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Die Erfindung befaßt sich mit einer Granulier- und
Überzugsvorrichtung, und insbesondere mit einer Vorrichtung, welche sich in
effektiver Weise beim Granulieren, Überziehen und Trocknen von
pulverförmigem Material einsetzen läßt, dessen Partikel einen
vergleichsweise sehr kleinen Durchmesser haben.
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Im allgemeinen gibt es auf dem Gebiet der Granulier- und
Überzugstechnik für pulverförmiges Material beispielsweise eine
Vorrichtung, welche aus JP-A-02/090 957 bekannt ist. Hierbei
sind jeweils Sprühdüsen zur Aufgabe von pulverförmigem Material
in Form von zu überziehenden Gegenständen und zum Zuführen einer
Überzugsflüssigkeit als Überzugsmaterial einander
gegenüberliegend in Durchmesserrichtung eines vertikalen Überzugszylinders
angeordnet, und ein Trockenluftstrom, wie ein Heißluftstrom,
wird von unten zugeführt.
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Ferner gibt es eine weitere Bauart, bei der zwei Sprühdüsen in
aufrecht stehender Position und im allgemeinen parallel
zueinander vorgesehen sind.
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Bei der Sprühdüsentechnik der vorstehend beschriebenen Art
jedoch ist es schwierig, eine gleichbleibende Ausblaskraft
zwischen diesen Sprühdüsen aufrechtzuerhalten, wenn die zu
überziehenden Gegenstände und das Überzugsmaterial von
gegenüberliegenden Richtungen aus aufeinandertreffen sollen.
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Wenn beispielsweise die Ausblaskraft der Überzugsflüssigkeit
stärker ist, tritt eine Schwierigkeit dahingehend auf, daß das
Überzugsmaterial an einer gegenüberliegenden Innenwandfläche der
Überzugsvorrichtung haftet und sich dort verfestigt, oder daß
vor der Verfestigung des Überzugsmaterials die zu überziehenden
Gegenstände an dem Überzugsmaterial an der Wand haften und dort
agglomerieren.
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Infolge des nicht vorhandenen Gleichgewichts bei den
Ausblaskräften oder der Ausblasrate kann es eine Schwierigkeit
dahingehend geben, daß die Überzugsflüssigkeit selbst in Partikelform
durch die sogenannte Sprühtrocknungserscheinung vorliegt, ohne
daß sie an den zu überziehenden Gegenständen haftet oder einen
Überzug auf diesen bildet.
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Bei der vorstehend beschriebenen Technik, bei der parallel
angeordnete Sprühdüsen vorgesehen sind, werden das pulverförmige
Material und die Überzugsflüssigkeit im wesentlichen von ein und
derselben Richtung aus zugeleitet, so daß die
Kontaktierungswirksamkeit zwischen denselben gering sein kann.
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung zum Aufbringen
eines Überzugs auf einem pulverförmigen Material mittels
Luftstrahiströmen bereitzustellen, bei der die Kontaktmöglichkeiten
zwischen dem pulverförmigen Material und der Überzugsflüssigkeit
verstärkt sind, so daß sich ein Überzug in effizienter Weise
vorsehen läßt.
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Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist darin zu sehen, eine
Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei der auf
zuverlässige Weise ein Überziehen unter Einsatz einer einzigen
Sprühdüse vorgenommen werden kann.
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Nach der Erfindung wird eine Überzugsvorrichtung bereitgestellt,
die im Patentanspruch 1 angegeben ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Ansprüchen 2 bis 5 wiedergegeben.
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Bei der Überzugsvorrichtung nach der Erfindung wird die
Überzugsflüssigkeit, die aus dem
Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungsweg ausgeblasen wird, durch die Druckluft zerstäubt, die
aus dem Druckluft-Ausblasströmungsweg ausgeblasen wird, welcher
auf dem äußeren Umfang des
Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungsweges angeordnet ist, wobei beide zuerst konvergierend und
dann divergierend verlaufen, so daß die
Kontaktierungsmöglichkeiten zwischen den Tropfen der Überzugsflüssigkeit und des
pulverförmigen Materials verstärkt werden, wodurch man ein
effizientes Überziehen erhält.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Fig. 1 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht zur
Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform einer
Sprühdüse, die bei der Überzugsvorrichtung nach der Erfindung
eingesetzt wird;
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Fig. 2 ist eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer
bevorzugten Ausführungsform der Überzugsvorrichtung
nach der Erfindung;
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Fig. 3 ist eine schematische vergrößerte
Horizontalschnittansicht zur Verdeutlichung der Überzugskammer hiervon;
und
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Fig. 4 ist eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung des
wesentlichen Teils einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
einer Überzugsvorrichtung nach der
Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsform 1
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In Figur 1 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht zur
Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform einer Sprühdüse
gezeigt, welche bei der Überzugsvorrichtung nach der Erfindung
eingesetzt wird. Figur 2 ist eine schematische Ansicht zur
Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform einer
Überzugsvorrichtung nach der Erfindung; und Figur 3 ist eine schematische,
vergrößerte Horizontalschnittansicht zur Verdeutlichung einer
Überzugskammer hiervon.
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Bei der Überzugsvorrichtung gemäß dieser bevorzugten
Ausführungsform 1 hat das vertikale Behandlungsrohr, das heißt eine
Überzugskammer 1, als ein Hauptteil der Vorrichtung zum
Durchführen einer Granulier-, Überzugs-, Trocknungsbehandlung und
dergleichen von pulverförmigem Material mittels Strahlströmen im
Inneren, eine zylindrische Gestalt mit stufenförmig abgesetzter
Auslegung, welche beispielsweise einen horizontalen Querschnitt
nach Figur 3, einen unteren Teil mit einem kleineren
Durchmesser, und einen oberen Teil mit einem größeren Durchmesser hat.
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Auf der Bodenwand der Überzugskammer 1 ist eine Sprühdüse 2 in
einer axialen und nach oben gerichteten Richtung im Innenraum
der Überzugskammer 1 zum Zuführen sowohl des pulverförmigen
Materials als auch der Überzugsflüssigkeit vorgesehen.
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Wie in Figur 1 gezeigt ist, hat die Sprühdüse 2 eine
Dreifachdüsenauslegung. Somit weist die Sprühdüse 2 folgendes auf: Einen
Pulver-Ausblasströmungsweg 4, welcher im axialen, zentralen Teil
des Hauptkörpers 3 der Sprühdüse 2 ausgebildet ist; einen
Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungsweg 5, welcher derart
ausgebildet ist, daß er eine ringförmige Gestalt im Querschnitt auf dem
äußeren Umfang des Pulver-Ausblasströmungsweges 4 hat; und einen
Druckluft-Ausblasströmungsweg 6, welcher derart ausgebildet ist,
daß er eine ringförmige Gestalt im Querschnitt am äußeren Umfang
des Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungsweges 5 hat.
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Der Pulver-Ausblasströmungsweg 4 hat eine kreisförmige Gestalt
im Querschnitt und umfaßt einen konischen Abschnitt 4a und einen
geradlinigen Halsabschnitt 4b in der Nähe des vorderen Endteils
hiervon, sowie einen umgekehrt bzw. gestürzten konischen
Abschnitt 4c am Auslaßteil hiervon.
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Ein Pulver-Zufuhrströmungsweg 8 zum Zuführen des pulverförmigen
Materials von einer Pulverzufuhrquelle 7 steht in
kommunizierender Verbindung mit dem Zwischenabschnitt des
Pulver-Ausblasströmungsweges 4 in kreuzender Richtung. Mit dieser Auslegung wird
das pulverförmige Material in der Pulverzufuhrquelle 7 durch den
Druckluftstrom von einer Druckluftquelle 9 (siehe Figur 2) über
den Pulver-Zufuhrströmungsweg 8 angesaugt, im Druckluftstrom
dispergiert und anschließend ausgeblasen.
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Andererseits hat der Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungsweg 5
einen konischen Abschnitt 5a am Auslaßteil, durch den die
Überzugsflüssigkeit von einer Überzugsflüssigkeitsquelle 10 unter
Einsatz einer Pumpe (nicht gezeigt) mit einer ringförmigen und
konischen Gestalt an der Außenseite des Ausblasstroms des
pulverförmigen Materials ausgeblasen wird.
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Ferner ist der Druckluft-Ausblasströmungsweg 6 an dem zu äußerst
liegenden Umfangsteil der Sprühdüse 2 angeordnet, und hat einen
konischen Abschnitt 6a am Auslaßteil, über welchen die Druckluft
von einer Druckluftquelle 11 in einer ringförmigen und konischen
Gestalt ausgeblasen wird.
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Somit kann ein Druckluftstrom von dem
Druckluft-Ausblasströmungsweg 6 die Überzugsflüssigkeit von dem Überzugsflüssigkeits-
Ausblasströmungsweg 5 zerstäuben, und ferner erfolgt, wie in
Figur 1 gezeigt, ein konvergierender Verlauf an einem
konvergierenden Punkt C und anschließend eine Diffusion. Somit können
die Tropfen der Überzugsflüssigkeit von dem
Überzugsflüssigkeits-Ausblasweg
5 und das pulverförmige Material von dem
Pulver-Ausblasströmungsweg 4 zuverlässig in Kontakt miteinander,
insbesondere an dem vorstehend angegebenen konvergierenden Punkt
C kommen, so daß man eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit einer
Kontaktierung zwischen denselben erhält.
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Ferner ist eine ringförmige Kaltluft-Zufuhröffnung (Kaltluft-
Zufuhreinrichtung) 12 in der Bodenwand der Überzugskammer 1 auf
der äußeren Umfangsseite der Sprühdüse vorgesehen. Diese
Kaltluft-Zufuhröffnung 12 wird von einem Siebteil oder einem porösen
Teil beispielsweise gebildet, und als poröses Teil kann eine
poröse Metallplatte oder eine Platte aus gesintertem Material
und dergleichen eingesetzt werden. Die Kaltluft, welche in die
Überzugskammer 1 über diese Kaltluft-Zufuhröffnung 12
eingebracht worden ist, wird in einen Bereich eingeleitet, an dem das
pulverförmige Material und die Überzugsflüssigkeit von der
Sprühdüse 2 aufeinandertreffen.
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Andererseits ist eine ringförmige Heißluft-Zufuhröffnung
(Heißluft-Zufuhreinrichtung) 13 in einem stufenförmig abgesetzten
Abschnitt zwischen dem durchmesserkleinen Abschnitt und dem
durchmessergroßen Abschnitt der Überzugskammer 1 ausgebildet.
Der Durchmesser der ringförmigen Auslegungsform für die
Heißluft-Zufuhröffnung 13 ist größer als der Durchmesser der
ringförmigen Auslegung der Kaltluft-Zufuhröffnung 12. Ferner ist die
Heißluft-Zufuhröffnung 13 an einer Stelle weiter von der
Sprühdüse 2 als die Kaltluft-Zufuhröffnung 12 entfernt angeordnet.
Folglich wird die Heißluft über die Heißluft-Zufuhröffnung 13
einem Bereich zugeführt, welcher von der Sprühdüse 2 weiter
entfernt als der Bereich ist, an dem das pulverförmige Material
und die Überzugsflüssigkeit von der Sprühdüse 2
aufeinandertreffen, und die Kaltluft von der Kaltluft-Zufuhröffnung 12 wird
eingeleitet.
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Ferner öffnet sich ein Sammelströmungsweg 14 an der Oberseite
der Überzugskammer 1, und überzogene Erzeugnisse 15, an denen
die Behandlung eines Granulierens, Überziehens, Trocknens und
dergleichen in der Überzugskammer 1 vorgenommen worden sind,
werden von dem Inneren der Überzugskammer 1 zu dem Äußeren mit
Hilfe eines Gebläses 16 oder dergleichen befördert bzw.
gesaugt.
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Somit ist die Auslegung derart getroffen, daß die überzogenen
Erzeugnisse 15, welche zur Außenseite der Überzugskammer 1 über
den Sammelströmungsweg 14 angesaugt worden sind, in einem Zyklon
17 eine Abwärtsbewegung ausführen, durch ein Drehventil 18 gehen
und in einem Rückgewinnungsbehälter 19 gesammelt werden, während
sehr kleines pulverförmiges Material und Staub, welche bei den
bestimmungsgemäß zu erzeugenden Produkten nicht eingesetzt
werden können, in einem Beutelfilter 20 gesammelt und abgeführt
werden, ohne daß sie eine Abwärtsbewegung in dem Zyklon 17
ausführen. Nachstehend wird die Arbeitsweise dieser bevorzugten
Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.
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Das zu behandelnde, pulverförmige Material und die
Überzugsflüssigkeit werden von dem Pulver-Ausblasströmungsweg 4 und dem
Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungsweg 5 der Sprühdüse 2
jeweils in die Überzugskammer 1 zusammen mit Druckluft von dem
Druckluft-Ausblasströmungsweg 6 geblasen. Zu diesem Zeitpunkt
werden die Ausblaskräfte von den zugeordneten
Ausblasströmungswegen 4, 5 und 6 unabhängig durch zugeordnete Einstellungen der
Pneumatikdrücke der Druckluftquellen 9 und 11 und des
Ausblasdruckes der Überzugsflüssigkeit gesteuert.
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Zu diesem Ausblaszeitpunkt wird dann die Überzugsflüssigkeit von
dem Überzugsflüssigkeits-Strömungsweg 5 durch den Druckluftstrom
von dem Druckluft-Ausblasströmungsweg 6 zerstäubt, welche auf
dem äußeren Umfang des Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungswegs
5 angeordnet ist, und dieses Ausblasen erfolgt im Zusammenwirken
mit dem Druckluftstrom. Ferner wird der Druckluftstrom in einer
ringförmigen und konischen Gestalt durch den konischen Abschnitt
6a ausgeblasen und es tritt ein konvergierender Strom und ein
diffundierender Strom auf.
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Folglich geht das pulverförmige Material von dem
Pulver-Ausblasströmungsweg 4 durch einen Strömungsweg der
Überzugsflüssigkeit von dem Überzugsflüssigkeits-Ausblasströmungsweg 5
insbesondere an dem konvergierenden Punkt C, wodurch sowohl das
pulverförmige Material als auch die Überzugsflüssigkeit in
zuverlässiger Weise in Kontakt miteinander gebracht werden, so daß
die Überzugsflüssigkeit um die Oberfläche des pulverförmigen
Materials gleichmäßig aufgetragen wird, so daß man erreicht, daß
sich das Granulieren und Überziehen auf zuverlässig und
effiziente Weise vornehmen lassen.
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Bei dieser Arbeitsweise werden die Überzugsflüssigkeit und das
pulverförmige Material nicht in einander entgegengesetzt
gerichteten Richtungen ausgeblasen, so daß verhindert wird, daß die
Überzugsflüssigkeit und das pulverförmige Material an der
Innenwandfläche der Überzugskammer 1 selbst dann haften können, wenn
ein Ungleichgewicht bei den Ausblaskräften der
Überzugsflüssigkeit und des pulverförmigen Materials auftritt. Ferner werden
das Agglomerieren und Verfestigen der Überzugsflüssigkeit
selbst, das heißt die sogenannte Sprühtrocknungserscheinung,
unterdrückt.
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Es ist noch zu erwähnen, daß die Kaltluft von der
Kaltluft-Zufuhröffnung 12 dem Bereich zugeführt wird, in dem das
pulverförmige Material und die Überzugsflüssigkeit von der Sprühdüse
2 aufeinandertreffen, so daß die Überzugsflüssigkeit und das
pulverförmige Material daran gehindert werden, daß sie an der
Innenwandfläche der Überzugskammer 1 haften. Ferner wird die
Kaltluft und nicht die Heißluft dem Zusammentreffbereich
zugeführt, so daß verhindert werden kann, daß die
Sprühtrocknungserscheinung niemals auftritt, bei der die Überzugsflüssigkeit
verdampft und sich verfestigt, bevor ein Zusammentreffen mit dem
pulverförmigen Material aufgetreten ist.
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Andererseits wird die Heißluft über die Heißluft-Zufuhröffnung
13 einem Teil oberhalb des Zusammentreffbereiches der
Überzugskammer 1 zugeführt, zu dem die Kaltluft zugeführt wird, so daß
die Überzugsflüssigkeit, welche als Überzug auf dem
pulverförmigen Material aufgetragen ist, in effizienter Weise durch diese
Heißluft getrocknet werden kann. Ferner kann auch aufgrund
dieser Heißluft das pulverförmige Material daran gehindert werden,
daß es an der Innenwandfläche der Überzugskammer 1 haftet.
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Durch die vorstehend beschriebene Kaltluft und die Heißluft,
insbesondere durch die Heißluft von der Heißluft-Zufuhröffnung
13, werden die zu überziehenden Gegenstände, das heißt das
pulverförmige Material, welches mit der Überzugsflüssigkeit
überzogen ist, auf eine gewünschte Weise getrocknet.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann insbesondere durch
das Zuführen der Kaltluft zu dem Zusammentreffbereich und das
Zuführen der Heißluft zu einem darüber liegenden Bereich eine
effiziente und zuverlässig Überzugsbehandlung vorgenommen
werden, ohne daß die Sprühtrocknungserscheinung auftritt, und ein
Haften an der Wandfläche stattfindet.
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Die überzogenen Erzeugnisse 15 werden mit Hilfe von dem Gebläse
16 von der Überzugskammer 1 über den Sammelströmungsweg 14 zu
dem Zyklon 17 gesaugt bzw. gefördert.
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In dem Zyklon 17 führen die überzogenen Erzeugnisse 15 eine
Abwärtsbewegung aus, gehen durch das Drehventil 18 und werden
in dem Rückgewinnungsbehälter 19 gesammelt.
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Andererseits werden die sehr kleinen Pulverteilchen und der
Staub, welche in den Zyklon 17 gesaugt wurden, zu dem
Beutelfilter 20 durch die Saugkraft des Gebläses 16 von der Oberseite des
Zyklons 17 her angesaugt, und sie sammeln sich in dem
Beutelfilter 20, welcher dann aus dem System genommen wird.
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Wie mit einer gebrochenen Linie mit zwei Punkten in Figur 2
eingetragen ist, bildet bei dieser bevorzugten Ausführungsform
eine Heißluft-Einlaßöffnung 21 eine weitere
Heißluft-Zufuhreinrichtung zum Zuführen von Heißluft in einer tangentialen
Richtung
zu der Überzugskammer 1, und diese Heißluft-Einlaßöffnung
21 kann auf einem im wesentlichen dazwischenliegenden Abschnitt
des durchmessergroßen Abschnitts der Überzugskammer 1 vorgesehen
sein.
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Bei dieser Auslegungsform wird die Heißluft von der Heißluft-
Einlaßöffnung 21 in tangentialer Richtung eingeleitet, so daß
die Kontaktzeit zwischen den überzogenen Erzeugnissen und der
Heißluft größer wird. Ferner wird ein im wesentlichen
spiralförmiger Luftstrom erzeugt, so daß die Überzugsflüssigkeit und
das pulverförmige Material in effektiver Weise daran gehindert
werden können, daß sie an der Innenwandfläche der Überzugskammer
1 haften.
Bevorzugte Ausführungsform 2
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Figur 4 ist eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines
wesentlichen Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Granulier- und Überzugsvorrichtung nach der Erfindung.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform 2 sind die Sprühdüse 2
und die Kaltluft-Zufuhröffnung 12 an der oberen Deckenwand der
Überzugskammer 1 vorgesehen, und sie weisen in axialer Richtung
nach unten. Sie sind aber nicht an der Bodenwand vorgesehen.
Ferner ist die Heißluft-Zufuhröffnung 13 an einer Stelle
unterhalb der Kaltluft-Zufuhröffnung 12 angeordnet.
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Ferner ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform 2 in
Übereinstimmung mit der Sprühdüse 7, welche in Richtung nach unten
weisend gerichtet ist, der Sammelweg 14 an der Bodenseite der
Überzugskammer 1 vorgesehen.
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Bei dieser Auslegungsform der bevorzugten Auslegungsform 2 sind
die Sprühdüse 2, die Kaltluft-Zufuhröffnung 12, die Heißluft-
Zufuhröffnung 13 und der Sammelweg 14 in gegenüber der
bevorzugten Ausführungsform 1 umgekehrter Richtung vorgesehen. Jedoch
erfolgen das Überziehen, Trocknen, Sammeln und dergleichen des
pulverförmigen Materials, der Überzugsflüssigkeit und des
überzogenen pulverförmigen Materials in der gleichen Reihenfolge, so
daß durch die funktionellen Wirkungen verhindert wird, daß
Überzugsflüssigkeit an der Innenwandfläche der Überzugskammer 1
haftet, und daß ein Agglomerieren auftritt, und zwar in
ähnlicher Weise wie bei der bevorzugten Ausführungsform 1.
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Die Erfindung wurde voranstehend detailliert unter Bezugnahme
auf bevorzugte Ausführungsformen erläutert. Die Erfindung ist
jedoch nicht auf diese speziellen bevorzugten Ausführungsform
beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und
Modifikationen möglich.
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Beispielsweise können die Einbaupositionen und die Richtungen
der Sprühdüse 2, der Kaltluft-Zufuhröffnung 12, der Heißluft-
Zufuhröffnung 13 und des Sammelweges 14 abweichend von den
vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gewählt
werden.
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Die Auslegungsformen der Kaltluft-Zufuhröffnung 12 und der
Heißluft-Zufuhröffnung 13 können auch in anderer Weise als von
ringförmigen porösen Teilen gebildet werden.
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Ferner kann sich die Anzahl der Heißluft-Einlaßöffnungen 21 auf
eins oder eine Mehrzahl belaufen.
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Ferner ist die Querschnittsgestalt der Überzugskammer 1 nicht
auf die Gestalt der zuvor beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen beschränkt.
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Gemäß der voranstehenden Beschreibung kann die Erfindung auf den
Einsatzgebieten eingesetzt werden, welche das Granulieren,
Überziehen und Trocknen von Pharmazeutika, Nahrungsmitteln,
Kosmetika und chemischen Erzeugnissen umfassen, wobei die Erfindung
aber hierauf nicht beschränkt ist, und sie kann auch eingesetzt
werden, wenn andere pulverförmige Materialien beispielsweise
granuliert, überzogen, getrocknet und in ähnlicher Weise
behandelt werden sollen.
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Nachstehend erfolgt eine Kurzbeschreibung der Effekte, die man
bei der erfindungsgemäßen Auslegung erhält.
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Die Überzugsflüssigkeit, die aus dem
Überzugsflüssigkeits-Ausblasweg ausgeblasen wird, wird durch die Druckluft zerstäubt,
welche aus dem Druckluft-Ausblasströmungsweg ausgeblasen wird,
welche an dem äußeren Umfang hiervon vorgesehen ist, und
insbesondere hat die Überzugsflüssigkeit einen konvergierenden
Verlauf nach dem Ausblasen und dann erfolgte ein Diffundieren.
Das pulverförmige Material geht hierbei durch den Strömungsweg
der Überzugsflüssigkeit an dem konvergierenden Punkt ohne
Schwierigkeiten, so daß sowohl das pulverförmige Material als
auch die Überzugsflüssigkeit in zuverlässiger Weise miteinander
in Kontakt gebracht werden, so daß man viele
Kontaktierungsmöglichkeiten hierbei erhält.
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Folglich läßt sich bei der Erfindung ein effizientes Überziehen
mit nur einer einzigen Sprühdüse verwirklichen.