DE969159C

DE969159C - Device for mixing liquids

Info

Publication number: DE969159C
Application number: DEP45688A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Hemfort
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1949-06-14
Filing date: 1949-06-14
Publication date: 1958-05-08

Description

Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten Um tierische und pflanzliche Öle für den menschlichen Genuß geeignet zu machen, werden im Rahmen der Raffination die im Öl enthaltenen freien Fettsäuren neutralisiert. Die zu diesem Zweck mit dem Öl zu vermischenden Alkalilaugen verseifen aber nicht nur die Fettsäuren, sondern auch Neutralöl. Zur Vermeidung jeglicher Neutralölverluste wäre es notwendig, die zur Entsäuerung des Öles stöchiometrisch erforderliche Laugenmenge so fein im Öl` zu verteilen, daß jedes Fettsäureteilchen mit dem von ihm benötigten Laugenteilchen in Berührung kommt. Es ist klar, daß sich bei schwer mischbaren Flüssigkeiten, z. B. Öl und wäßriger Lösung, eine homogene Dispersion nicht erreichen läßt. Man ist aber bestrebt, diesem Ziel möglichst nahe zu kommen, denn man hat erkannt, daß mit dem Dispersionsgrad die Entsäuerung vollkommener wird und die Neutralölverluste abnehmen. Auch bei der Erdölraffination kommt es darauf an, die höchstmögliche Feinverteilung der Schwefelsäure im destillierten Erdöl zu erreichen. Grob disperse und ungleichmäßige Verteilungen führen auch hier zu Verlusten. In der Extraktionstechnik treten ähnliche Mischprobleme auf. Um eine Substanz aus einer Mutterlösung in ein Lösungsmittel überzuführen, müssen die Flüssigkeiten miteinander vermischt werden. Mit der Mischungsintensität nimmt die Ausbeute an Extrakt zu.Device for mixing liquids To animal and vegetable Making oils suitable for human consumption is a part of refining neutralizes the free fatty acids contained in the oil. The for this purpose with the Alkaline solutions to be mixed with oil not only saponify the fatty acids, but also also neutral oil. To avoid any loss of neutral oil, it would be necessary to use the To deacidify the oil, the stoichiometrically required amount of lye is so fine in the oil to distribute that each fatty acid particle with the lye particle it needs comes into contact. It is clear that difficult to mix liquids such. B. oil and aqueous solution, a homogeneous dispersion can not be achieved. One is but endeavor to come as close as possible to this goal, because one has recognized that with the degree of dispersion the deacidification becomes more perfect and the neutral oil losses decrease. When it comes to oil refining, it is also important to have the greatest possible degree of fine distribution the sulfuric acid in distilled petroleum. Coarsely dispersed and uneven Here, too, distributions lead to losses. Similar ones occur in the extraction technique Mixing problems. To transform a substance from a mother liquor into a solvent transferred, the liquids must be mixed together. With the mixing intensity the yield of extract increases.

Es ist bekannt, zum Mischen von Flüssigkeiten Rührwerke oder Zentrifugalpumpen zu verwenden. Die mit diesen Geräten erreichbare Verteilung der Komponenten ist jedoch für die obengenannten Anwendungsgebiete unbefriedigend. Nachteilig ist auch die Vermischung mit Luft, die zu unerwünschten Oxydationen führt und die anschließende Trennung der Komponenten erschwert. Darüber hinaus ist auch die bei Verwendung dieser Geräte notwendige Vorvermischung der Flüssigkeiten in vielen Fällen sehr schädlich und mit Verlusten verbunden. Bei der Ölraffination hat man schon versucht, Öl und Neutralisationsmittel im Sprühverfahren zu vermischen. Dabei kann die Vorvermischung der Komponenten vermieden werden, und man erreicht eine bessere Feinverteilung, als dies mit Rührwerken und Zentrifugalpumpen gelingt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß Luft in besonders hohem Maße eingemischt wird. Eine Anlage mit angemessener Stundenleistung erfordert außerdem einen erheblichen räumlichen und apparativen Aufwand.It is known to use stirrers or centrifugal pumps for mixing liquids to use. The distribution of the Components is, however, unsatisfactory for the above-mentioned areas of application. Disadvantageous is also the mixing with air, which leads to undesirable oxidations and which subsequent separation of the components made more difficult. In addition, the at Using these devices necessary premixing of the liquids in many cases very harmful and fraught with losses. With oil refining you already have tries to mix the oil and neutralizing agent by spraying. Here can premixing of the components can be avoided, and a better one is achieved Fine distribution than can be achieved with agitators and centrifugal pumps. This method however, it has the disadvantage that air is mixed in to a particularly high degree. One Plant with a reasonable hourly output also requires a considerable amount of space and expenditure on equipment.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es gestattet, schwer mischbare Flüssigkeiten schnell und innig unter Luftabschluß zu vermischen. Sie besteht im wesentlichen aus einer rotierenden Trommel und einer stillstehenden Schälscheibe, die um einen zentralen Schaft mit konzentrischen Kanälen angeordnet ist.The invention relates to a device that allows it to be heavy to mix miscible liquids quickly and intimately in the absence of air. she consists essentially of a rotating drum and a stationary peeling disk, which is arranged around a central shaft with concentric channels.

Schälscheiben sind an sich seit langem bekannt und werden in Verbindung mit Separatoren zur schaumfreien Abführung des behandelten Schleudergutes benutzt. Beim Eintritt der Flüssigkeit in die Schälkanäle am äußeren Umfang der Schälscheibe wird ihre Umfangsgeschwindigkeit in Druck umgewandelt, wodurch die Förderung der Flüssigkeit auf eine dem erzeugten Druck entsprechende Höhe möglich ist. Die Schälscheibe leistet also Pumpenarbeit. Es ist auch bekannt, die Schälscheibe bei Milchreinigungs-Separatoren zur Ableitung der wieder vermischten Komponenten zu verwenden. Die Vollmilch wird im Schleuderraum der Trommel in Rahm und Magermilch zerlegt und gleichzeitig gereinigt. Nach Wiedervermischung der Komponenten in einem Wiedervermischungsdeckel wird die Mischung mit hoher Umfangsgeschwindigkeit in die Schälkammer eingeführt und mittels Schälscheibe schaumfrei und unter Druck abgeleitet.Peeling disks have been known per se for a long time and are used in connection used with separators for foam-free discharge of the treated centrifugal material. When the liquid enters the peeling channels on the outer circumference of the peeling disk their peripheral speed is converted into pressure, thereby promoting the Liquid is possible at a level corresponding to the pressure generated. The paring disc So does pump work. It is also known to use the paring disc in milk cleaning separators to be used to derive the remixed components. The whole milk will Separated into cream and skimmed milk in the centrifugal chamber of the drum and cleaned at the same time. After remixing the components in a remixing lid, the Mixture introduced into the peeling chamber at high peripheral speed and by means of Peeling disc is foam-free and diverted under pressure.

Rahm und Magermilch sind aber Fettemulsionen verschiedener Konzentration mit gleichem Dispergens. Sie haben die Eigenschaft, sich als verwandte Flüssigkeiten leicht zu vermischen und unter der Einwirkung der Schwerkraft allmählich wieder zu entmischen, was allgemein als »Aufrahmung« bezeichnet wird. Wegen der leichten Mischbarkeit von Rahm und Magermilch ist die Verwendung besonderer Mischgeräte nicht erforderlich. Durch einfaches Rühren wird bereits eine Feinverteilung erreicht, die bei Verwendung eines Mischers nicht wesentlich besser wird. An der eingestellten Vollmilch ist deshalb die Effektivität eines Mischgerätes nicht eindeutig zu erkennen. Mit der Verwendung hocheffektiver Mischer wird bei der Einstellung der Vollmilch ohnehin ein praktischer Zweck nicht erreicht, weil die Feinverteilung der Komponenten durch die natürliche Au.frahmung wieder zunichte gemacht wird. Daraus folgt, daß die Schälscheibe in Verbindung mit Milchseparatoren ausschließlich als Förderorgan verwendet wurde.However, cream and skimmed milk are fat emulsions of different concentrations with the same dispersant. They have the property of being related fluids easy to mix and gradually reappear under the action of gravity to unmix what is commonly referred to as "creaming". Because of the light The use of special mixing equipment does not allow cream and skimmed milk to be mixed necessary. Fine distribution is achieved by simply stirring, which doesn't get much better when using a mixer. At the set Whole milk is therefore not clearly recognizable the effectiveness of a mixer. With the use of highly effective mixers will help in setting the whole milk anyway a practical purpose not achieved because of the fine distribution of the components is destroyed again by the natural framing. It follows that the peeling disc in connection with milk separators is used exclusively as a conveyor element was used.

Die Erfindung beruht einerseits auf der Erkenntnis, daß ein Flüssigkeitsstrom, der durch eine stillstehende Einlaßvorrichtung in eine schnell rotierende Trommel eingeführt wird, infolge der plötzlichen Beschleunigung zerrissen und zersplittert wird, und andererseits auf der Tatsache, daß die Flüssigkeitspartikeln vor ihrem Eintritt in die Schälkanäle eine Zone mit großem Geschwindigkeitsgefälle passieren müssen (s. P f 1 e i d ere r »Die Kreiselpumpen«). Während an der äußeren Begrenzungsfläche der stillstehenden Schälscheibe die Geschwindigkeit der Flüssigkeit infolge Haftens an der Fläche gleich Null ist, beträgt sie in einigen Millimetern Abstand .Io bis 50 m/sec. Die in diese Zone gelangenden Flüssigkeitstropfen werden durch die auftretenden Scherkräfte zerrieben und die Partikeln der verschiedenen Komponenten in feinster Zerteilung miteinander in Berührung gebracht. Die erzielte Mischwirkung übertrifft die eines Rührwerkes oder einer Zentrifugalpumpe wesentlich.The invention is based on the one hand on the knowledge that a liquid flow which is introduced through a stationary inlet device into a rapidly rotating drum is torn and splintered as a result of the sudden acceleration, and on the other hand on the fact that the liquid particles a Must pass a zone with a large speed gradient (see P f 1 eid ere r "The centrifugal pumps"). While the speed of the liquid on the outer boundary surface of the stationary peeling disk is zero as a result of adherence to the surface, it is at a distance of a few millimeters .Io to 50 m / sec. The liquid droplets reaching this zone are crushed by the shear forces that occur and the particles of the various components are brought into contact with one another in extremely fine division. The achieved mixing effect significantly exceeds that of an agitator or a centrifugal pump.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung stellt ein selbständiges Mischgerät dar, das die getrennte Zuführung der Komponenten unterhalb bzw. oberhalb der Schälscheibe gestattet. Die Flüssigkeiten kominen erst beim Umströmen der Ober- bzw. Unterkante der Schälscheibe, im Bereich größter Scherkräfte, miteinander in Berührung. Eine schädliche `% orvermischung ist somit ausgeschlossen. In Fällen, in denen eine vorherige Vermischung nicht schädlich ist, können selbstverständlich die Flüssigkeiten aus einem gemeinsamen Zulaufgefäß durch einen einzigen Zuführungskanal in die Trommel eingeleitet werden.The device according to the invention constitutes a stand-alone mixer represents that the separate supply of the components below and above the paring disc allowed. The liquids only come when they flow around the upper or lower edge the peeling disk, in the area of greatest shear forces, in contact with one another. One harmful `% pre-mixing is therefore excluded. In cases where a previous Mixing is not harmful, of course the liquids can come out a common feed vessel through a single feed channel into the drum be initiated.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Pfeile bezeichnen den Weg der Flüssigkeiten. Auf der Spindel i sitzt die aus dem Boden 2, dem Deckel 3 und dem Verschlußring .4 bestehende Trommel. Durch das innere Rohr 5 fließt die leichte, durch das äußere Rohr 6 die schwere Flüssigkeit in die Trommel. Der Schälkörper 7 führt das Gemisch durch die Kanäle 8 und das Rohr 9 ab. Das Drosselorgan io dient zur Regelung der Flüssigkeitsspiegel, die sich dein spezifischen Gewicht der Flüssigkeiten entsprechend zu beiden Seiten des Schälkörpers verschieden hoch einstellen. Überlaufende Flüssigkeit tritt in das Fanggefäß i i aus. Wie die linke Seite der Zeichnung zeigt, müssen die Flüssigkeiten, um zu den Schälkanälen zu gelangen, die Zone größter Scherkräfte passieren.In the drawing, the device according to the invention is in one embodiment shown. The arrows indicate the path of the liquids. On the spindle i sits the drum consisting of the bottom 2, the lid 3 and the locking ring .4. The light flows through the inner tube 5 and the heavy flows through the outer tube 6 Liquid in the drum. The peeling body 7 guides the mixture through the channels 8 and the pipe 9. The throttle device io is used to regulate the liquid level, which correspond to your specific gravity of the liquids on both sides set the peeling body at different heights. Overflowing liquid enters the collecting vessel i i. As the left side of the drawing shows, the liquids, to get to the peeling canals, pass the zone of greatest shear forces.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for mixing several liquids, in which the liquids to be mixed are fed centrally to the mixing drum and through one centered on the axis of rotation of the drum arranged, stationary Peeling bodies are discharged as a mixed liquid with the exclusion of air, characterized in that that the peeling body (7) is arranged in the actual drum space, also in the the liquid components to be mixed directly through the supply lines (5, 6) should be introduced.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the feed line for the heavier liquid between the disc and the cover the drum, the feed line for the lighter liquid, however, between the disc and opens into the bottom of the drum.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the feed line for the heavier liquid is the pipe socket for the discharge of the mixture concentrically surrounds.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the feed line for the lighter liquid is concentric is arranged within the pipe socket for discharging the mixture.

5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the feed line for the lighter liquid is formed by an axial bore in the drum drive shaft. Documents considered: German Patent No. 696 796; Swedish Patent Specification No. io894i; Alfa Laval Circular No. 232; Chemical Engineers' Handbook, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York and London.