DEP0052309DA - Verfahren und Vorrichtung zum Zerstäuben, Emulgieren und Konservieren von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die zur Zeit am meisten gebräuchlichste Scheibe ist die Düsenscheibe. Sie liefert im allgemeinen ein zufriedenstellendes Produkt, soweit die zu zerstäubende Masse nicht zu zäh ist. Die Düsen, die eine Öffnung von 4-8 mm haben, bergen die Gefahr in sich, sich gelegentlich zu verstopfen. Da die Scheibe mit mindestens 7000 Touren pro min. läuft, so ist die dabei auftretende Unwucht mehr als unangenehm. Auf alle Fälle muss die Scheibe heruntergenommen und gereinigt werden, was immer Betriebsunterbrechungen mit sich bringt. Die anderen Scheiben, wie Tellerscheiben, Schlitzscheiben und ähnliche, konnten nie größere Bedeutung erlangen. All diese Scheiben haben außerdem den Nachteil eines hohen Kraftverbrauchs. Dieser wird dadurch hervorgerufen, dass die zu zerstäubende Masse erst die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe erlangen muss, bis sie aus den Düsen austreten kann oder über den Rand der Scheibe fliegt.

Es wurde daher nach einem neuen Scheibensystem gesucht, das die Nachteile überwindet. Die Grundidee der Neuentwicklung besteht nun darin, die zu zerstäubende Masse in einer oder mehreren horizontalen Schichten aus der Zerstäuberscheibe austreten zu lassen , und zwar durch Schlitze, die höchstens 0,1 mm betragen und um die ganze Scheibe gehen. Nachdem diese geringe Öffnung wiederum die Gefahr des Verstopfens an sich hätte, so wurden die Wulste, die diese Verengung bewirken, radial hintereinander angeordnet, wodurch der indirekte Durchgang durch die Scheibe beliebig groß gehalten werden kann.

Die neuartige Zerstäuberscheibe besteht aus zwei flachen Scheiben, die übereinander angeordnet sind. Auf jede Scheibe sind ringförmig Wulste angebracht, die an den unteren Teil der Scheibe nach oben und bei dem oberen Teil nach unten angebracht sind. Wie schon erwähnt, haben diese Wulste einen Abstand von weniger als 0,1 mm und sind radial hintereinander angeordnet.

Der Zerstäubervorgang ist nun hierbei folgender: Die zu zerstäubende Masse wird mit einem ringförmigen Verteiler (1) der unteren Scheibe (2) zugeführt. Die Masse wird nun durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrängt und wird so von der Kante des ersten Wulstes (3) abgeschleudert. Hier beginnt die erste Aufteilung der Masse. Die nun schon ziemlich kleinen Masseteilchen fliegen mit erhöhter

Geschwindigkeit an den Rand des zweiten Wulstes (4). Hier erfolgt nun eine weitere Zerkleinerung, einerseits zerplatzen die Teilchen durch den Anprall, andererseits werden die Teilchen über den Rand gedrängt. Nachdem sie aber nie die Geschwindigkeit der Scheibe erreichen, so beginnen sie durch das Beharrungsvermögen an den Wulstrand zu rollen und zu reiben, wodurch weitere Zerkleinerungen erfolgen.

Dies geht nun so weiter von Wulst zu Wulst, bis die Teilchen am letzten Wulst (5) die Scheibe verlassen oder sie sind bereits durch den feinen Schlitz, der durch die ganze Scheibe geht, nach außen geflogen. Die Masse wird bei dieser Scheibenart also bereits in der Scheibe zerkleinert durch einen dem Mahlen zu vergleichenden Vorgang. Da die Masse nicht die Geschwindigkeit des Scheibenrandes erreicht, wird sie auch nicht mit so großer Wucht nach außen gescheudert. Es tritt daher eine bessere Vermischung mit der Turmluft ein.

Durch diese mechanische Zerkleinerung ist es möglich, den Scheibendurchmesser kleiner zu halten, wodurch ein geringerer Kraftbedarf nötig ist als bei den bekannten Scheiben. Nach den bisherigen Messungen kann 20-40% an Kraft gespart werden. Diese mechanische Zerkleinerung gibt dem Pulver eine ganz andere Struktur. Das Volumen liegt etwa 30% höher als bisher.

Neben all diesen Vorteilen hat diese neue Scheibenart noch den besonderen Vorteil, dass während des Betriebes keinerlei Verstopfungen der Scheibe auftreten können. Es ist sogar ohne weiteres möglich, nach längerer Betriebsunterbrechung die Scheibe wieder anzufahren, ohne sie vorher zu reinigen.

Durch diese neuartige mechanische Zerkleinerung der Masse wird es künftig möglich sein, Produkte zu zerstäuben, bei denen die bisherigen Scheiben versagt haben.

Diese Scheibe hat für besondere Fälle noch folgende Ergänzungsmöglichkeit: Durch Anbringung einer Luftführung mit eingesetzten Flügeln kann das Sprühprodukt am Scheibenrand nach unten geblasen werden. Durch eine ähnliche Anordnung kann der Scheibe innen Luft zugeführt werden, sodass ein starker Luftzug durch den Scheibenschlitz bläst. Weiter können in der Scheibe zwei ringförmige Verteiler eingebaut werden, wodurch zweierlei Flüssigkeiten zugeführt werden können. Sind die beiden Flüssigkeiten von gleicher Viskosität, so tritt eine Emulgierung beim Zerstäuben ein. Dies ist dann von Wert, wenn die zwei Komponenten die Eigenschaft haben, nach dem Mischen sehr zäh zu werden oder gar zu erstarren, sodass ein Pumpen nicht mehr möglich ist. Ist die eine zugeführte Masse sehr zäh und die andere dünnflüssig, so wird bei Durchgang durch die Scheibe die zähe Masse von der dünnen eingehüllt.

Wie eingangs erwähnt, besteht auch die Möglichkeit, die Masse nicht nur durch einen, sondern durch mehrere Schlitze austreten zu lassen.

Dieses geschieht in folgender Weise: Die Masse wird wie vorher durch einen ringförmigen Verteiler zugeführt und wird den ersten Wulst (6) geschleudert. Genau in der Höhe des Wulstes ist nun etwas außerhalb ein Ring (7), der nach innen eine Messerschneide hat und dann in je einen Wulst nach oben und unten übergeht. Die von dem ersten Wulst abfliegende Masse wird von dem Messerring in zwei Teile geteilt, durch die Wulst abgelenkt und dann in zwei Schlitzen (8), wie vorher beschrieben, zerstäubt. Diese Aufspaltung der Masse ist bis zu etwa acht Schichten möglich. Dieses Aufteilen auf mehrere Schichten bietet weitere Vorteile. Durch die größere Anzahl der Schlitze können größere Mengen zerstäubt werden. Außerdem sind durch die Anzahl der Schlitze die Austrittsöffnungen auf eine größere Fläche verteilt, wodurch eine besonders innige Vermischung des zerstäubenden Produktes mit der Turmluft stattfinden kann.

Erhöht man die Zahl der Wülste in den gegenüberliegenden Scheiben, sodass deren radialer Abstand nur noch weniger als 1 mm beträgt, so wird bei großem Durchmesser der Scheibe und hoher Drehzahl erreicht, dass die beförderte Flüssigkeit sterilisiert wird. Die Flüssigkeit wird der Scheibe wie beschrieben zugeführt. Durch die Zentrifugalkraft wird die Flüssigkeit von Wulst zu Wulst geschleudert, was gegen den Scheibenrand immer höhere Geschwindigkeit annimmt. Die sterilisierende Eigenschaft wird hervorgerufen einerseits <Nicht lesbar>, dass die kleinen Flüssigkeitsteilchen mit hoher Geschwindigkeit auf die Wulste prallen, andererseits <Nicht lesbar>, dass die Flüssigkeit zwischen den Wulsten in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungen können 100000 und mehr pro Sekunde erreichen. Es ist bekannt, dass Ultraschall, der bei 20000 Schwingungen pro Sekunde beginnt, bereits auf manche Lebewesen zerstörend wirkt.

Claims (2)

1) Verfahren zum Zerstäuben, Emulgieren und Sterilisieren von Flüssigkeiten mit beliebiger Dichte, Viskosität und Konsistenz, dadurch gekennzeichnet, dass das zu behandelnde Gut mit hoher Geschwindigkeit zwischen zwei oder mehrere übereinander angeordneten, rotierenden Scheiben derart geführt wird, dass das Gut, gegebenenfalls unter Mitwirkung von Gasen, durch Aufprallen, Abreißen und Schwingungen bis zum Ultraschall feinstverteilt bzw. emulgiert wird.

2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus zwei oder mehreren übereinander angeordneten, drehbaren Scheiben mit zentralem Zufluss, deren jeweils gegenüberliegenden Flächen mit zentrisch ringförmigen Erhöhungen, die gegeneinander versetzt sind, ausgestattet sind.