DE2720947A1

DE2720947A1 - Verfahren und anlage zur herstellung pulverfoermiger produkte

Info

Publication number: DE2720947A1
Application number: DE19772720947
Authority: DE
Inventors: Joel Collinet
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1977-12-01
Also published as: FR2350862A1; NL7705183A; BE853952A; IT1085761B; LU77291A1; FR2350862B1; JPS52137757A; DK204577A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Gewinnung pulverförmiger Produkte.

Bei den verwendeten Trocknungstechniken für flüssige Produkte zur Gewinnung eines Pulvers, welches das Lösungsmittel dieses flüssigen Produktes bildet, wird das flüssige Produkt in Gegenwart eines warmen Gasstromes im allgemeinen am Scheitel bzw. oben an einem Trocknungsturm pulverisiert, und dann wird das von den zerstäubten Tröpfchen der das Lösungsmittel transportierenden Gasströmung gebildete Pulver separiert.

Es ist schon vorgeschlagen worden, vor der Zerstäubung die Flüssigkeit gasförmigen Kohlensäureanhydrids einzumischen, um einen Schaum zu bilden, der dann der Tätigkeit eines Zerstäubers bzw. einer Pulverisiervorrichtung unterzogen wird, die unter der Wirkung eines hohen Druckes arbeitet, unter welchem die Flüssigkeit geführt wird. Hiernach gestattet das Pulverisieren eines Schaumes flüssigen Produktes, die Maße der zerstäubten oder pulverisierten Tröpfchen zu erhöhen, um Pulver starker Körnungsdichten zu erhalten, die insbesondere dann bei ihrer Verwendung geeignet sind, in der geeigneten Flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, aufgelöst zu werden.

Diese Technik wurde zur Gewinnung eines Pulverextraktes von Tee und Kaffee verwendet, wobei diese Extrakte ein um so zufriedenstellenderes Aussehen damit hatten, als die Körner

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große Maße hatten.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage, mit denen ein Einbringen oder Einmischen eines Gases, wie z. B. gasförmigem Kohlensäureanhydrid, in eine Flüssigkeit vorgesehen ist, aber unter völlig anderen Anwendungsbedingungen, so daß die erhaltenen Ergebnisse, obgleich sie für sich selbst sehr interessant sind, dennoch der bekannten Technik, wie sie oben erörtert wurde, widersprechen.

In dem Verfahren zur Gewinnung des Produktes als Pulver gemäß der Erfindung erfolgt das Einbringen oder Einmischen des Kohlensäureanhydrids durch Diffusion feiner Blasen, deren Durchmesser etwa 0,5 bis 1 mm bei einem Abstand von 1 cm vom Diffusor beträgt, und zwar in einer relativ verminderten Menge und an einer Stelle, die weit genug von dem Zerstäubungsgerät entfernt ist, damit das Einmischen des kohlensauren Gases am Ort dieses Zerstäubungsgerätes vollständig in gelöster Form erfolgt. Damit tritt die erfindungsgemäß zerstäubte Flüssigkeit überhaupt nicht in Form eines Schaumes auf sondern im Gegensatz dazu in rein flüssiger Form, welcher in mehr oder weniger großer Menge Kohlensäureanhydrid ausschließlich in gelöster Form zugemischt oder in diese eingebracht wird.

Die Erfahrung zeigt, daß man hierdurch gewisse Eigenschaften des somit erhaltenen Pulvers steigern bzw. vergrößern kann und insbesondere seine Löslichkeit, seine Benetzbarkeit und seine Zerstreubarkeit oder Flugfähigkeit steigern kann, wäh-

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rend man gleichzeitig die Hygroskopisität bzw. Wasseranlagerung vermindert, wodurch sich seine Konservierung verbessern läßt.

Außerdem vermindert man infolge des dosierten Einmischens von Kohlensäureanhydrid in gelöster Form erheblich die Pulverisierbzw. Zerstäubungsenergie, oder wenn man die Anfangszerstäubungsleistung aufrecht erhält, man erheblich die zu behandelnde Beschickung steigert.

In vorteilhafter Weise dient die Erfindung der Zerstäubung von Flüssigkeiten unter einem Druck in der Größenordnung von Atmosphärendruck mittels einer Zentrifugalturbine bzw. Turbinenzentrifuge, und man mischt erfindungsgemäß das kohlensaure Gas in Form feiner Blasen an einer "unteren" Stelle der Beschickungsleitung zur Turbinenzentrifuge ein.

Vorzugsweise wird durch diese letztgenannte Verwendung ein örtliches Anwachsen des unmittelbar abstromig von dem Einmisehgerät herrschenden Druckes hervorgerufen.

Die eine und/oder die andere dieser zwei Anordnungen ist besonders günstig bei einem schnelleren Auflösen des Kohlensäureanhydrids. Beispielsweise hat man somit Kohlensäureanhydrid eingemischt, die in der Größenordnung von 2,5 1 pro kg Pulverprodukt liegen, was im allgemeinen zwischen 0,8 und 1,2 1 Kohlensäureanhydrid pro kg Pulverprodukt entspricht.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anlage zur Gewinnung pulverförmigen Produktes gemäß der Erfindung.und

Fig. 2 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab durch ein übergabegerät für kohlensaures Gas, welches in Figur 1 verwendet wird.

Die in den Zeichnungen dargestellte Anlage zur Gewinnung des Produktes als Pulver weist an der Spitze oder oben an einem Trocknungsturm 1 eine Zerstäuberzentrifuge in Form einer Turbine 2 auf, die mit einem flüssigen Produkt beschickt wird aus einem Behälter 3 mittels einer Leitung 4, welche eine Umwälzpumpe 5 und eine Vorrichtung G für eine gasförmige Überleitung aufweist, die das in einem Behälter 7 unter Druck gespeicherte Kohlensäureanhydrid verwendet. Das Pulver, das in üblicher Weise in einem Trocknungsturm 1 gebildet wird, wird über eine Leitung 8 zu einem Separator 9 abgezogen, wo das Pulver an einem unteren Ende 10 extrahiert wird, wie das Trocknungsgas, nachdem es von dem Pulver getrennt ist, durch die Leitung 11 abgezogen wird. Die verwendete Überleitungsvorrichtung weist hier in der Leitung 4 zwei Patronen 12a und 12b für gasförmige Überleitung auf, die identisch sind und in Reihe in der Leitung 4 angeordnet sind, obgleich sie voneinander durch einen

Leitungsabschnitt von mindestens 0,8 m getrennt sind. Jede *übergang von Gas in eine Flüssigkeit

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Patrone 12a und 12b weist in einem erweiterten Teil 13a, 13b der Leitung 4 einen Blasendiffusor oder -verteiler auf, der z. B. aus einem länglichen hohlen bzw. tiefen Körper 14 gebildet ist, der einen vollen Boden 15 und eine Seitenwand 16 aus porösem Material hat.

Jeder längliche Körper ist über ein Rohr 17 mit dem Behälter 7 verbunden. Eine Seitenwand aus Sintermetall des porösen Körpers wird hier aus Pulvern gebildet, die Durchgänge zwischen sich vorsehen, so daß in der umlaufenden Flüssigkeit in der Leitung 4 Blasen erzeugt werden, die 0,5 bis 1 mm bei einem Abstand von 1 cm vom Diffusor 14 nicht überschreiten.

Gemäß der Zeichnung ist das Gerät für die gasförmige Überleitung vorzugsweise auf der Höhe des Bodens angeordnet, d. h. mehrere Meter ja sogar das Vielfache von 10 m unten am Zerstäuber 2 derart angeordnet, daß der Druck auf diesem Niveau im wesentlichen größer ist als der Druck der Flüssigkeit im Zerstäubergerät, wodurch die Auflösung des kohlensauren Anhydrids oder CO- merklich erleichtert wird.

Desgleichen ist in vorteilhafter Weise am Ausgang der Patronen 12a, 12b für gasförmige Überleitung (übergang von Gas in eine Flüssigkeit) eine Leitung vorgesehen, deren Maß auf einer Länge von etwa 10 cm wesentlich schmaler wird als der übrige Teil der Leitung, die sich dann zum Zerstäubergerät hin vergrößert, um örtlich einen die Auslösung erleichternden überdruck hervorzuru-

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Beispielsweise erhält man folgende experimentelle Ergebnisse bei Versuchen, wo man vollständig eine Menge von 2,5 1 CO- pro kg Milch unter einem Druck nahe Atmosphärendruck in einer Anlage mit einer Stundenleistung von 450 kg Produkt auflöst. Man stellt die folgenden Modifikationen fest, im Hinblick auf das, was man in derselben Anlage ohne C0₂-überleitung erhält, wobei übrigens alle Dinge gleich sind.

1 - Der Wärmewirkungsgrad wird verbessert durch:

- eine Steigerung des mittleren Verdampfungswirkungsgrades von 12 %, entweder eine Brennöleinsparung gleicher Größe oder

- eine Vergrößerung der Behandlungskapazität der Anlagen von 12 %.

2 - In qualitativer Hinsicht stellt man fest:

- eine Verbesserung der Benetzbarkeit und der Zerstreubarkeit oder Flugfähigkeit des Produktes,

- eine bessere Umwälzung der Produkte in den pneumatischen Beförderungen oder Transportmitteln (keine Verschmutzung),

- eine erhebliche Verminderung der Hygroskopisität oder Wasseranlagerung der Produkte,

- eine erhebliche Verbesserung der Löslichkeit,

- eine erhebliche Verbesserung der Ummantelung des fetten, rutschigen Materials bei der Fabrikation wieder eingefetteter Produkte,

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- die Zahl der Teilchen ist größer, und die Dichte der Produkte ist erheblich vermindert. Diese Verkleinerung verändert sich parallel mit der Menge des eingeführten Gases,

- schwache Verminderung der Sinkfähigkeit der Produkte.

Als weitere Beispiele werden kurz die folgenden Ergebnisse erwähnt :

- Trocknung bzw. Gefriertrocknung von ''Buttermilch":

Man mischt 2,8 1 CO- (5,6 g) pro kg Pulver oder 0,8 1 CO, (1,6 g) pro kg flüssiges Produkt ein, und man stellt eine Vergrößerung des Verdampfungswirkungsgrades von 19,8 % fest;

- die Trocknung von "saurem Serum": Man mischt 1,7 1 CO₂ (3,4 g) pro kg Pulver oder 0,92 1 CO₂ (1,9 g) pro kg flüssigen Produkt ein, und man stellt eine Wirkungsgradsteigerung an Verdampfung von 22,7 % fest.

- Trocknung von "saurem Serum": Man mischt 2,OO 1 CO₂ (4,0 g) pro kg Pulver oder 1,09 1 C0_ (2,2 g) pro kg flüssiges Produkt ein, und man stellt eine Verbesserung an Verdampfung von 13,3 % fest.

Ohne Geschränkung der Erfindung kann man auch andere Arten von Diffusoren und insbesondere eines ansich bekannten "Doppelkonus"-

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Diffusors verwenden. Die Erfindung kann nicht nur auf Milchprodukte angewendet werden sondern auch auf gewisse Säfte aus Gemüseprodukten, wie z. B. Tomate.

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Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath t d - 62 Wiesbaden 9. Mai 1977 Dr. Dieter Weber s/p Postfa*1327 Dipl.-Phys. Klaus Seiffert 27209 A 7 «·««·— r ^ TdegramiMdicne: WILLPATOtT PATENTANWÄLTE Serie 2.253 L'Air Liquide, Societe Anonyme pour I1etude et !'Exploitation des Procedes Georges Claude 75,Quai d'Orsay - 75ΟΟ7 Paris / Frankreich Verfahren und Anlage zur Herstellung pulverförmiger Produkte Priorität: 11. Mai 1976 in Frankreich, Anmelde-Nr. 76 14.076 Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Pulverprodukten aus einer Flüssigkeit, bei welchem Kohlendioxidgas in eine Flüssigkeit gemischt wird, die dann am Scheitel eines Trocknungsturmes in Gegenwart eines warmen Kreislaufgases zerstäubt wird und bei welchem das somit gebildete Pulver abgetrennt wird, ausgehend von zerstäubten Tröpfchen des das Lösungsmittel, im

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Postscheck: Frankfurt/M«in 47*J-40i Bank: Dresdner Brak AG. Wiesbaden. Konto-Nr. t7«W7

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allgemeinen Wasser, transportierenden UmwHlzgases, dadurch gekennzeichnet, daß das Einmischen von Kohlendioxid durch Diffusion feiner Blasen erfolgt, deren Durchmesser in der Größenordnung von 0,5 bis 1 mm bei einem Abstand von 1 cm vom Diffusor beträgt, und zwar in relativ veringerter Menge und an einer hinreichend weit von dem Zerstäubergerät entfernten Stelle, und daß das Einmischen des Kohlendioxids an der Stelle des Zerstäubergerätes vollständig in gelöster Form erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Flüssigkeit unter einem Druck in der Größenordnung des atmosphärischen Druckes in mindestens einer Turbinenzentrifuge pulverisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einmischen oder Einbringen des Kohlendioxids in Form feiner Bläschen an einer "unteren" Stelle der Beschickungsleitung zu der Turbinenzentrifuge erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine lokale Druckvergrößerung in einer Zone unmittelbar abstromig von dem Gasübertragungsgerät hervorgerufen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 2,5 1 Kohlendioxid pro kg Pulver oder 0,8 bis 1,2 1 Kohlendioxid pro kg flüssiges Produkt überführt bzw. übergeleitet werden.

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5. Anlage zur Gewinnung eines pulverförmigen Produktes aus einer Flüssigkeit, bei welcher ein Trocknungsturm mit einer Zerstäuberturbinenzentrifuqe am Scheitel dieses Turmes verwendet wird und eine Beschickungsleitung eine Umwälzpumpe zwischen einem Flüssigkeitsbehälter und der Zerstäuberturbine und Mittel zum Umwälzen des Pulvers bei Wärme in diesem Turm und Mittel zum Trennen des Pulvers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diffusoreinrichtung (2) für Kohlendioxid zum Emittieren von Blasen vorgesehen ist, die in der Leitung (4) angeordnet sind und von einem Behälter (7) für Kohlendioxidgas unter Druck abgezogen sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusoreinrichtung (2) mit Gasen mindestens einen länglichen hohlen bzw. tiefen Körper (14) aufweist, dessen Querwand (16) aus gesintertem Metall besteht und kleine Zwischenräume oder Spalte in der Größenordnung von Millimetern bildet und an einem Ende mit einem Anschlußrohr (17) an dem Gasbehälter (7) angeschlossen ist und daß der hohle Körper (14)axial längs eines ausgedehnten oder größeren Teils der Beschickungsleitung 4 für Flüssigkeit angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusoreinrichtung mit Blasen von der Art mit "Doppelkonus" ist.

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