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Die Erfindung betrifft Sprühtrocknungstechnologie,
die innerhalb eines weiten Industriebereichs, beispielsweise der
pharmazeutischen, chemischen und Nahrungsmittelindustrie, anwendbar
ist.
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Der Ausdruck Sprühtrocknung wird hier in weitem
Sinne gebraucht, wobei nicht nur Verfahren zum Umsetzen eines in
einer Flüssigkeit
aufgelösten oder
suspendierten Feststoffes in ein pulverförmiges, gegebenenfalls agglomeriertes
Material gemeint sind, sondern auch Verfahren, deren wesentlicher Zweck
es ist ein spezielles Material durch Sprühen und Trocknen einer darauf
aufgetragenen Flüssigkeit zu
agglomerieren.
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Innerhalb des Bereichs von Sprühtrocknung sind
innerhalb der letzten Jahrzehnte wesentliche Verbesserungen entwickelt
und durchgeführt
worden. Ein Standard-Lehrbuch in Sprühtrocknungstechnologie ist
Masters, Keath: Spray Drying Handbook, 5th Edition, (Sprühtrocknungs-Lehrbuch, 5.Auflage),
(Longman Scientific & Technical
1991), welches durch die Nennung in dieser Beschreibung einkorporiert
ist.
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Modifikationen des grundliegenden Sprühtrocknungsverfahrens,
die in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
besonders relevant sind, umfassen die Anwendung eines inneren stationären Fliessbetts
im Unterteil der Zerstäubungstrockenkammer
sowie das Vorhandensein eines Filters in der Zerstäubungstrockenkammer
selbst zum Zurückhalten
von Partikeln in der Kammer, welche sonst in dem von der Kammer abgeleiteten
Strom von verbrauchtem Trocknungsgas entfernt werden.
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Ein Verfahren und eine Anlage, die
am Boden der Zerstäubungstrockenkammer
ein Fliessbett benutzt, ist u. a. in
US
5 632 100 (Hansen) beschrieben. In den in erwähntem US
Patent beschriebenen Ausführungsformen
werden verschiedene Arten von Partikelaufsammel-Vorrichtungen zur Behandlung von nicht
nur des von der Trockenkammer entnommenen verbrauchten Trocknungsgases,
sondern auch zur Behandlung von partikelbeladenen Gasströmen, die
von Nachbehandlung der von der Trockenkammer in Fliessbettvorrichtungen
oder Gravitätsklassierern
gewonnenen Produktpartikeln stammen, benutzt.
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WO 97/14288 schlägt die Aufnahme spezieller,
steifer Gasfilter direkt in die Zerstäubungskammer vor, wodurch wesentliche
Vorteile, nämlich
verbesserte Bedingungen für
Partikelagglomeration in der Trockenkammer und reduzierter Bedarf
von Partikelsammel-Aussteuer,
wie etwa Zyklonen und Filter, hierunter elektrostatische Filter
und Textilfilter zur Behandlung des verbrauchten Trocknungsgases
aus der Trockenkammer, erzielt werden können.
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Erwähnte WO 97/14288 beschreibt
eine Ausführungsform,
in welcher ein von einem ersten stationären Fliessbett am Boden einer
Zerstäubungstrockenkammer
mit inwendigen, steifen Gasfiltern gewonnenes Produkt einer Nachbehandlung
in einem ringförmigen
Fliessbett unterzogen wird, welches ringförmige Fliessbett das erste,
stationäre Fliessbett
umgibt und eine mit diesem gemeinsame ringförmige Trennwand aufweist. Das
Gas mit mitgeführten
feinen Partikeln aus dem ringförmigen
Fliessbett wird durch einen ringförmigen waagrechten Schlitz
in kurzem Abstand über
erster fluidisierter Schicht in die Trockenkammer eingeleitet, wonach
es bei Verlassen der Kammer zusammen mit verbrauchten Trocknungsgasen
die Gasfil ter passiert, wobei sich die feinen Partikeln auf den
Filteroberflächen
ansammeln.
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Mittlerweile weist diese Ausführungsform
einige Nachteile auf, da das Vorhandensein des ringförmigen Schlitzes,
der in den Wänden
oder gerade unter den Wänden
des konischen Unterteils der Trockenkammer platziert ist, das erste
Fliessbett überlagert
und somit dessen erwünschte
sprudelnde Funktion verhindert. Ein vom ersten Fliessbett durchgeführtes Wirbeln
von Material auf die konischen Wände
ist wichtig, um diese von abgelagertem klebrigem Material frei zu
halten. Der Schlitz mit dem durch diesen nach oben strömenden Gas
verhindert ein effektives Retournieren des sprudelnden Materials
in das erste Fliessbett, und schliesst das Risiko ein, dass verhältnismässig feuchtes
Material nach unten in das ringförmige
Fliessbett fällt.
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Ausserdem führt die Anwendung eines ringförmigen Fliessbetts,
welches das erste Fliessbett für die
Nachbehandlung umgibt, in Hinblick auf die Art von Nachbehandlung
und die Betriebsparameter und deren Steuerungs- und Justiermöglichkeiten
einige Begrenzungen mit sich. Deshalb kann es vorteilhaft sein die
Nachbehandlung in einer separaten Einheit vorzunehmen, die für die relevante
Behandlung optimal ist und in der unabhängig einstellbare Betriebsparameter
benutzt werden können.
Es ist deshalb üblich
für die
Nachbehandlung eine oder mehrere unabhängige, separate Vorrichtungen
zu benutzen.
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Gleichgültig, ob die Nachbehandlung
ein zusätzliches
Trocknen, ein Kühlen,
eine Klassifikation, eine Agglomeration oder eine Trennung ist,
wird ein mit Partikeln beladener Gasstrom gebildet, von welchem zwecks
Gewinnung darin enthaltener Werte oder Verhinderung von Umweltverschmutzung
die Partikeln abgeschieden werden müssen. Deshalb wird in den bekannten
Verfahren der von der separaten Nachbehandlungsvorrichtung entnommene
partikelbeladene Gasstrom durch Aufsammelorgane geführt, welche
lediglich die Aufgabe haben die Partikeln aus erwähntem Gasstrom
abzuscheiden. Es sind auch spezielle Massnahmen zur Aufnahme der abgeschiedenen
Partikeln im Hauptproduktstrom oder zu deren Benutzung in anderen
Anwendungsprogrammen getroffen worden.
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Diese Mittel zum Aufsammeln der Partikeln aus
dem Gasstrom von der separaten Nachbehandlungsvorrichtung und die
Organe zur Abfertigung der aufgesammelten Partikeln erhöhen die
Gesamtkosten der Anlage und die Platzerfordernisse.
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung
ein Verfahren und eine Anlage anzuweisen, die im Vergleich zu der
eng damit verbundenen bekannten Technik dadurch vereinfacht ist,
dass die externen Aufsammelorgane zum Aufsammeln der Partikeln aus
dem Gas von der separaten Nachbehandlungsvorrichtung weggelassen
werden.
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Es hat sich nun gezeigt, dass es
möglich
ist in Gasströmen
von Nachbehandlungsverfahren, z. B. in Fliessbetten, Klassifiziervorrichtungen
etc., mitgeführte
feine Partikeln in die Zerstäubungs-Trockenkammer einzuleiten
und dadurch den integrierten Filter zum Reinigen erwähnter Gasströme zu benutzen, wodurch
das Hilfs-Partikelaufsammelorgan ausserhalb der Trockenkammer überflüssig wird.
Dies lässt sich
machen, ohne den primären
Trocknungsgasstrom und die Trocknungs- und Agglomerationsverfahren
in der Trockenkammer zu stören,
und ohne dass die Qualität
des resultierenden Produkts beeinträchtigt wird.
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Die Erfindung betrifft somit ein
Verfahren zum Sprühtrocknen
einer Flüssigkeit
durch Zerstäuben
der Flüssigkeit
in eine Trockenkammer zur Bildung von Tropfen, Einleiten eines ersten
Stroms von Trocknungsgas nach unten in den oberen Teil erwähnter Kammer
zum teilweisen Trocknen der Tropfen, Einleiten eines zweiten Stroms
von Trocknungs- und Fluidisierungsgas nach oben in den unteren Teil der
Kammer durch eine perforierte Platte zur Aufrechterhaltung einer
fluidisierten Partikelschicht auf der Platte, Entnahme eines Stroms
von verbrauchtem Trocknungsgas umfassend Gas aus erwähntem ersten
und zweiten Gasstrom aus der Kammer durch Partikel-Aufsammelfilter,
wodurch Partikeln auf der Oberfläche
der Filter hinterlassen werden, Lösen der aufgesammelten Partikeln
von den Filtern, um Kontakt mit anderen Partikeln in der Kammer
zwecks Agglomeration und Überführung in
die fluidisierte Schicht zu ermöglichen,
Gewinnung von Partikeln aus der fluidisierten Schicht und Überführen dieser Partikeln über eine äussere Rohrleitung
zu einer externen, separaten Nachbehandlungseinheit, wobei erwähnte Partikeln
zumindest einer aus Nachtrocknen, Abkühlen, Klassifizierung einschliesslich
Staubentfernung, Agglomeration, Beschichtung und Trennung ausgewählten Nachbehandlung
in erwähnter Einheit
unter Kontakt mit Gas unterzogen werden, und Entnahme eines Stroms
von staubbeladenem Gas aus der Einheit durch eine zweite äussere Rohrleitung.
Gemäss
der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass
dass der staubbeladene Gasstrom durch die zweite äussere Rohrleitung in
die Trockenkammer geleitet wird, wobei das Gas in diesem Strom durch
den in der Kammer angeordneten Partikel-Aufsammelfilter strömt, bevor es zusammen mit dem
erwähnten
verbrauchten Trocknungsgas die Kammer verlässt.
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Das Sprühtrocknungsverfahren kann von
der Art sein, in der die zu zerstäubende Flüssigkeit einen gelösten oder
auf andere Weise dispergierten Feststoff enthält, der nach dem Trocknen das
Endprodukt darstellt.
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Alternativ kann das Verfahren dadurch
gekennzeichnet sein, dass ein partikelförmiger Feststoff in die Kammer
eingeblasen wird zwecks agglomerationsfördernden Kontakt mit den zerstäubten flüssigen Tropfen
oder den durch teilweises Trocknen davon erhaltenen feuchten Partikeln,
und dass in der Flüssigkeit
enthaltene Feststoffe in getrocknetem Zustand adhesive Eigenschaften
aufweisen und/oder dass die Flüssigkeit
ein Lösungsmittel
umfasst, das Kleben eines oder mehrerer Komponenten des partikelförmigen Feststoffes
mit sich führt.
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Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens
müssen
gewisse an die Aussteuer gestellte Erfordernisse erfüllt werden.
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Demzufolge betrifft die Erfindung
ferner eine Anlage zur Durchführung
des vorstehend angeführten
Verfahrens, welche Anlage eine Trockenkammer, eine in der Kammer
vorgesehene Zerstäubungsvorrichtung,
die an eine Quelle für
sprühzutrocknende Flüssigkeit
angeschlossen ist, einen im oberen Teil der Kammer vorgesehenen
Trocknungsgas-Verteiler, eine im unteren Teil der Kammer vorgesehene
perforierte Platte, ein unter der Platte vorhandenes Plenum zum
Erzeugen ei nes aufwärtsfliessenden Stroms
von fluidisierendem Gas und Trocknungsgas durch die Perforationen
in der Platte, der zum Aufrechterhalten einer Schicht von fluidisierten
Partikeln auf der Platte ausreichend ist, einen innerhalb der Kammer
vorgesehenen Partikel-Aufsammelfilter, ein Organ zur Entnahme eines
Gasstroms aus der Kammer durch erwähnten Filter, ein Auslauforgan
zur Ausnahme von Partikeln von einer auf erwähnter Platte vorhandenen fluidisierten
Schicht unter Betrieb der Anlage, und eine an erwähntes Auslauforgan
angeschlossene äussere
Rohrleitung, welche die gewonnenen Partikeln zu mindestens einer
externen, separaten aus einem Nachtrockner, einem Kühler, einem
Klassierer, einem Agglomerator, einem Beschichter und einem Separator
ausgewählte
Nachbehandlungseinheit leitet, welche Einheit unter deren Betrieb
einen feine Partikeln mitführenden
Gasstrom abgibt, umfasst.
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Zufolge der Erfindung in ihrem weitesten
Aspekt ist diese Anlage dadurch gekennzeichnet, dass sie zweite äussere Rohrleitungen
zum Einleiten des von der Einheit abgegebenen Gasstroms mit mitgeführten feinen
Partikeln in die Trockenkammer an einer Stelle stromaufwärts erwähnten Filters
umfasst.
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Typisch ist diese mindestens eine äussere, separate
Nachbehandlungseinheit eine Fliessbettvorrichtung zum Trocknen und/oder
Kühlen
der von der Kammer durch die erste äussere Rohrleitung zugeführten Partikeln.
Mittlerweile kann es sich ebenso gut um einen Gegenstrom-/Gravitätsklassierer
handeln.
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In bevorzugten Ausführungen
der Anlage ist der integrierte Filter in einem oberen Teil der Zerstäubungs-Trockenkammer
angeordnet.
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Die meisten Versuche erzielte man
mit Trockenkammern, welche einen unteren Teil nach unten abnehmender
horizontaler Querschnittsfläche
aufwiesen, welcher Unterteil die perforierte Platte und die fluidisierte
Schicht und den über
der schrägen Wand
des unteren Abschnitts platzierten Filter beinhaltet.
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Die Menge von in der Nachbehandlung
produziertem feinen partikelbeladenen Gas kann gross sein, beispielsweise
bis zu 50% der Menge als Trocknungsund Fluidisierungsgas in die
Trockenkammer eingeleiteten Gases. Um zu verhindern, dass eine derart
grosse Gasmenge das in der Kammer existierende Strömungsmuster,
welches zum Erzielen des gewünschten
Betriebs und der Produktqualitäten
notwendig ist, stört,
wird bevorzugt, dass die äussere zweite
Rohrleitung, die die Nachbehandlungseinheit und die Trockenkammer
verbindet, in einem oberen Abschnitt der Kammer auf einem Niveau
mit dem Filter mündet.
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In einer solcher Ausführungsform
kann der Filter mindestens ein im wesentlichen senkrechtes Element
umfassen, wobei zumindest ein Teil dessen zwischen dem Zerstäuber und
dem Gebiet im oberen Abschnitt der Kammer angeordnet ist, in welches
erwähnte
Rohrleitung zum Einleiten des Gasstroms mit mitgeführten feinen
Partikeln mündet.
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In einer spezifischen Ausführung der
letztgenannten Bauform der Anlage umfasst der Filter eine Mehrzahl
die Zerstäubungsvorrichtung
umgebender senkrechter Zylinder, wobei die zweite Rohrleitung zum
Einleiten des Gasstroms mit mitgeführten feinen Partikeln zumindest
an einer Stelle ausserhalb der von den Zylindern umgebenden Stelle
mündet,
und der Abstand zu dem nahest liegenden erwähnter Zylinder nicht weniger
als 1,5 mal der Durchmesser dieses Zylinders ist.
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Durch diese Anordnung wird verhindert, dass
die feinen Partikeln von der äusseren
Nachbehandlungseinheit mit den warmen Bereichen in der Trockenkammer
in Kontakt kommen. Dies ist wesentlich, da die feinen Partikeln
aufgrund ihres niedrigen Feuchtigkeitsgehalts einer Wärmebeschädigung mehr
ausgesetzt sind als die durchschnittlichen Partikeln, die in der
Trockenkammer gegenwärtig
sind.
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Diese letzterwähnte Ausführungsform weist ferner der
Vorteil auf, dass das Risiko einer Beschädigung des Filters aufgrund
von Abrasion durch das Verhindern von Aufprall von sehr schnellen
Partikeln auf der Filteroberfläche
minimiert ist. Ausserdem erhält
man einen gleichmässigen
Partikel-Aufbau auf der Filteroberfläche.
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Die Bauformen der vorstehend beschriebenen
Anlage weisen eine stationäre
fluidisierte Schicht am Boden der Trocknungskammer auf. Mittlerweile könnte es
möglich
sein durch Benutzung einer mehr herkömmlichen Zerstäubungs-Trockenkammer
ohne die am Boden vorhandene fluidisierte Schicht einige der eigenen
Vorteile der Erfindung zu erzielen, insbesondere wenn eine ausreichende
Agglomeration der von der äusseren
Nachbehandlungseinheit eingeführten
feinen Partikeln stattfindet.
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Die Erfindung und das in den Ansprüchen Enthaltene,
das nicht erwähnt
worden ist, werden nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnungen
erläutert.
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1 zeigt
einen schematischen Entwurf eines typischen Verfahrens und einer
Aussteuer, welche die am nahesten liegende bekannte Technik repräsentieren.
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2 zeigt
schematisch einen Entwurf für eine
Ausführungsform
der erfindungsgemässen
Anlage.
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3 ist
ein schematischer waagrechter Schnitt einer Zerstäubungs-Trockenkammer,
die einen Teil der in 2 gezeigten
Anlage bildet.
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4 ist
ein schematischer waagrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsform
der Zerstäubungskammer
der erfindungsgemässen
Anlage.
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5 ist
ein schematischer Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer Zerstäubungskammer,
die einen Teil der erfindungsgemässen
Anlage bildet.
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6 ist
ein senkrechter Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Zerstäubungs-Trockenkammer, die
einen Teil der erfindungsgmässen Anlage
darstellt.
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7 ist
ein senkrechter Teilschnitt noch einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Zerstäubungs-Trockenkammer.
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1 repräsentiert
einen Zerstäubungstrockner
mit einem inwendigen Filter 2, der gegebenenfalls aus mehreren
Elementen besteht, und einer fluidisierten Pulverschicht 3 bei
dem unteren Abschnitt.
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Zerstäubungstrocknungs-Apparate dieser Art
sind u. a. in der vorerwähnten
WO 97/14288 beschrieben. Die integrierten Filter in dieser Art von Trocknern
haben primär
den Zweck die Partikeln von dem verbrauchten Trocknungsgas abzuscheiden, aber
gleichzeitig findet Agglomeration auf den Filtern auf der Filteroberfläche statt,
und weitere Agglomeration findet in anderen Zonen der Trockenkammer statt,
wie in erwähnter
WO 97/14288 beschrieben. Diese Referenz beschreibt im wesentlichen
starre Filter. Indes können
die inte grierten Filter auch von einem ziemlich weichen Filtermaterial,
wie etwa nicht-gewebter oder gewebter Polymerstoff sein, von einem
Korb im Inneren des Sackes getragen, oder aus einem selbsttragenden
steifen, porösen
Material, wie gesintertes Metall oder gewebte Metallfasern, oder
aus gesinterter Keramik hergestellt sein.
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Das Funktionieren des in 1 gezeigten bekannten Zerstäubungstrockners
wird nach Lesen der nachstehenden Erläuterung einer damit in Verbindung
stehenden Vorrichtung in bezug auf 2 offensichtlich
sein. In der in 1 beschriebenen
bekannten Ausführung
sind die Elemente, die den Filter 2 bilden, ganz in der
Nähe der
Wände des
Zerstäubungstrockners
angeordnet, da es als wesentlich erachtet wurde, dass der Abstand
von den Filterelementen zu dem zentralen Zerstäuber so gross wie möglich sein
soll.
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Von der fluidisierten Schicht 3 wird
ein Strom des Partikelprodukts gewonnen und zu einer äusseren
Fliessbettvorrichtung 4 geleitet. In der gezeigten Ausführungsform
weist diese Vorrichtung zwei Behandlungszonen auf.
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In dieser Vorrichtung passieren die
fluidisierten Partikeln zunächst
eine Trocknungszone, welcher über
eine Leitung 5 verhältnismässig heisses Trocknungsgas
zugeführt
wird, und anschliessend passieren die Partikeln durch eine zweite
Zone, die über
eine Leitung 6 Fluidisier- und Kühlgas erhält.
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Mittlerweile ist die Fliessbettvorrichtung 4 nur als
ein Beispiel von herkömmlichen
Vorrichtungen für Nachbehandlung
von sprühgetrockneten
Pulvern illustriert. Wie vorstehend erwähnt, kommen mehrere an dere
Nachbehandlungsvorrichtungen und -verfahren in Verbindung mit der
vorliegenden Erfindung in Betracht, solange diese Nachbehandlungen
einen Gasstrom produzieren, der von dem zu behandelnden Produkt
weggeblasene feine Partikeln mit sich führt.
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In 1 verlässt das
durch die Leitungen 5 und 6 eingeführte Gas
durch eine Leitung 7 die Vorrichtung 4 und führt von
der fluidisierten Schicht in Vorrichtung 4 weggeblasene
Partikeln mit sich.
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Dieses Gas erreicht durch Leitungen 7 eine als
ein Sackfilter gezeigte Partikelaufsammelvorrichtung B. Jedoch kann
diese Vorrichtung ebenso gut ein elektrostatischer Filter oder ein
Zyklon, oder eine Kombination erwähnter Aufsammelvorrichtungen sein.
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Das Gas, wovon die Partikeln in 8
entfernt worden sind, wird nach Passieren des inwendigen Filters 2 zusammen
mit dem verbrauchten Trocknungsgas entfernt. Die in der Aufsammelvorrichtung 8 gesammelten
Partikeln können
dem von der Fliessbettvorrichtung 4 entnommenen Produkt
beigemischt werden, insofern das Vorhandensein von feinen Partikeln
darin akzeptiert werden kann, andernfalls müssen sie entfernt, der zu sprühtrocknenden
Flüssigkeit beigefügt oder
für andere
Zwecke verwendet werden.
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Mit dem vorliegenden Verfahren kann
die Aufsammelvorrichtung 8 ganz weggelassen werden, und
gleichzeitig kann das bisher von 8 gewonnene Partikelprodukt als
ein Teil der Produkt-Agglomerate miteinbezogen werden. Deshalb können erwähnte Partikeln
als ein Teil des Endproduktes ohne dessen Qualitätsverlust verwendet werden.
Das bedeutet beispielsweise ohne Erhöhung von dessen Staubgehalt.
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Die durch die Erfindung zugeführte Verbesserung von
bekannter Technik kann mit der in 2 beschriebenen
Ausführungsform
als Beispiel veranschaulicht werden.
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In 2 repräsentiert
9 eine Trockenkammer mit einem oberen Abschnitt 10 und
einem Bodenabschnitt 11. Zentral in erwähntem oberen Abschnitt ist
eine Zerstäubungsvorrichtung 12 angeordnet,
die eine oder mehrere Druckdüsen
oder Zwei-Flüssigkeitsdüsen oder
einen rotierenden Zerstäuber
umfassen kann.
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Der Zerstäuber ist über eine Leitung 13 an eine
Quelle für
die sprühzutrocknende
Flüssigkeit
angeschlossen.
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13a ist eine Rohrleitung
oder ein ähnliches Organ
zum Einleiten eines Partikelmaterials rund um die Zerstäubungsvorrichtung 12. 13a ist über eine Leitung 13b an
eine Quelle für
dieses Partikelmaterial angeschlossen.
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Ein Kanal 14 führt Trocknungsgas
zu einem Trocknungsgas-Verteiler 15 im oberen Abschnitt der Kammer.
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Im Bodenabschnitt der Kammer ist
eine perforierte Platte 16 angeordnet, und unter dieser
Platte befindet sich ein Plenum 17, das mit einem durch
Leitung 18 zugeführten
Strom von Trocknungs- und Fluidisierungsgas versehen wird.
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Im oberen Abschnitt der Trockenkammer
befindet sich ein Partikel-Aufsammelfilter 19, der mehrere
Elemente umfassen kann, und über
den Filterelementen ein Organ 20, durch welches ein Gasstrom aus
der Kammer 9 durch den Filter 19 entnommen wird.
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Bei Betrieb der Anlage wird die sprühzutrocknende
Flüssigkeit über die
Leitung 13 zum Zerstäuber 12 geleitet,
und, falls erwünscht,
wird Partikelmate rial durch 13b und 13a eingeführt.
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Ein abwärtsfliessender Strom von Trocknungsgas
wird durch 14 und 15 zugeführt,
um mit durch 12 zerstäubten
Flüssigkeitstropfen
in Kontakt zu kommen.
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Durch Leitung 18 wird ein
Trocknungs- und Fluidisierungsgas in das Plenum 17 eingeführt, um einen
durch die Perforierungen der Platte 16 aufwärtsfliessenden
Gasstrom zu erzeugen.
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Die Gasströme vom Verteiler
15 und
von der perforierten Platte
16 wirken zur Bildung eines
Strömungsmusters
in der Trockenkammer zusammen, was in vorerwähnter WO 97/14288 und
US 5 632 100 detailliert
beschrieben ist. In diesen Schriften wird auch die Bedeutung erwähnten Strömungsmusters, das
zur Erzielung einer gewünschten
Agglomeration der durch das Trocknen der in der Vorrichtung
12 zerstäubten Tropfen
notwendig ist, beschrieben.
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Auf der Platte 16 wird eine
fluidisierte Schicht 21 bestehend aus agglomerierten feuchten
Partikeln aufgebaut, welche feuchten Partikeln durch Trocknen der
zerstäubten
Tropfen, die gegebenenfalls mit den durch 13a eingeführten Partikeln
zusammenwirken, gebildet werden.
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Ein Gasstrom bestehend aus durch
14 und 15 eingeleitetem Trocknungsgas und durch 18 und 17 eingeleitetem
Trocknungsgas sowie jeden in die Trockenkammer eingeleiteten Hilfsgasströmen wird durch
den Filter 19 und die an diesen Filtern angeschlossenen
Entnahmeorgane abgeleitet.
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Wenn der Strom von partikelbeladenem
Gas den Filter 19 erreicht, setzen sich die Partikeln auf dessen
Oberfläche
ab. Die so gebildete Partikelschicht löst sich spontan oder vorzugsweise
durch Ge genblasen oder Vibration und fällt nach unten in die Trockenkammer,
wo sie agglomerationsfördernde Zonen
erreicht, die sich in der beschriebenen Bauform nahe der Wände des
Bodenabschnittes 11 der Kammer befinden, bevor sie die
fluidisierte Schicht 21 erreichen.
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Von der fluidisierten Schicht 21 wird
ein Partikelstrom gewonnen und durch die erste äussere Rohrleitungen 22 zu
einer äusseren,
separaten Nachbehandlungseinheit 23 geleitet, welche Einheit von
derselben Art sein kann, wie für
die Vorrichtung 4 in 1 beschrieben
ist.
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Ein partikelbeladener Strom von verbrauchtem
Behandlungsgas verlässt
23 durch zweite äussere
Rohrleitungen 24. Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung,
dass dieser Strom von partikelbeladenem Gas durch die Rohrleitungen
zu Einlassorganen 25 geleitet wird, um den Gasstrom an
einer Stelle stromaufwärts
des Filters 19 in die Trockenkammer 9 einzuführen. Das
bedeutet, dass das durch 24 und 25 eingeleitete Gas zum Verlassen
der Trockenkammer 9 den Filter 19 passieren muss.
Das Organ 25 zum Einleiten des Gasstroms in die Trockenkammer besteht
aus einer oder mehreren Öffnungen,
vorzugsweise Schlitzen in den Kammerwänden.
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In der in 2 gezeigten spezifischen Ausführungsform,
in der die Kammer 9 einen unteren Abschnitt 11 mit
nach unten abnehmender waagrechter Querschnittsfläche aufweist,
ist in dessen Boden die perforierte Platte 16 und die fluidisierte
Schicht 21 untergebracht, und der Filter 19 befindet
sich im oberen Abschnitt der Kammer über der schrägen Wand
des unteren Abschnitts. Das Organ 25 zum Einleiten des Gasstroms
mit mitgeführten
feinen Partikeln mün det in
der beschriebenen Ausführungsform
in den oberen Abschnitt der Kammer auf einem Niveau mit erwähntem Aufsammelfilter 19.
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2 illustriert
auch ein Merkmal, das bei gewissen Ausführungsformen der Erfindung
wichtig ist, nämlich,
dass der Filter 19 mindestens ein vertikales Element umfasst,
von welchem zumindest ein Teil zwischen dem Zerstäuber und
der Stelle im oberen Abschnitt 10 der Kammer angeordnet
ist, wo das Organ 25 zum Einleiten des Gasstroms mit mitgeführten feinen
Partikeln von der Nachbehandlungseinheit 23 mündet. Der
Filter weist dadurch einen Abschirmeffekt auf, der den Strom in
der mittleren Zone der Trockenkammer gegen Einfluss des durch 25 eingeleiteten
Gasstroms schützt.
Wie vorstehend erläutert,
ist diese Ausführungsform
besonders vorteilhaft, wenn der partikelbeladene Gasstrom von der Nachbehandlung
gross ist.
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3 ist
ein waagrechter Teilschnitt durch den Oberteil einer Trockenkammer
gleich der in 2 beschriebenen
Kammer. Der Abschnitt ist auf demselben Niveau wie das Organ 25 angeordnet, und
in einem etwas grösseren
Massstab als in 2 gezeigt.
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In der Ausführungsform von 2 und 3 umfasst
der Filter 19 eine Mehrzahl von senkrechten Zylindern,
welche die Zerstäubungsvorrichtung 12 umgeben.
Das Organ 25 zum Einleiten des Gasstroms mit mitgeführten feinen
Partikeln mündet
an einer Stelle ausserhalb jener der von den Zylindern umgebenden
Stelle und in einem Abstand zu dem nahesten der Zylinder, der vorzugsweise
nicht weniger als 1,5 mal der Durchmesser dieses Zylinders beträgt. Um diesem
Erfordernis zu entsprechen ist der Filter 19 in 2 in einem grösseren Abstand
von den Kammerwänden
platziert und befindet sich somit näher beim Zerstäuber als
der Filter 2 in 1.
Es war zu erwarten, dass aufgrund des Kontakts zwischen Filter und
feuchten Partikeln oder Tropfen Probleme entstehen könnten. Mittlerweile
hat es sich gezeigt, dass eine solche Modifikation ohne nachteilige
Wirkung durchgeführt
werden kann. Nichtsdestoweniger liegt es innerhalb des Umfangs der
Erfindung Anordnungen für
die Verwendung einer Abschirmplatte zwischen dem Zerstäuber und
dem Filter zu treffen, insofern der reduzierte Abstand zwischen
Zerstäuber und
Filter Probleme ergeben sollte.
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In 3 sind
vier Einlassorgane 25 gezeigt.
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Durch eine solche Anordnung wird
verhindert, dass das eingeleitete Gas den erwünschten Gasstrom im mittleren
Teil der Trockenkammer stört, und
gleichzeitig werden übermässige Abrasion
der Filter sowie andere durch die im Gas mitgeführten Partikeln verursachte
Störungen
vermieden.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, wird in einer Ausführungsform
der Erfindung bevorzugt, dass der obere Abschnitt der Trockenkammer
eine Wand umfasst, die gegenüber
einer senkrechten Achse rotationssymmetrisch ist, und dass das Organ
25 zum Einleiten des Gasstroms mit mitgeführten Partikeln so orientiert
ist, dass das Einblasen erwähnten
Stroms in die Kammer in einer zur Wand im wesentlichen tangentialen
Richtung erfolgt. Diese Richtung kann horizontal oder nach oben
oder nach unten geneigt sein.
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Eine derartige Ausführungsform
ermöglicht Einleiten
des Gasstroms von der Nachbehandlungseinheit 23 auf die
Art und Weise, dass ein minimales Mischen mit den üblichen
heisseren Gasen in der Trockenkammer stattfindet, bevor die Gase
durch die Filter abge schieden werden. Dadurch kann eine wesentliche
Temperaturerniedrigung der Trocknungsgase in den zentralen Teilen
der Trockenkammer verhindert werden.
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Das tangentiale Einführen ermöglicht auch eine
gleichmässigere
Verteilung der eingeleiteten Luft mit mitgeführten Partikeln auf der gesamten
Filteroberfläche.
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Zur Verhinderung von Abrasion auf
den Filtern kann man ferner eine Abschirmplatte einsetzen, welche
die Filteroberflächen
gegen direkten Aufprall der vom Gasstrom mitgeführten Partikeln schützt (dieses
Kennzeichen ist nicht auf der Zeichnung gezeigt).
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4 zeigt
eine Ausführungsform,
bei welcher die Zerstäubungsvorrichtung
und die erwähnte Vorrichtung
koaxial umgebenden senkrechten Filterzylinder 19 im Verhältnis zu
der imaginären
senkrechten Achse der rotationssymmetrischen Wand des oberen Kammerabschnitts 10 versetzt
sind, und das Organ 25 zum Einleiten des Gasstroms mit mitgeführten Partikeln
an einer solchen Stelle und in einer solchen Richtung mündet, um
erwähnten
Gasstrom in einen Bereich einzublasen, wo der Abstand zwischen der
Wand und den Filterzylindern maximal ist.
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In einer noch weiteren Ausführungsform
ist die Form des oberen Abschnitts der Trockenkammer derart, dass
ein waagrechter Abschnitt davon ein Polygon bildet, wie in 5 gezeigt, dessen Ecken 26 weiter
weg von den Filterzylindern 19 liegen als der übrige Teil
des Abschnitts. In dieser Ausführungsform mündet das
Organ 25 zum Einleiten des Gasstroms mit mitgeführten Partikeln nahe bei erwähnten Ecken 26.
Diese Ausführungsform
sichert ein gleichmässiges
Einleiten des partikelbeladenen Gases in einem Abstand vom Fil ter,
um eine minimale Störung
des Trocknungsvorgangs und der Ökonomie
und minimale Filterbeschädigung
zu erzielen.
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6 und 7 illustrieren andere Modifikationen
der Ausgestaltung der Trockenkammer in Hinblick auf erhöhten Abstand
von dem Gaseinlassorgan 25 und den Filtern. Der obere Abschnitt
der Trockenkammer weist eine nach oben oder nach unten zuspitzende
kegelstumpfförmige
Form auf, während die
Filterzylinder senkrecht sind, und das Organ 25 zum Einleiten des
Gasstroms mit mitgeführten
Partikeln mündet
nahe einer Stelle, wo der Abstand zwischen der Wand des oberen Abschnitts
der Trockenkammer und den Filterzylindern maximal ist.
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In bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist das Organ 25 zum Einleiten des Gasstroms
mit mitgeführten
Partikeln in die Kammer als ein Schlitz ausgebildet.
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In Ausführungen der Trockenkammer,
wo der Filter senkrechte Zylinder wie die in 2-7 beschriebenen
umfasst, ist (sind) der das Organ 25 bildende Schlitz oder
die Schlitze vorzugsweise senkrecht, und der Abstand vom Schlitz
zu dem am nahest liegenden Filterzylinder beträgt nicht weniger als die Breite
des Schlitzes.
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Es wird darauf aufmerksam gemacht,
dass, obwohl sämtliche
Figuren einen Filter zeigen, der aus mehreren senkrechten Zylindern
besteht, es innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung liegt jede
Filterkonstruktion anzuwenden, die beispielsweise in der vorstehend
zitierten WO 97/14288 beschrieben ist.
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Die verschiedenen in den Zeichnungen
erläuterten
Ausführungen
sollen lediglich als nicht begrenzende Konstruktionsbeispiele angesehen
werden, die zur Durchführung
der Erfindung geeignet sind. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass
innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung mehrere Modifikationen
möglich
sind.