DE678625C - Vorrichtung zur Herstellung feiner Pulver aus bei Zimmertemperatur festen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung feiner Pulver aus Stoffen, welche bei Zimmertemperatur fest sind, beispielsweise von Substanzen, die in ihrem Kri-Stallwasser bei erhöhter Temperatur schmelzen, insbesondere von Seifenpulvern mit einem Gehalt von Soda und ähnlichen Stoffen, durch Zerstäubung und Abkühlung warmer Flüssigkeiten mit Förderung der

to Stoffe innerhalb der Zerstäubungs- und Abscheidungsanlage durch Rohrleitungen auf pneumatischem Weg.

Seifen- und Waschpulver und derartige Produkte werden im allgemeinen aus Seife, calcinierter Soda und Wasser bereitet, welche Stoffe mit oder ohne andere Beigaben warm gemischt werden. Bei Abkühlung bindet die calcinierte Soda Wasser unter Bildung von Kristallsoda (Na₂CO₃-IoH₂O). Damit das erzielte Produkt ganz trocken wird, muß die Mischung genügend calcinierte Soda oder ähnliche Stoffe enthalten, wodurch der ganze Wassergehalt der Mischung, somit auch der heißflüssigen Seife selbst, als Kristallwasser gebunden werden kann. Beispielsweise können durch 106 Teile calcinierter Soda 180 Teile Wasser als Kristallwasser gebunden werden. Meistens arbeitet man mit einem Überschuß an calcinierter Soda, damit das später erhaltene Produkt nicht hygroskopisch wird und gegebenenfalls noch mehr Wasser binden kann. Es handelt sich bei der Herstellung solcher Seifen- und Waschpulver nicht um eine Trocknung oder Wasserentziehung; im Gegenteil wird der Masse absichtlich Wasser zugefügt, um das Produkt billiger und leichter löslich zu machen. Vielfach wird die 'warmflüssige Mischung oder Masse zerstäubt, um dieselbe durch die feine Verteilung schnell gerinnen oder kristallisieren zu lassen und sofort in ein pulvriges Produkt zu verwandeln. Bei der Zerstäubung soll folglich Wärme abgeführt werden; die für die beabsichtigte Kristallisation benötigte Abfuhr von Kalorien kann nur in einer kalten Umgebung stattfinden. Falls die Zerstäubung z. B. in einer Umgebung von warmer Luft stattfinden sollte, so würde der Masse unerwünscht Wasser entzogen werden, während sie auch nicht die Gelegenheit hätte, auszukristallisieren und das absichtlich hinzugefügte Wasser als Kristallwasser zu binden. Bei der Zerstäubung der warmflüssigen Masse in einer kalten Umgebung findet nur in sehr geringem Maße eine Wasserentziehung durch die für Abkühlung dienende Luft statt.

Bei der oben beispielsweise erwähnten Mischung von warmflüssiger Seife, Wasser und calcinierter Soda kann die erwünschte Kristallisation und gleichzeitige Bindung des gan-

zen Wassergehaltes als Kristallwasser erst bei einer Temperatur unterhalb 34 bis 38⁰ C stattfinden, wobei die Kristallsoda bei einem ge-: bundenen Kristallwassergehalt von 7 bis 10. H₂O anfängt auszukristallisieren. "¹^

Einigen bekannten Systemen entsprechend zerstäubt man derartige Massen in einem hohen Turm oder in einer Kammer, wobei die Teilchen, welche darin frei her unter wirb ein, durch den natürlichen Luftzug nach oben genügend abgekühlt werden, um wenigstens äußerlich zu erstarren oder. auszukristallisieren. Der natürliche Luftzug sorgt hierbei für genügende Wärmeabfuhr, so daß die zerstäubten Teilchen äußerlich trocken oder erstarrt unten" ankommen. Für die vollkommene Erstarrung oder Auskristallisation der zerstäubten Teilchen wird aber meistens eine längere Zeit benötigt, als die Fallhöhe dieser Teilchen erlaubt, um die Abkühlung der warmen Masse auf unterhalb 34 bis 38⁰C zu bewirken sowie weiter die entstehende Kristallisationswärme abzuführen (Reifung). Bei diesen Systemen beobachtet man auch, daß die heruntcrwirbelnden Teilchen eine gewisse Schneeflockenformation bilden, wobei die entstehenden Kristalle zusammenwachsen. Der Kern dieser Teilchen ist meistens noch nicht genügend auskristallisiert, weshalb die Teilchen leicht zusammenwachsen oder. zusammenbacken. Bei den obenerwähnten Zerstäubungssystemen ist noch eine sog. Nachreifung der zerstäubten Masse erforderlich. Diese Nachreifung kann bei den bekannten Systemen oft 2 bis 3 Tage dauern, falls die zerstäubte Masse zusammen gelagert und sich j selbst in Haufen oder Säcken überlassen wird.

Gemäß anderen bekannten Systemen genügt eine kleinere Fallhöhe, wenn in dem Zerstäubungsturm von einem Ventilator ein hochgehender Luftstrom erzeugt wird, wodurch man die Fallgeschwindigkeit der Teilchen verkleinert. Bei all den obenerwähnten Systemen fallen die äußerlich geronnenen Teilchen auf den Boden des Zerstäubungsraumes, von wo aus sie auf mechanischem Wege entfernt und von besonderen Fördervorrichtungen zu ihrem Bestimmungsort geführt werden. Bei den Systemen mit einer besonderen Luftzufuhr wird ein Teil des feinsten Stoffes oft von dem Luftstrom mitgenommen und mittels besonderer Vorrichtungen wieder aus demselben getrennt, um es darauf der Hauptmasse des bereits zerstäubten Pulvers zuzuführen.

Weil das Produkt im allgemeinen keiner weiteren Vermahlung oder sonstigen Zerkleinerung unterworfen wird, sind die Anforderungen, denen der Zerstäuber oder die Sprühvorrichtung genügen sollen, im Zusam- | menhang mit der Feinheit der zerstäubten Teilchen hoch. Trotz, einer feinen Zerstäubung beobachtet man aber oft, daß aus iiÖ^n beschriebenen Gründen ein teilweise grobiMSr.aige's Produkt entsteht. Durch die me- «,ehaäiische Förderung wird das Produkt vielfach etwas feiner gerieben. Bei einem anderen System wird das Erzeugnis durch Kratzer bearbeitet. Auch durch die Kratzer wird das Zusammenwachsen der Teilchen bei der nachträglichen Reifung mechanisch teilweise verhindert. Ein vollständig gleichmäßiges Produkt läßt sich auf die oben angegebenen Weisen jedoch selten erhalten.

Es war auch bereits bekannt, abpackfertiges Pulver durch Kühlung in mechanischen Förderern oder Förderung in pneumatischen Förderanlagen zu erhalten. Es ist aber dabei nicht vorgesehen, die pneumatisehen Förderer über das zur Förderung nötige Maß zu verlängern, wenn die Anlagen in üblicher Weise dicht nebeneinanderliegen.

Na.ch der Erfindung kann man nun ein rasches Reifen und ein gleichmäßiges Produkt während der an sich bekannten nachfolgenden pneumatischen Förderung der bei der Zerstäubung erhaltenen Produkte erzielen. Zu diesem Zweck werden die Rohrleitungen der pneumatischen Förderanlage mit einer erheblich größeren Länge oder verwikkelteren Gestalt ausgebildet, als sie lediglich durch die Verbindung der in üblicher Weise nebeneinanderliegenden Teile der Anlage bedingt ist. Der erfindungsgemäße Zweck einer derartigen pneumatischen Förderung ist, das zerstäubte und ,äußerlich erstarrte Produkt durch die Reibung gegen die Wände eines Rohrleitungssystems und/oder des Ventilators einer bestimmten Schleifung und dadurch bedingten Nachreifung zu unterwerfen und es zudem unter gleichzeitiger weiterer Abkühlung durch die kalte Förderluft und die Wände des Rohrleitungssystems in einem feiner verteilten Zustand zu bekommen, wobei das Produkt gleichzeitig in einfacher Weise durch die Rohrleitung zu einefri ganz willkürlichen Bestimmungsort geführt wird.

An sich ist die pneumatische Förderung als solche für verschiedene Stoffe und Chemi- no kalien bekannt. Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen eine zerstäubte Seife mittels stark erhitzter Luft oder mittels Heizgase getrocknet und vom Luftstrom mitgenommen wird. Hierbei handelt es sich um einen Trocknungsprozeß, wobei dem zerstäubten Material, welches bei Zimmertemperatur nicht fest ist oder auskristallisieren kann, ein großer Überschuß an Wasser durch Heizluft oder Heizgase entzogen werden muß. Erst nach Entzug von Wasser wird die Masse fest.

Die neue Vorrichtung bietet gegenüber den bekannten Systemen verschiedene, Vorteile. Mit einfachen und billigen Hilfsmitteln wird ein Produkt mit besonders guten Eigenschaften erhalten. Durch das Scheuern und Auftreffen der zerstäubten und äußerlich erstarrten Teilchen gegeneinander und gegen die Wände der Rohrleitungen, durch die Reibung in den Krümmungen derselben wie auch

ίο gegebenenfalls gegen die Flügel und die Wände des Exhaustors, wobei gleichzeitig, das Produkt durch die kalte Förderluft und die kalten Wände des Rohrleitungssystems abgekühlt wird, erhält man ein Pulver, weldies feinkörniger und besser löslich ist als die mit den meisten bekannten Vorrichtungen erzielten Erzeugnisse. Hierbei tut es wenig zur Sache, ob bei der Zerstäubung und dem danach auftretenden Zusammenwachsen . der

zo noch nicht völlig gereiften oder auskristallisierten Kerne ein schneeflockenartiges Gebilde entsteht, weil ein solches doch im Rohrleitungssystem fein gerieben wird. Bei einem derartigen grobkörnigen Produkt hat es übrigens im allgemeinen kein Bedenken, daß der Kern der Flocken noch nicht ganz auskristallisiert sein sollte. Durch die abkühlende Wirkung der Förderluft und der Wände der Rohrleitung erfolgt während des Abschleifens die weitere Gerinnung oder Auskristallisation.

Beim Zerstäuben genügt meistens ein sehr einfacher oder wenig kostspieliger Zerstäuber.

Bei' der Vorrichtung gemäß der Erfindung

können alle mechanischen Fördervorrichtungen fortfallen. Die Vorrichtung kann ohne Bedenken alten bestehenden Gebäuden angepaßt werden, während bei den bekannten Zerstäubungssystemen meistens besonders große Räume und neue Baulichkeiten nötig sind.

Die Erfindung soll an Hand der beiliegenden Zeichnung mit einigen Beispielen erläutert werden.

Der Ventilator ^4 (Abb. 1) bläst die angezogene Luft oder das in Betracht kommende Gas nach oben und nimmt die von einem beliebigen Zerstäuber B zerstäubte Masse mit, wodurch dieselbe zum Kristallisieren gebracht wird. Für eine günstige Wirkung wird es oft wichtig sein, die von dem .Ventilator angetriebene Luft vorher mehr oder weniger abzukühlen. Entsprechend der Wurfweite des Zerstäubers wird der erweiterte Zerstäubungsraum C derartige Abmessungen haben müssen, daß die warmflüssigen zerstäubten Teilchen nicht mit der Wand in Berührung kommen können, bevor sie von dem zugeführten kalten Luft- oder Gasstrom an der Außenseite zur · Kristallisation gebracht worden sind. Der von dem Ventilator A erzeugte Luftstrom soll übrigens so kräftig sein, daß der Fall der zerstäubten Teilchen in C aufgehoben wird und dieselben durch die Rohrleitung D mitgeführt werden. Die Druckleitung!)' kann jede beliebige Form haben und den zur Verfügung stehenden Räumen angepaßt werden. Mit Rücksicht auf die erwünschte Feinheit des Produktes ist es erforderlich, die Rohrleitung ungewöhnlich lang zu machen und in derselben auch einige Krümmungen vorzusehen. Schließlich gelangt die zerstäubte und auskristallisierte Masse in einen Zyklon oder Materialabscheider E, in welchem das Pulver herunterfällt, während die überflüssige Luft durch das Entlüftungsrohr F und die Haube G entweicht. Das Pulver fällt dann z. B. in den Trog oder Behälter H₁ aus welchem es bei / abgezapft werden kann. Das Entlüftungsrohr/⁷ kann nötigenfalls noch mit einem Luftfilter verbunden werden, in welchem die mitgerissenen feinsten Staubteilchen aus der Luft abgetrennt werden und wieder in den Behälter// fallen. Statt des ZyklonsE kann auch unmittelbar ein Luftfilter benutzt werden. Der Materialabscheider und der Behälter// können in jedem beliebigen, dafür geeigneten Ort in beispielsweise bestehenden Gebäuden aufgestellt werden, wobei es meistens von untergeordneter Bedeutung ist, wie weit dieser Ort von dem Zerstäuber entfernt liegt, vorausgesetzt nur, daß der Ventila- tor eine hinreichende Leistungsfähigkeit hat. ■ Gemäß Abb. 2 ist es auch möglich, den Zerstäubungsraum der zu zerstäubenden Masse an die Saugleitung des Ventilators N anzuschließen. Durch einen beliebigen Zerstäuber K. wird die Masse z. B. in einem Saugtrichter L zerstäubt und von der gleichzeitig angezogenen kalten Luft oder dem in Betracht kommenden Gas zur Gerinnung oder Kristallisation gebracht. Für die Abmessungen eines derartigen Saugtrichters gelten dieselben Bemerkungen wie für den Zerstäubungsraum C in Abb. 1. Die Masse geht darauf durch den Ventilator M und wird durch die Druckleitung P, die je nach Wunsch senkrecht, waagerecht, spiralförmig usw..angeordnet sein kann, zum Bestimmungsort geführt, nachdem die Luft oder das Gas in einer besonderen Vorrichtung von dem Pulver getrennt worden ist. Beim Hindurchgehen no durch den Ventilator M werden die geronnenen zerstäubten Teilchen durch die Reibung gegen die Flügel und die Außenwand oder das Abnutzfutter der letzteren noch mehr oder weniger fein geschliffen. In diesem Fall kann das Rohrleitungssystem kürzer gehalten werden.

Es kann oft vorteilhaft sein, im Saugleitungssystem des Ventilators, z. B. in dem Saugtrichter, noch zusätzliche Öffnungen vorzusehen, wodurch in bekannter Weise Zweitluft oder Zweitgas in das System treten kann.

Hierbei kann die Zufuhr der Zweitluft derart eingestellt werden, daß die Gerinnung oder Trocknung der zerstäubten Teilchen ganz oder teilweise in derselben erfolgt. In Abb. 2 ist mit Strichlinien eine Ausführungsform des hier gemeinten Verfahrens dargestellt. Im Zerstäubungsraum R wird durch einen beliebigen Zerstäuber5 die Masse z.B. nach oben zerstäubt (den gezeichneten Zerstäu- her K muß man sich in diesem Fall fortdenken), worauf die zerstäubten Teilchen frei herunterfallen. Zwischen dem Zerstäubungsraum R und dem Saugtrichter L oder einem beliebig anders ausgeführten Saugleitungssystem M werden Öffnungen frei gelassen, wodurch sowohl Abkühlungsluft nach oben steigen als auch gleichzeitig von dem Ventilator angesaugt werden kann. Hierdurch kann, der Ventilator, der nicht mehr für die ganze Menge Abkühlungsluft bei der Zerstäubung zu sorgen braucht, entlastet werden, und es genügt eine geringere Leistung, welche nur für die pneumatische Förderung der zerstäubten geronnenen Teilchen hinreicht. Falls die zerstäubten geronnenen Teilchen in das Saugleitungssystem des Ventilators gelangen, ist es nicht immer nötig, daß sie durch den Ventilator selber hindurchgehen. Derselbe kann z. B. auch hinter dem Zyklon oder dem Materialabscheider aufgestellt werden.

Für die beschriebene Arbeitsweise kann jedes beliebige andere Zerstäubungssystem hergerichtet werden. Die zerstäubten Teilchen können in fester Form z. B. auf den Boden des Zerstäubungsraumes fallen und z. B. erst mechanisch in eine Sammelrinne geführt werden, welche dann wieder in Verbindung gebracht wird mit der · Saug- und Druckleitung der pneumatischen Fördervorrichtung, welche für das weitere Schleifen der Teilchen sorgt.

In der neuen Vorrichtung erhält man ein sofort verpackungsfähiges Produkt, welches, da" die Teilchen in ihrer ganzen Masse vollkommen auskristallisiert sind, nicht mehr . zusammenbacken kann. Durch die Länge und Anordnung der Rohrleitungen ■ hat man mit geringen Kosten jeden erwünschten Feinheitsgrad in der Hand. Abhängig vom Reifungsgrade der zerstäubten und äußerlich erstarrten Teilchen darf man unter Umständen und bei gewissen Zusammenstellungen des Produktes die Masse ohne genügende Vorkühlung und Abschleifung in längeren Rohrleitungen nicht zu schnell durch den Ventilator hindurchgehen lassen, weil sich sonst an den Flügeln oder gegen die runde Außenwand desselben "ein dicker Kuchen bilden würde. Dieser Umstand kann bei frisch gesprühten Teilchen auftreten, bei denen der innere Kern noch warm ist, so daß die Masse bei starkem Zusammendrücken noch einigermaßen weichschmierig ist. Bei anderen gesprühten Massen dagegen, bei denen der Reifungsgrad schon weiter fortgeschritten ist, kann unter Umständen die weiter abkühlende Wirkung der Förderluft und die •schleifende Wirkung im Ventilator selbst ausreichen, um mit einer ganz kurzen Rohrleitung ein sofort verpackungsfähiges und nicht mehr nachreifendes Produkt zu erzielen.

Außer für Seifen- und Waschpulver mit einem bestimmten Sodagehalt und derartigen Stoffen kann das neue Verfahren auch zum Überführen von anderen Produkten, die warmflüssig zerstäubt werden können und bei Abkühlung einen gewissen Kristallwassergehalt binden, wobei sie auskristallisieren und fest werden, in eine sofort verpackungsfähige Pulver- oder Körnerform dienen. Beispielsweise kommen hierfür in Betracht Stoffe, welche in der Wärme in ihrem Kristallwasser schmelzen oder auflösen können, wie .Kristallsada Na₂ C O₃. ι ο H₂ O, Kristallsulfit Na₂ S O₃ · 7H₂O, Glaubersalz, Borax usw. oder Ml· schungen mit solchen Stoffen. Damit das erzielte Produkt vollkommen trocken wird und bleibt, fügt man zweckmäßig vor der warmen Zerstäubung etwas weniger Wasser zu, als theoretisch als Kristallwasser gebunden werden kann, beispielsweise bei 106 Teilen calcinierter Soda nur 160 bis 170 Teile Wasser anstatt 180 Teile.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Herstellung feiner Pulver aus Stoffen, welche bei Zimmertemperatur fest sind, beispielsweise von Substanzen, die in ihrem Kristallwasser bei' erhöhter Temperatur schmelzen, insbesondere von Seifenpulvern mit einem Gehalt von Soda und ähnlichen Stoffen durch Zerstäubung und Abkühlung warmer Flüssigkeiten mit Förderung der Stoffe innerhalb der Zerstäubungs- und Abscheidungsanlage durch Rohrleitungen auf pneumatischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rohrleitungen eine erheblich größere Länge oder verwickeitere Gestalt haben, als sie lediglich durch die Verbindung der in üblicher Weise nebeneinanderliegenden Teile der Anlage bedingt ist, zum Zwecke der Nachreifung und Zerkleinerung der geförderten Stoffe.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen