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Verfahren zum Abfüllen und Verdichten von voluminösen, pulverförmigen
Produkten in luftundurchlässige Verpackungen unter Verwendung von Druckluft Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen und Verdichten voluminöser,
lufthaltiger, feinteiliger, pulverförmiger Produkte, zOB. Farbstoffe oder Pflanzenschutzmittel,
in luftundurchlässige Packmittel, z.B. Blech- oder Kunststoff-Fässer, durch Zuführung
des Produktes mittels eines Druckluftstromes unter gleichzeitigem Rütteln des Gebindes.
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Farbstoffe werden oftmals zur besseren Weiterverarbeitung fein vermahlen,
wobei die Pulver Luft agglomerieren und mit sehr niedrigen und wechselnden Schffttgewichten
anfallen. Zur Verpackung solcher voluminöser Stoffe schwankender Dichte muß bei
vorgegebenen, einheitlichen Füllgewichten eine Vielzahl von Gebinden verschiedener
Volumina vorgehalten werden, in denen sich nach dem Füllvorgang das Produkt durch
Schwerkrafteinwirkung nach einigen Tagen bis zu 50 % absetzt, so daß die beim Füllen
ursprünglich vollen Gebinde danach halb leer sind.
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Man hat versucht, voluminöse, lufthaltige, feinteilige, pulverförmige
Produkte dadurch zu verdichten, daß man sie zwischen zwei mit Filtertuch bespannten
Hohlwalze aufgibt, diese mit einem regulierbaren Druck aneinanderpreßt und die mit
Bohrungen versehenen Hohlzylinder evakuiert. Nachteilig hierbei ist, daß sich bei
einem zu starken, mechanischen Anpreßdruck der Walzen Agglomerate bilden, die nicht
wieder in die ursprüngliche Feinteiligkeit zerfallen. Vermindert man den Druck,
so wird der Verdichtungseffekt beim nachfolgenden freien Fall in das steife Gebinde
während des Füllvorganges so weit rückgängig gemacht2 daß mit solchen Vorrichtungen
nur eine geringfügige Verdichtung zu erzielen ist.
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Denselben Nachteil der Minderung des Verdichtungseffektes durch den
freien Fall beim Füllen weist eine Vorrichtung auf, die aus einer Schnecke mit einem
Filtertuch umspannten Siebmantel besteht, der mit einem Vakuummantel umgeben ist,
so daß das Pulver durch den Schneckenvorschub verdichtet und durch den mit Filtertuch
umspannten Siebmantel entlüftet wird Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich
das Filtertuch durch die sehr feinteiligen Feststoffteilchen zu setzt und die Wirkung
des Evakuierens stark abmindertO Man hat weiterhin versucht, die im Produkt enthaltenen
Luftanteile in Strömungsrichtung der Füllung durch das Bodenteil des Gebindes durch
Saugen zu entfernen, wobei der Boden mit Durchbrüchen versehen war und mit einem
Filter bedeckt war Die Durchbrüche sollten nach dem Füllen durch einen Deckel oder
entsprechende Klebefolie verschlossen werden Mit dieser Anordnung lassen sich in
vielen Fällen Verdichtungen bis zur Hälfte des Rauminhalts erzielen. Nachteilig
hierbei ist jedoch, daß mit steigender Füllung sich der Luftwiderstand durch die
als Filter wirkende Füllgutschicht verstärkt, so daß sich der Verdichtungsvorgang
unterschiedlich schwierig gestaltet, Es ist weiterhin bekannt, pulverförmige Stoffe
in einem geschlossenen Raum mit feinporigem Siebboden mittels Druckluft, die durch
diesen Boden eintritt, zu fluidisieren und durch einen Einfüllstutzen in einen Papiersack
mit hoher Luftdurchlässigkeit einzubringen, wobei die Luft durch die Poren der Papierbahnen
entweichen kann0 Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht ohne weiteres auf die Füllung
von handelsüblichen Hartgebinden übertragen, da hier die Druckluft nicht durch das
Gebinde entweichen kann.
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Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die geschilderten Nachteile
beim Abfüllen voluminöser, lufthaltiger, feinteiliger, pulverförmiger Produkte in
luftundurchlässige Gebinde, zOBo aus Blech oder Kunsts"toff, zu vermeiden und eine
staubfreie AbfUllung dieser Produkte zu gewährleisten0
Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Aufpralldruck des aus Druckluft mit Feststoffteilchen
bestehenden Förderstroms durch Reflektion am Füllgutspiegel und Verschlußteil über
den dabei entstehenden ueberdruck im Gebinde eine Verdichtung des Produktes erzeugt,
wobei die Füllspiegeloberfläche durch Rütteln des ganzen Gebindes egalisiert wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist'ferner dadurch gekennzeichnet,
daß über einen mit einem Filter, vorzugsweise einem Papierfilter versehenen, membranartig
schwingfähigen, mit Durchbrüchen versehenen Bodenteil des Verschlußdeckels die Luftmenge
des Förderstromes so eingestellt wird, daß während des Füllvorganges ein ueberdruck
im Gebinde von 0,5 bis 1,0 bar, vorzugsweise von 0,6 bis 0,8 bar, entsteht, während
die weiteren Luftanteile des Förderstromes ins Freie entweichen, wobei die Beschleunigungskräfte
des membranartig schwingfähigen, mit Durchbrüchen und Filter versehenen Bodenteiles
größer sind als die vom Förderstrom ausgehenden Kräfte, so daß sich die beim EntlUftungsvorgang
mitgerissenen Feststoffteilchen nicht an der Filterschicht festsetzen.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden folgende Vorteile
erzielt: 1. Durch das unmittelbare Verdichten des Produktes beim Fall vorgang innerhalb
des Gebindes wird ein sehr guter und sofortiger Verdichtungseffekt erreicht, der
im Gegensatz zu den bekannten Füllverfahren keinerlei Minderung durch den freien
Fall mehr ausgesetzt ist.
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2. Durch die Verdichtung innerhalb des luftundurchlässigen oder steifen
Gebindes bleibt trotz hohem Verdichtungseffekt die einwandfreie Löslichkeit oder
Dispergierbarkeit des Produktes erhalten, im Gegensatz zu bekannten Verdichtungseinrichtungen,
die mit Walzen oder Schnecken arbeiten und durch mechanische.Einwirkung das Produkt
teilweise so verdichten, daß unerwünschte Agglomerate entstehen
3.
Durch das mit der Fluidisationseinrichtung verbundene und mit dem luftdurchlässigen
Schwingboden versehenen Verschlußstück ist es nicht mehr notwendig, einen der Böden
des Verpackungskörpers mit einer luftdurchlässigen Schicht und Durchbrüchen zu versehen.
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4. Die zur Produktförderung benutzte Druckluft wird nicht, wie bei
den bekannten Verfahren, durch den ständig steigenden Füllgutspiegel entfernt, sondern
durch Reflektion an der Oberfläche des Füllgutspiegels und nach Ansteigen auf einen
bestimmten Überdruck nach außen abgeleitet, ohne daß Produktteilchen mit nach außen
gelangen.
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5. Die beim Austritt des Luftüberdruckes mitgerissenen Büllgutteilchen
können sich auf der Filteroberfläche in größerer Menge nicht festsetzen, da diese
infolge ihrer membranartigen Anordnung durch Schwingungen von geeigneter Frequenz
und Amplitude gegen die entgegengesetzt gerichtete Kraft des Förderluftstromes beschleunigt
werden0 Die Zeichnung zeigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignete Vorrichtung im Schnitt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem
mit einer Klappe 1 und einem Schieber 2 verschließbaren Druckraum 3 zur Durchleitung
des Produktes. Über ein durchbrochenes Bodenteil 4 und ein gekrümmtes Eintragsrohr
5, das mit einem durch einen pneumatischen Spannzylinder 6 anpreßbaren Verschlußdeckel
7 verbunden ist, wird Förderluft zur Fluidisierung des Produktes zugeführt Der Verschlußdeckel
7 ist mit einem mit Filterpapier 8 versehenen, durchbrochenen Deckelteil 9 ausgerüstet0
Ein pneumatischer Vertikalrüttler 10 setzt das durchbrochene Deckelteil 9 membranartig
in Schwingungen von 30 bis 40 Hz, um das Papierfilter 8 von Füllgutteilchen freizuhalten,
damit der Druckausgleich erfolgen kann. Zur Verteilung des während des Füllvorganges
ständig steigenden Füllgutspiegels ist das Hartgebinde 11 auf einer mit einem Rotorrüttler
12 ausgerüsteten Bodenplatte 13 aufgesetzt, die kraftschlüssig mit dem pneumatischen
Spannzylinder 6 verbunden ist0
Beispiel 1 Beim Abfüllen von sehr
feinteiligem, lufthaltigem Farbpulver mit einem Herstellschüttgewicht von 360 g/l
wurde bei einem Abfüllversuch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einem Fülldruck
von 0,8 bar, einer Füllzeit von 60 sec für 25 kg eine Verdichtung des Schüttgewichtes
auf 570 g/l erreicht.
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Gegenüber bekannten Verfahren wurde erfindungsgemäß eine Verbesserung
der Schüttdichte von 58 %, eine Verkürzung der Abfüllzeit um 50 % und eine sinngemäße
Packmittelreduzierung erreicht, wobei die Abfüllung vollkommen staubfrei war0 Beispiel
2 Bei einem Farbpulver vom Herstellschüttgewicht 830 g/l konnte erfindungsgemäß
auf ein Schüttgewicht von 1140 g/l verdichtet werden bei einer Füllzeit von 60 sec
für 25 kg und einem Fülldruck von 0,8 bar. Die Verbesserung bei der Schüttdichte
gegenüber den bekannten Verfahren beträgt auch hier 37 %, bei der Verkürzung der
Abfüllzeit 50 %. Trotz dieser Verdichtung hat sich die Löslichkeit bzwO Dispergierbarkeit
des Farbpulvers nicht nachteilig verändert.