröße beizubehalten Nun ist es erfindungsgemäß gelungen durch die Kombination von Zwangsmischer und Granuliertrommel unter Zwischenschaltung von Regel- und Dosiersinrichtungen einen Granuliervorgang zu schaffen, der ohne Aufsicht läuft, ein sehr enges Kornband liefert und bei dem sich die Korngröße unabhängig von der Aufgabemenge zuverlässig und reproduzierbar von sehr kleinem Korndurchmesser von 0,2 mm bis zu einem Korndurchmesser von 30 mm einstellen läßt.
  • Der erfindungsgemäße Gedanke beruht darauf, daß einmal die bekannte Eigenschaft der Granuliertrommel, auf vorhandenes Korn sehr gleichmäßige Schichten auftragen zu können, kombiniert wird mit der bekannten Eigenschaft der Zwangsmischergranulierung, kleines Granulat in zuverlässiger Weise herstellen zu können, worauf dieses Granulat in die Granuliertrommel eingegeben wird, während die in der Trommel zugegebene Mehlemenge zur Kleingranulatmenge in eine bestimmte Proportion gesetzt wird unddurchdie Änderung dieser Proportion die Granulatgröße bestimmt wird unabhängig von der Gesamtmenge des aufgegebenen flohmehis.
  • Dieses erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf zwei verschiedene Arten durchführen.
  • 1. mit kontinuierlich arbeitendem Granulierzwangsmischer 2. mit chargenmäBig arbeitendem Granulierzwangsmischer Zur Erläuterung dienen die beiden beigefügten Zeichnungen.
  • Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren mit Durchlaufzwangsmischer Dabei bedeuten ,i Zulauf vom Mehlsilo 2 Zellenradschleuse 3 Dosierbandwaage für Gesamtmengenregelung mit Band, Antrieb und Zeigerkopf mit Impulsgeber 4 Mehltransportschnecke mit Antrieb 5 Zellenradschleuse 6 Dosierbandwaage für Teilmengenregelung mit Band, Antrieb und Zeigerkopf mit Impulsgeber @ Granulierzwangsmischer mit Antrieb 8 Zwischentransport für Feingranulat 9 Granuliertrommel mit Lagerung und Antrieb 10 Mehlverteilerschnscke mit Antrieb 11 Wasserleitungen 12 Düsen zur Zerstäubung der Granulierflüssigkeit 13 Regelvorrichtung für proportional richtige Wasserdosierung M Betätigung der Gesamtmengenregelung P Betätigung der Proportionalmengenregelung S Steurung für Waagen Fig 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren mit--einem chargenweise arbeitendem Zwangsmischer Dabei bedeutem 1 Zulauf vom Mehlsilo 2 Zellenradschleuse vor Behälterwaage (14) 6 Zellenradschleuse vor-Dosierbandwaage (6) 6 Dosierbandwaage. für Teilmengenregelung mit Band, Antrieb und Zeigerkopf mit Impulsgeber 9 Granuliertrommel mit Lagerung und Antrieb 10- Mehlverteilerschnecke mit Antrieb 11 Wasserleitungen 12 Düsen zur Wasserzerstäubung 13 Regelvorrichtung für proportional richtige Wasserdosierung 14 Behälterwaage für Teilmehlmenge für Feingranulat 15 Zwangsmischer für Chargenbetrieb mit Rührwerksantrieb 16 Pufferbehälter (Kastenbesc-hicker) für Fei-ngranulat aus dem Zwangsmischer (15) 17 Füllstandanzeiger mit Impulsgeber M Betätigung der Gesamtmengenregelung P Betäigung der Propcrtionalmengenregelung S Steurung für Waagen und Antriebe Der verfahrensmäßige Vorgang läuft erfindungsgemäß bei der Anlage nach Fig. 1 folgender Maßen ab.
  • Das Rohmehl wird aus dem Silo (1) von der Zellenradschleuse (2) entnommen, deren Durchlassmenge von der Dosierbandwaage (3) gesteuert wird. Die Dosierbandwaage (3) erhält die Mengenvorgabe durch die Betätigung M , die sich in einer Schaltwarte, Ofenanlage oder in einer Prozessrechenanlage befinden kann. Die über die Waage (3) laufende Menge an Rohmehl entspricht dem Gesamtbedarf.
  • Das gesamte Rohmehiläuft in die Mehltransportschnecke (4) und von da unmittelbar über die Zellenradschleuse (5) in die Dosierbandwaage (6).
  • Die Dosierbandwaage (6) nimmt nur den Teil der Mehlmenge ab, der zur Feingranulatherstellung - Material zur Kernbildung - im Durchlaufzwangsmischer (7) verwendet werden soll. Der nicht vcn der Waage (6) abgenommene Anteil Mehl wird von der Schnecke (4) unmittelbar weitertransportiert.
  • Im Durchlaufzwangsmischer (7) wird unter Zugabe von Wasser (11), beziehungsweise einer anderen Flüssigkeit, sofern das technisch erforderlich ist, das Mehl zu kleinen Granalien verdichtet, tritt aus dem Mischer (7) aus und wird mit dem Transport (8) der Granuliertrommel (9) zugeführt.
  • In der Granuliertrommel (9) wird das von der Schnecke (4) ankommende restliche Mehl von der Verteilerschnecke (10) aufgenommen und in der Trommel verteilt. Gleichzeitig wird das Wasser (11) über die Düsen (12) auf die eingegebenen Feingranalien gesprüht, die sich dann in dem verteilten Mehl durch die Trommeldrehung abwälzen und so gleichmäßig Mehlaufnehmen und damit ihren Durchmesser zum Ende der Trommel (9) hin ständig vergrößern.
  • Die Einstellung der Korngröße geschieht nun erfindungsgemäß folgender Maßen.
  • Soll beispielsweise sehr kleines Granulat hergestellt werden, so wird die Waage (6) mit der Betätigung P auf hohe Leistung gestellt. Damit wird nur noch wenig Mehl für den Abtransport durch die Schnecke (4) übrig bleiben. Dem Mischer (7) wird eine große Menge Mehl angeboten, es entsteht eine große Menge Feingranulat. Gleichzeitig ist jedoch die Mehlmenge für die Granuliertrommel (9) stark gedrosselt, sodaB bei einem hohen Angebot an Feingranulat nur sehr wenig Mehl zum Aufgranulieren zur Verfügung steht. Die Folge: das Granulat bleibt klein.
  • Soll großes Granulat erzeugt werden, so wird erfindungsgemäß umgekehrt verfahren: Die Mehlmenge der Waage (6) wird erheblich gedrosselt. Dem Zwangsmischer (v) fließt nur noch wenig Rohmehl zu, es bilden sich erheblich weniger Kerne oder Feingranulate. Dafür aber steht sehr viel mehr Mehl für das Aufgranulieren in der Trommel (9) zur Verfügung.
  • Das bedeutet bei weniger Kernmaterial mehr Masse für die Schichtbildung auf den Granalien, also größere Granalien.
  • Diese Regelung ist so genau, daß statt der Mengenangabe an dem Proportionalregler (P) die Korngröße unmittelbar aufgetragen werden kann.
  • Die Wasserdosierung (11) ist für die gesamte Granlierung konstant, sofern das Rohmehl konstante Feuchtigkeit aufweist. Darum ist die Regelung (13) derGesamtwassermenge mit dem Impulsgeber des Zeigerkopfes der Waage (3) gekuppelt. Die Mengenverteilung des Wassers (11) auf den Zwangsmischer (7) und die Granuliertrommel (9) ist ebenfalls der jeweiligen Teilmehlmenge proportional. Daher wird der Impulsgeber des Zeigerkopfes der Waage (6) den für den Mischer (7) erforderlichen Wassermengenwert in den Regler (13) geben, sodaß die Restwassermenge dann für die Granuliertrommel (9) zur Verfügung steht.
  • Falls jedoch das Rohmehl schwankende Feuchtigkeit aufweist, kann mit einer zum Stand der Technik gehörenden Feuchtigkeitsmeßeinrichtung der von der Waage (3) kommende Wert im Regler (13) ständig korrigiert werden.
  • Damit kann der ganze Granuliervorgang einschließlich Mengenvorgabe Korngröße, Wasserdosierung und -verteilung von einem beliebigen Punkt außerhalb der Granulieranlage gesteuert werden. Eine Bedienung ist nicht erforderlich.
  • Dieser erfindungsgemäße Prozess ermöglicht die Herstellung von sehr kleinem Granulat, zum Beispiel dadurch daß alles Mehl durch den Zwangsmischer (7) gegeben wird, und sehr großem Granulat, indem der Anteil Feingranulat (= Kernbildner) in der Granuliertrommel (9) auf das technisch minimale Maß herabgesetzt wird.
  • Soll eine Anlage nach Fig. 2 eingesetzt werden, so wird erfindungsgemäß wie folgt verfahren.
  • Die Regelabhängigkeit zwischen Feingranulat und Mehlmenge zum Aufgranulieren in der Granuliertrommel (9) bleibt erhalten. Da jedoch kein kontinuierlicher Zufluß von Feingranulatzur Verfügung steht, muß der aus dem Chargenzwangmischer (15) schubweise austretende Materialstrom in der Puffervorrichtung (16) in einen kontinuierlichen Materialstrom umgewandelt werden. In der Fig. 2 ist heispielsweise ein Kastenbe- -schicker gezeichnet worden; es kann aber ebenso zum Beispiel ein flundsilo mit geeigneter Autragsvorrichtung verwendet werden.
  • Diese Puffervorrichtung (16) ist in die erfindungsgemäße Proportional regelung mit einbezogen. Die gewünschte Gesamtmenge an Rohmaterial, das in diesem Fall aus Feingranulat und Rohmehl besteht, wird mit der Betätigung (M) in die Steurung (S) für die Waage (6) eingegeben. Der Proportionalregler (P) bestimmt die Aufgabemenge Feingranulat durch Steurung des puffers (16) über die Steurungseinrichtung (S) für uie Waage (6). Die Differenz von Gesamtmenge und Feindgranulatmenge ergibt dann den Mengenwert für die Mehldosierung der Waage (6), die das Mehl zum Aufgranulieren in der Granuliertrommel (9) an die Verteilerschnecke (10) übergibt.
  • Die Änderung der Feingranulatmenge des Puffers (16) ergibt die gegenläufige Änderung der Mehlmenge der Waage (6), wodurch die gielchen erfindungsgemäßen Betriebsbedingungen wie nach Beschreibung der Fig. 1 vorliegen Die Wassermenge (11) für die Granuliertrommel (9) wird- ebenfalls' direkt proportional zur Mehlmenge der Waage (6) durch den Impuls des Zeigerkopfes über die Regelung (13) dosiert und über die Leitung (11) mit den Düsen (12) der Trommel (9) zugefürt.
  • Die Befüllung der Puffervorrichtung (16) mit Feingranulat erfolgt selbstregelnd außerhalb der vorstehend beschriebenen Regelung. Da die Menge~ im Chargenmischer (15) immer gleich ist, kann das Rohmehl in der Behälterwaage (14) abgemessen werden, die auf eine feste Menge eingestellt ist. Die Behälterwaage (14) gibt die ausgewogene Mehlmenge in den Zwangsmischer (15). Der Mischer (15) granuliert in vorgegebener Zeit das Mehl zu kleinen Granalien, wobei eine fest zur Mehlmenge eingestellte Wassermenge (11) zugegeben wird, deren Zugabe durch den Regler (13) von dem Impuls der Waage (14) ausgelöst wird. Das fertige Feingranulat wird in de-n Puffer (16) abgegeben. Dieser Vorgang wird sooft wiederholt, dis der Füllstandanzeiger (17) anspricht und damit über die Steurung (S) die Mischanlage (15) solange stillsetzt, bis durch entsprechde Materialentnahme der Granuliertrommel (9) aus dem Puffer (16) die Füllstandsonde "leer" meldet und den Mischvorgang wieder anlaufen läßt.
  • Damit läßt sich der erfindungsgemäße Vargang auch dann durchführen, wenn die Herstellung des Feingranulates chargenweise erfolgt.
  • Die erfindungsgemäß beschriebene Granuliertechnik zeigt gegenüber dem Stand der Technik den erheblichen Vorteil, daß der Granuliervorgang in einzelne definierte steuerbare Schritte zerlegt wurde, deren Reproduzierbarkeit erst den Einsatz einer Regeltechnik ermöglicht, die eine menschliche Bedienung mit ihrer Unzulänglichkeit überflüssig macht.

Claims (5)

  1. SCHUTZANSPRÜCHE
    öl Verfahren zur automatischen Herstellung von kugelförmigen Granalien von einer sehr einheitlichen Korngröße, wobei diese in engen Grenzen stufenlos von sehr kleinen Abmessungen von 0.2 mm bis zu großen Abmessungen von 30 mm reproduzierbar einzustellen ist, unter Verwendung von mehlfeinem Rohmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß Feingranulate, hergestellt in einem geeigneten Zwangsmischer (7 oder 15), einer Granuliertrommel (9) als Granalienkerne aufgegeben werden, wobei in der Trommel (9) durch weitere Zugabe des mehlfeinen Rohmaterials die gewünschte Granulatgröße erreicht wird, während gleichzeitig die Summe der Mehlmenge für das Feingranulat und das nachträgliche Aufgranulieren konstant gehalten wird beziehungsweise die Summe der Gewichte des Feingranulats und der Mehlmenge für das nachrügliche Aufgranulieren konstant gehalten wird und daß eine Veränderung der Granulatgröße dadurch erfolgt, daß das Verhältnis der Feingranulatmenge im Vergleich zu der Mehlmenge für das nachträgliche Aufgranulieren geändert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge des Rohmehls durch eine geeignete Dosiervorrichtung (3) festgelegt wird, während eine unabhängig davon regelbare Dosiervorrichtung (6) eine für die Herstellung von Feingranulat in einem kontinuierlich arbeitendem Zwangsmischer (7) gewünschte Mehlmenge abzweigt, worauf das Feingranulat und der Rest der Mehlmenge einer Granuliertrommel (9) zugeführt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daR die Feingranulatherstellung in einem chargenweise arbeitendem Zwangsmischer (15) vollautomatisch erfolgt, der nicht in den Regelvorgang zur Veränderung des Mengenverhälnisses zwischen Feingranulat und Mehlmenge zum Aufgranulieren einbezogen ist, wobei das Feingranulat einem Materialpuffer (16) zugeführt wird, der das Feingranulat der Granuliertrommel (9) kontinuierlich zuführt und der in die Regelung des Verhältnisses zwischen Feingranulatmenge und Rohmehlmenge für das nachträgliche Aufgranulieren mit einbezogen ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (M) für die Einstellung der Gesamtmehlmenge und unabhängig davon die Betätigungseinrichtung (P) für die Einstellung des Verhältnisses zwischen der ehlmenge für das Feingranulat beziehungsweise für die Feingranulatmenge und der für das nachträgliche Aufgranulieren gewünschten Mehlmenge an einem beliebigen Ort installiert werden oder gegebenenfalls von einem Prozessrechner gesteuert werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Granulierflüssigkeit in Abhängigkeit von den Mehlmengen durch deren Dosiereinrichtungen direkt proportional automatisch gesteuert werden und daß falls erforderlich, durch eine geeignete Meßvorrichtung die Feuchte des Rohmehls bestimmt und bei der Bemessung der Granulierwassermenge automatisch berücksichtigt wird.
    L e e r s e i t e
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0041053A1 (de) * 1980-05-23 1981-12-02 Riccardo Pirotta Verfahren zum Herstellen von wärmeisolierenden und schallschluckenden Kugeln
DE3228467A1 (de) * 1982-07-30 1984-02-02 Mathis System-Technik Gmbh, 7801 Merdingen Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines granulates

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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