DE2527301A1

DE2527301A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von festen teilchen

Info

Publication number: DE2527301A1
Application number: DE19752527301
Authority: DE
Inventors: Otto Weinhold
Original assignee: Sandco Ltd
Current assignee: Sandco Ltd
Priority date: 1974-06-24
Filing date: 1975-06-19
Publication date: 1976-01-08
Also published as: US4236882A; DE2527301B2; DE2527301C3; GB1484746A; ATA518674A; FR2276088A1; IT1038988B; AT332857B; FR2276088B1; JPS5119179A

Description

PATENTANWÄLTE DR.- ING. H. H. WILH ELM - D I PL. - I N G. H. D AU STE R

D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B -TELEFON (0711) 29 J1

Stuttgart, den ¹⁸· ^Juni

D 4856

Dr.W/Wu

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung D 4856

Ana.: Sandco Ltd.

160, Elgin Street
Ottawa/Ganada

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von festen Teilchen

ι mm as:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von festen Teilchen, "beispielsweise von pastillenartiger oder kugeliger Form durch Auspressen von flussigen oder viskosen Massen durch Düsen.

Das Postulieren ist ein Verfahren, "bei dem kontinuierlich flüssig oder viskos anfallende Massen in Einzelvolumina aufgeteilt und bei gleichzeitiger Bildung von Tropfen, Pastillen oder Granalien in die feste Phase überführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um die Erstarrung flüssig oder viskos anfallender Schmelzen durch Kühlung.

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Neben dem vollkommen kontinuierlichen Verfahrensablauf werden eine Seihe von Vorteilen erreicht. Das Endprodukt ist staubfrei, wodurch Luftverschmutzung, Staubvergiflrungen und Staubexplosionen vermieden werden. Das Endprodukt ist rieselfähig und formstabil und läßt sich leicht fördern, dosieren und verpacken. Durch die gleichbleibende Form und das gleichbleibende Volumen ergibt das Endprodukt gleichbleibende und exakt definierte Löse- und Schmelzbedingungen in nachfolgenden Arbeitsgängen. Da bereits aus der flüssig oder viskos anfallenden Hasse Einzelvolumia geformt werden, kann durch das Entfallen von Mahl-, Klassier- und Pressvorgängen Energie eingespart werden.

In der Fachliteratur wird darauf hingewiesen, daß dieses Verfahren der gleichmäßigen Tropfenbildung in schneller Folge auch Bestandteil anderer Prozesse sein kann, wenn exakt definierte Flüssigkeitsvolumina in regelbarer Größe und Bildungsgeschwindigkeit in bestimmte Verfahrensabläufe einzuspeisen sind.

Es sind Tropf- und Pastilliervorrichtungen (GB-PS 1 O$5 267) bekannt geworden, nach welchen aus einer Reihe von Düsen mittels eines hin- und hergehenden Kolbens oder einer hin- und hergehenden Nadel in einem gewissen Zeitraum eine bestimmte Menge der zu verarbeitenden Masse oder Flüssigkeit frei ausfließt oder ausgepreßt wird. Bei Flüssigkeiten mit niederer Viskosität fließt eine Menge der zu verarbeitenden Masse durch den statischen Druck während des Anhebens der Nadel durch die Düse frei aus. Um die Viskosität bei verschiedenen Produkten so weit zu senken, daß ein freies Ausfließen möglich wird, muß die aufzuteilende Masse auf

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höhere Temperaturen gebracht werden, was neben einer eventuellen Beeinträchtigung der Qualität der Masse durch die höhere Temperatur auch zu einer längeren Erstarrungszeit und damit einerseits zu Anlagen mit größeren Abmessungen oder aber andererseits zu geringeren Leistungen bei gleicher Anlagengröße führt.

Bei Massen, welche eine höhere Viskosität aufweisen, oder welche bedingt durch ihren Molekülaufbau zu Fadenbildung neigen, ist die Zerlegung zur Tropfenform mittels einer Hadel am Düsenauslauf nicht möglich. Für diese Massen wird ein System angewandt, bei welchem ein Stempel mit einer aufgeschobenen Glocke das wesentliche Merkmal ist. Die Glocke arbeitet in Zusammenhang mit dem Stempel vor der Auslauföffnung der Düse mit der Wirkung von Kolben und Zylinder. Der Nachteil derartiger Vorrichtungen besteht darin, daß diese trotz aller Maßnahmen nur innerhalb bestimmter Viskositätsgrenzen anwendbar sind. Die große Zahl beweglicher Einzelteile bringen neben einem erhöhten Verschleiß auch den Nachteil relativ großer hin- und hergehender Massen mit sich.

Diese Mangel werden durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält keine beweglichen Teile, die mit der Masse in Berührung sind. Hin- und hergehende Massen werden vermieden, es entstehen keinerlei Dichtprobleme.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Tropf- und Pastilliervorrichtung in schematischer Darstellung und

Fig. 2 eine dieser Vorrichtung nachgeschaltete Bandkühlanlage.

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Wesentliches Merkmal der Tropf- und Pastilliervorrichtung nach Fig. 1 ist die Kammer 4-, an deren Boden sich Düsen in beliebiger Form und Anordnung befinden. Die zu verarbeitende Masse M wird unter einem bestimmten Zulaufdruck p, über den Zulauf 1, das Absperrventil 2 und das Zuflußregelventil 3 der Kammer 4· zugeführt. Das Zuflußregelventil 3 wird über eine Füllhöhenmeßvorrichtung 14· so gesteuert, daß die Füllhöhe H in der Kammer 4 annähernd konstant gehalten werden kann.

Die Kammer 4 kann durch den Druckanschluß 6 bzw. den Sauganschluß 7 unter einen bestimmten Überdruck p^ oder einen bestimmten Unterdruck pp gesetzt werden· Eine entsprechende Steuervorrichtung, wie in der Zeichnung dargestellt die Steuerklappe 8, bewirkt, daß die Kammer A-kontinuierlich abwechselnd unter Oberdruck bzw. unter Unterdruck gesetzt wird. Die Bewegung der Steuerklappe erfolgt gemäß Fig. 1 durch den Steuerhebel 9» welcher von einer umlaufenden Steuernocke 10 betätigt wird. Eine Feder 11 bewirkt den kraftschlüssigen Kontakt zwischen Steuerhebel und Steuernocke. Die Steuernocke wird vorzugsweisedurch einen stufenlos regelbaren Elektromotor angetrieben.

Durch entsprechende Gestaltung der Steuernocke ist es möglich, die Wirkzeiten von Überdruck und Unterdruck in der Kammer entsprechend den Eigenschaften der zu verarbeitenden Masse M anzupassen. Durch eine geeignete Vorrichtung wird bei Betriebsunterbrechungen die Steuerklappe 8 so gestellt werden, daß die Kammer 4· unter Unterdruck Po gesetzt wird, wodurch ein unkontrolliertes Ausfließen der zu verarbeitenden Masse aus den Düsen 5 Sicherheit vermieden wird.

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Die Steuernocke stellt nur eine der Möglichkeiten eines Antriebes der Steuerklappe dar. Es ist zum Beispiel ebenso eine pneumatische oder hydraulische Antriebsvorrichtung möglich.

Durch die kontinuierliche Wechselwirkung von Überdruck und Unterdruck an den Düsen wird der Massefluß in den Düsen unterbrochen und so die Masse M in Einzelvolumina zerlegt. Der Überdruck pi richtet sich nach der Viskosität der zu verarbeitenden Masse, bzw. nach dem Düsenquerschnitt. Der Unterdruck pg wird vorzugsweise dem statischen Druck aus der Füllhöhe H der zu verarbeitenden Masse entsprechen ·

Der Überdruck bzw. der Unterdruck wird durch Manometer bzw. Vakuummeter 13 kontrolliert.

(Te nach der zu verarbeitenden Masse M, kann der Kammer A-über den Druckanschluß 6 ein bestimmtes Gas, wie zum Beispiel Stickstoff, zugeführt werden, und so eine Schutzatmosphäre in der Kammer aufgebaut werden.

Je nach der zu verarbeitenden Masse M, kann die Kammer 4-mit^einer entsprechenden Mischvorrichtung ausgerüstet werden, so daß in der Kammer erst vor Formung der Einzelvolumina Zuschlagstoffe beigemengt werden können.

Die gesamte Tropf- und Pastilliervorrichtung wird vorzugsweise mit einer Beheizung 15 und einer Isolation 16 versehen sein, jedoch besteht auch die Möglichkeit, die Tropf- und Pastilliervorrichtung kühlbar auszuführen.

Eine Variation der Tropfengröße und Tropfenform kann je nach Viskosität der zu verarbeitenden Masse durch die

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Größe und die Wirkzeit des Überdruckes p^,, sowie der Diisenform und Düsen quer schnitt es erreicht werden. Die Düsen weisen vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt auf, können jedoch abgestimmt auf Masse und Pastillen- _; form auch Querschnitt wie zum Beispiel Schlitzform, quadratische Form usw. ,aufweisen. Der Abstand der Düsen untereinander kann entsprechend den Eigenschaften der zu verarbeitenden Masse und der gewünschten Tropfen- bzw. Pastillenform frei festgelegt werden. Die Düsen werden vorzugsweise mit austauschbaren Einsätzen versehen sein.

Um die aus den Düsen 5 austretenden Einzelvolumina zu Pastillen zu formen, werden diese von der Auffangfläche aufgenommen. Vorzugsweise wird es sich bei der Auffangfläche um eine Bandkühl anlage gemäß Pig. 2 handeln.

Die Tropf- und Pastilliervorrichtung 18 formt am Band 19 Pastillen, welche durch Besprühung des Bandes mittels einer Sprüheinrichtung 21 von unten mit Wasser oder Sole gekühlt werden. Ebenso kann in einem Tunnel 22 durch entsprechende Einrichtungen eine Verstärkung der Kühlwirkung bewerkstelligt were&i.

Das Band wird über die Antriebsscheibe 23 und die Spannscheibe 24 umgelenkt, und weist eine Bandgeschwindigkeit ν auf. Der Bandantrieb 20 setzt das Band in Bewegung, während mittels eines Bandreinigers 25 noch anhaftende Pastillen vom Band entfernt werden.

Beim Umlenkung des Bandes, vorzugsweise eines Stahlbandes aus rostbeständigem Edelstahl, entsteht zwischen diesem und den noch haftenden Pastillen eine Scherspannung, welche normalerweise zur Ablösung der Pastillen vom Band führt. Die erstarrten Pastillen werden im Abwurf 26 gesammelt.

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AIs Auffangfläche kann auch eine Walze verwendet werden.

Besonders zur Erzeugung von Granalien "bzw. kugeligen Körpern kann die zu verarbeitende Masse in einen Luft- oder Gasstrom eingespeist werden, wo die Überführung von der flüssigen oder viskosen in die feste Phase durchgeführt wird.

Durch, die sowohl in Bezug auf Bildungsgeschwindigkeit ^ als auch in Bezug auf Volumen steuerbare Tropfenbildung kann das Pastillieren bei jedem Verfahren angewandt werden, in welchem exakt definierte Flüssigkeitsvolumina einzuspeisen oder zu bilden sind.

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Claims

Verfahren zur Herstellung von festen Teilchen, bei- ν spielsweise von pastillenartiger oder kugeliger Form durch Auspressen von flüssigen oder viskosen Massen .durch Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche der flüssigen oder viskosen Masse beaufschlagende Gasatmosphäre wechselweise unter über- und Unterdruck gesetzt und die an den Düsen austretenden Einzeljrolumina eerstarren gelassen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Große der festen Teilchen durch Einstellung der Große und/oder der Wirkdauer des Überdruckes eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betriebsunterbrechungen die die Oberfläche der flüssigen oder viskosen Masse beaufschlagende Gasatmosphäre unter Unterdruck gesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelvolumina schwebend in einem Luft- oder Gasstrom vom flüssigen oder viskosen Zustand in die feste Phase überführt werden.
5- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine flüssige oder viskose Masse aufnehmende jammer C^)» welche oberhalb des Flüssigkeitsspiegels allseits geschlossen ist und abschließbare Anschlüsse (6, 7) für eine Druckgasleitung und eine Saugleitung aufweist.

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6. Vorrichtung nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Druckgasleitung und die Saugleitung ein gemeinsames, zeitabhängig gesteuertes Umschaltventil vorgesehen ist.
7· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil von einer schwenkbaren Klappe (8^ gebildet ist, welche durch eine Steuernocke (10) betätigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5» 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß zur Eonstanthaltung der Füllhöhe in der Kammer eine den Flüssigkeitsstand registrierende Vorrichtung (14·) vorgesehen ist, welche ein Zuflußregelventil (3) steuert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4·) mit einer Mischvorrichtung ausgerüstet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9_t dadurch gekennzeichnet, daß die mit der flüssigen oder viskosen Masse in Berührung stehenden Wände heizbar oder kühlbar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (5) mit austauschbaren Einsätzen versehen sind.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Düsen (5) eine umlaufende Fläche, beispielsweise eine Walze, ein umlaufendes Band oder ein Rundlaufteiler ,für die Aufmhae der aus den Düsen (5) ausgepreßten Einzelvolumina vorgesehen ist.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der umlaufenden Fläche ein Bad für die Aufnahme der von der umlaufenden Fläche abgeworfenen Einzelvolumina angeordnet ist, in welchem die Umwandlung vom flüssigen oder viskosen Zustand in die feste Phase erfolgt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Düsen (5) eine Kühlanlage, eine Trockenanlage, eine Kristallisationsanlage oder eine Granulieranlage für die Aufnahme der aus den Düsen (5) austretenden Einzelvolumina vorgesehen ist.
15- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch, gekennzeichnet, daß unterhalb der Düsen (5) ein umlaufendes gekühltes Band für die Aufnahme der aus den Düsen (5) ausgepreßten Einzelvolumina vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Bandes eine Sprühvorrichtung für Wasser, gegebenenfalls Sole, angeordnet ist.

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