DE3149517A1

DE3149517A1 - Verfahren und vorrichtung zum granulieren eines pulvergemisches

Info

Publication number: DE3149517A1
Application number: DE19813149517
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. 1050 Wien Gergely
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE3149517C2; AT376147B; ATA610980A; GB2093052B; GB2093052A

Description

Dr. Gerhard Gergely, A-1050 Wien, Gartengasse 8

Verfahren und Vorrichtung zum Granulieren eines Pulvergemisches

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granulieren eines Pulvergemisches sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem trommeiförmigen ,evakuierbaren Behälter, in dem sich eine angetriebene, in der Trommelachse liegende, Misch-, Rühr- und Fördereinrichtungen tragende Welle befindet, und der in der die Trommelachse enthaltenden, lotrechten Ebene derart verschwenkbar ist, daß die Trommelachse gegen ihre Horizontalposition im Links- und Rechtssinn neigbar ist.

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Bei herkömmlichen Verfahren zum Granulieren eines Pulvergemisches wird in dem Pulvergemisch eine Agglomeration erzeugt. Dabei findet insbesondere immer noch Stärkekleister häufig Verwendung, was allerdings den Nachteil mit sich bringt, daß der angeteigte Stärkekleister eine hochviskose Lösung liefert, die große Rührkräfte erfordert, um in der Mischung verteilt zu werden. Am Ende dieses bekannten Verfahrens steht ein kuchenähnlicher Agglomerationsteig zur Verfügung, der in großen Brocken getrocknet (irn. Granulat-Schnelltrockner) und dann verteilt werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen, durch die in der Qualität wesentlich verbesserte Granulate unter Vermeidung eines kuchenteigähnlichen Agglomerationsteiges als Zwischenprodukt (kein "caking") in einem geschlossenen System erzeugbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch folgende Verfahrensschritte:

a) Stärkekleister, Sorbitollösung oder ein anderes Bindemittel wird mit einem Lösungsmittel wie Isopropanol oder Methylenchlorid, in dem sich das Bindemittel nicht löst, unter Bildung einer Emulsion mit darin tröpfchenweise verteiltem Bindemittel gemischt;

b) die Emulsion wird auf das Pulver aufgesprüht, wobei das Bindemittel tröpfchenweise im Pulver

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verteilt wird;

c) das Lösungsmittel wird verdampft;

d) die im Pulver verteilten Bindemittel-Tröpfchen bilden Agglomerationskeime, um die herum sich das Pulver zu größeren Gebilden, Granulaten, agglomeriert.

Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, das Pulver in einem evakuierten Behälter in Schwebe zu halten und die Emulsion durch Einsaugen in den Behälter aufzusprühen.

Die erfindungsgeinäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Fördereinrichtungen so angeordnet und angetrieben sind, daß sie bei jeder Neigung der Trommel das Pulver gegen dessen Schwerkraft von der jeweils untenliegenden Trommel-Wandung weg, aufwärts fördern.

Vorteilhafte, insbesondere automatisierende, Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolijurultin Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens sowie der Vorrichtung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gemäß Fig. 1 eine Trommel 10 auf, die an einer Schwenkachse 12 drehbar angelenkt und durch ein Stützgestell 30 abgestützt ist. Eine in der Trommelachse 46 verlaufende Dreh-Welle (nicht gezeigt) wird durch einen bei 14 angebrachten Motor angetrieben. Einzelheiten derartiger Trommeln, wie ihre Doppelwandung und die Bestückung der Drehwelle mit Misch-, Rühr- und Förderwendeln bzw. -schnecken sind dem Fachmann bekannt und z.B. aus der DE-PS 22 18 729 zu entnehmen. Die zylindrische Trommel ist mittels eines Schwenkantriebes 32 um die horizontal verlaufende Achse 12 schwenkbar. Ein bei 20 an der Trommel angelenkter Deckel 18 ermöglicht den Zugamg in die Trommel zu Reinigungsund Reparaturzwecken. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 18 mit einer Reihe von Einrichtungen zur Einspeisung bzw. Entnahme von Trommelinhalt versehen. Mittels eines Substanzeinlaßventiles 22 kann die Trommel z.B. mit Pulver beschickt werden, vorzugsweise geschieht dies durch Ansaugen in das Trommel-Vakuum. Auf diese Weise ist auch Emulsion durch ein Ventil 24 in die Trommel einspeisbar. Die mit einem Auslaßstützen 28 und Auslaß-Ventil 34 versehene Siebmaschine 26 dient der Produktentnahme und ist in der DE-PS 22 18 729 näher beschrieben.

Vorzugsweise an-dein dem Deckel 18 gegenüberliegenden oberen Ende der Trommel 10 sieht die Vorrichtung einen als Flansch oder dergl. ausgebildeten Anschluß 16 an ein Vakuum erzeugendes und kontrollierendes System vor, welches hier nicht näher beschrieben zu werden braucht.

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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst Stärkelösung in üblicher Weise bereitet, indem sie kalt angesetzt und erhitzt wird. Sodann wird sie beispielsweise in Isopropanol und Methylepchlorid emulgiert. Die Emulsion entsteht dadurch, daß die konzentrierten Stärkekleisterteilchen sich im Isopropanol und Methylenchlorid tröfpchenweise verteilen, ebenso wie sich die Lösungsmittel tröpfchenweise in der Lösungsphase verteilen. (Ähnlich etwa einem O/Wund W/O-Gemisch in Cremen.)

Nachdem das zu behandelnde Pulver in die Trommel 10 ei.ncjespulst ist, wird die so erhaltene Emulsion auf das Pulvergemisch aufgesprüht, wobei vorzugsweise das Pulver in der Trommel durch die Misch- und Fördereinrichtungen in "Schwebe" gehalten wird. Hierbei wird die Stärkekleister enthaltende Emulsion punktmäßig innerhalb der Pulvermischung verteilt (entsprechend den Tröpfchen), wonach das Lösungsmittel, also Methylenchlorid und Isolpropanol, verdampft und die Stärketeilchen lokal fixiert sind. Diese Stärketröpfchen sind nun Kristallisationskeimen vergleichbare Agglomerationskeime, um die sich herum die anderen Pulverteilchen zu größeren Gebilden agglomerieren. Dadurch,daß die Misch- und Fördereinrichtungen erfindungsyomäß so angeordnet und betrieben werden, daß sie bei jeder Neigung der pendelnd hin- und hergeschwenkten Trommel 10 das Pulver gegen dessen Schwerkraft von der jeweils untenliegenden Trommel-Wandung weg, aufwärts fördern, werden kompaktierende Mischungsmaßnahmen vermieden, so daß die schwebenden bzw. sich fast dauernd im freien Fall bewegenden Agglo-

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merationskeime von der Restfeuchtigkeit beispielsweise mittels Vakuum-Sehnelltrocknung getrocknet werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur mit Stärke durchführbar. Es werden ebenfalls vorzügliche Granulate mit Sorbitollösungen erzielt. Der Kern des Erfindungsgedankens besteht also darin, eine konzentrierte Lösung mit einem solchen Lösungsmittel zu versetzen, das sich in der Lösung nicht löst, damit ein Emulsionscharakter des Gemisches gewährleistet.ist. Würde sich nämlich das Bindemittel in dem organischen Lösungsmittel lösen, wäre eine lokale Abgrenzung und Fixierung der Agglomerationskelme nicht möglich und nach Verteilen der Lösung in dem Pulver käme es zu der unerwünschten Bildung von "Kuchenteig" (caking).

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Beispiele weiter erläutert:

BeisOiel 1:

50g Maisstärke werden mit 25 ml Wasser verkleistert und sodann mit 50 ml Isopropanol und 20 ml Methylenchlorid mit einem hochtouriyen Rührwerk eingerührt. Es entsteht eine niedrig viskose Emulsion. >Soll beispielsweise das Pulvergemisch insgesamt 80% Milchzucker und 20% Stärke enthalten, so ist es vorteilhaft, in diesem Falle nur 5% der Stärke in der beschriebenen Weise zu emulgieren und die restlichen 15% der Stärke trocken mit dem Pulver einzusetzen. Während nun die Trommel mit dem darin ein-

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gebrachten Pulvergemisch in der beschriebenen Weise um ihre Horizontalposition pendelt und die Misch- und Fördereinrichtungen das Pulver permanent in Schwebe, bzw.- freiem Fall, halten'., wird die Emulsion aufgesprüht. Dieses Verfahren verbraucht gegenüber herkömmlichen Verfahren wesentlich weniger Stärkekleister und die Verteilung des Bindemittels erfolgt wesentlich besser als bei bekannten Verfahren.

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Kine Mischung aus 902 Lactose mit 10$ Sorbitol wird granuliert. Dazu werden die 10% Sorbitol mit Wasser gelöst (9 Teile Sorbitol, 1 Teil Wasser) und nach dem Auflösen mit 1 Teil Isopropanol und 0,5 Teilen Methylenchlorid mit einem hochtourigen Rührwerk emulgiert. Bei der Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens stellt sich derselbe Effekt ein: Die niedrigviskose Lösung von Sorbitol kann zunächst nicht kleben, da sie vom Isopropanol und vom Methylenchlorid daran gehindert wird. D.h. also, man kann die Lösung in der Pulvermischung verteilen, ohne daß zunächst eine Agglomeration erfolgt. Erst wenn das Methylenchlorid und das Isopropanol (bei- :;n i ei r;woi r;i· mi t tels Vakuum-Schnel ltrocknung) weggetrocknet werden, wird das restliche Wasser mit dem Sorbitol stark klebefähig. Da es aber bereits punktförmig innerhalb der Masse verteilt ist, erfolgt automatisch eine hervorragende Granulierung mit vorzüglichen Eigenschaften.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeich-

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nung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Leerseite

Claims

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Patentansprüche:

J Verfahren zum Granulieren eines Pulvergeinisches, gekennzeichnet durch folgende Verfahrcnsr.chri tte:

a) Stärkekleister, Sorbitollösung oder ein anderes * Bindemittel wird mit einem Lösungsmittel wie \ Isopropanol oder Methylenchlorid, in dem sich das Bindemittel nicht löst, unter Bildung einer Emulsion mit darin tröpfchenweise verteiltem Bindemittel gemischt;

b) die Emulsion wird auf das Pulver aufgesprüht, wobei dan Bindeini I I el I Γ'"·ρΓι.·1ιι miwc L:'.f· im 1'u.l vrr verteilt wird;

c) das Lösungsmittel wird verdampft;

d) die im Pulver verteilten Bindemittel-Tröpfchen bilden Agglomerationskeime, um die herum sich das Pulver zu größeren Gebilden, Granulaten, agglomeriert. .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Pulver in einem evakuierten Behälter be (findet und die Emulsion durch Einsaugen in den Behälter aufgesprüht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver in dem Behälter durch rotierende Misch- und Fördereinrichtungen im wesentlichen in Schwebe gehalten wird und das Lösungsmittel mittels Vakuum-Schnelltrocknung abgedampft wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem trommeiförmigen, evakuierbaren Behälter, in dem sich eine angetriebene in der Trommelachse liegende, Misch-, kiihr- und l-'üruereinrichtungen tragende Wolle befindet, und der in der die Trommelachse enthaltenden, lotrechten Ebene derart verschwenkbar ist, daß die Trommelachse gegen ihre Horizontalposition im Links- und Rechtssinn neigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Fördereinrichtungen so angeordnet und angetrieben sind, daß sie bei jeder Neigung der Trommel (10) das Pulver gegen dessen Schwerkraft von der jeweils untenliegenden Trommel-Wandung weg aufwärts fördern.
'·. ViJi i" i i'h t inn] nach Λ t j :: j 11 uch Ί, d.ulnri'h · j ι · k«.! ιί r ι ~ ,zeichnet, daß die Trommel (10) während der Einulsionsaufbringung um die Horizontalposition der Trommelachse (46) pendelnde Schwenkbewegungen ausführt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,

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dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Trommelachse (46) elektronisch erfaßt wird und bei Durchgang durch die Horizontalposition der Drehsinn der Misch- und Fördereinrichtungen automatisch umgekehrt wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektronische Schalter die Begrenzung der pendelnden Schwenkbewegung der Trommel (10) definieren, wobei durch Betätigung der Schalter die Schwenkrichtung umgekehrt wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die evakuierbare Trommel (10) mit Ventilen (22, 24) zur Pulver- und Emulsionsbeschickung versehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsaugrate der Emulsion dadurch gesteuert wird, daß die Pumpleistung bei der Evakuierung der Trommel. (10) sowie der Druck in der Trommel (10) gesteuert werden.