EP0036985A1 - Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil - Google Patents

Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil Download PDF

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EP0036985A1
EP0036985A1 EP81101886A EP81101886A EP0036985A1 EP 0036985 A1 EP0036985 A1 EP 0036985A1 EP 81101886 A EP81101886 A EP 81101886A EP 81101886 A EP81101886 A EP 81101886A EP 0036985 A1 EP0036985 A1 EP 0036985A1
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EP
European Patent Office
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tool
perforated plate
mixing screw
wings
screw
Prior art date
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EP81101886A
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French (fr)
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EP0036985B1 (de
Inventor
Anton Thaler
Walter Germann
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Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP0036985B1 publication Critical patent/EP0036985B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D13/00—Making of soap or soap solutions in general; Apparatus therefor
    • C11D13/14—Shaping
    • C11D13/18—Shaping by extrusion or pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/451—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by means for moving the materials to be mixed or the mixture

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a mixture of at least one crushable lumpy solid and at least one liquid component, in particular for use in the refinement of soap, with a rotatably arranged mixing screw for conveying and mixing the mixture components, at least one feed device for feeding the liquid components into the mixing screw, and an output device connected to the mixing screw, which has at least one stationary perforated plate, via which the mixture exits the mixing screw.
  • the ingredients are often granular solids, liquids and / or emulsions.
  • the end product can be a free-flowing or viscous emulsion or a plastic mass.
  • Known devices for producing the mixing are designed with due regard to the respective mixing problem and often have a screw driven by a rotary drive and a device connected to the screw for continuing the comminution and mixing process started by the screw.
  • liquid constituents are added to the material and mixed with it intimately and homogenized.
  • the aim is to create a network-like structure with air spaces in the material.
  • the material is first pre-shredded and compacted in a first mixing screw and further shredded at the outlet end of the mixing screw in a shredding head rotating with the latter.
  • Liquid is fed via a feed head connected to the comminution head from the end of the device remote from the mixing screw into a mixing and homogenizing space and mixed and homogenized therein by means of resilient blades and then ejected via a spreading plate, a pressure plate and a cutting head into a pressurized end chamber and fed by this to a second mixing screw. This is where further homogenization and densification take place. Overall, this facility is also complicated and expensive.
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned, which is simple and inexpensive, the it is also suitable for processing plastic granules, in particular soap granules, in mixtures, allows them to be mixed intimately with other constituents, for example liquids or emulsions, and produces a perfectly homogeneous end product.
  • a device for solving this problem is characterized in that the outlet opening of the feed device for the liquid constituents is arranged at the inlet end of the mixing screw in the area of the solids inlet in a known manner, and that a device for homogenizing the mixture is also provided as the output device, which at least includes a stage in which a perforated plate is preceded by a splicing tool with wings that rotates during operation.
  • the invention has the following advantages.
  • the homogenization process is continued in the subsequent homogenization stage.
  • Such a homogenization stage is extremely effective in a small space and an arbitrarily fine degree of homogenization can be achieved by stringing together several homogenization stages.
  • the simplicity of the furnishings is impressive. This saves costs and space.
  • the device is suitable for processing various plastic granules, and especially for perfuming soap.
  • This mixing screw can have fewer than four turns, preferably two turns. A ratio of 1: 1 between the diameter of the mixing screw and its length is favorable.
  • the mixing screw can be arranged vertically, with the horizontal conveying direction of a metering device upstream of it. This makes a space-saving design possible, which allows the device to be attached to a rolling mill above the rollers, the output device feeding the rollers.
  • the homogenizing effect of the mixing screw is favored if the outlet opening of the feed device feeds the liquid components into the drop section between the metering device and the mixing screw.
  • a particularly strong homogenizing effect is achieved if at least one of the wings of the calving tool has a front intake surface facing the perforated plate, which in the direction of rotation gives the product a component of movement in its flow direction during operation and presses it through the perforated plate, and one connected to the intake surface , in the direction of rotation rear calving surface, which is arranged at a short distance from the perforated plate and has a homogenizing effect on the mixture which has not passed through the perforated plate.
  • the feed surface can be a flat surface which is arranged at an acute angle to the perforated plate.
  • the calving surface is advantageously a flat surface arranged parallel to the perforated plate.
  • the wings of such a salvation tool crush the mixture into thin layers and have a homogenizing effect on them at the same time.
  • the splicing tool is preferably attached to the worm shaft so that it can be dismantled, it rotates together with it during operation and advantageously has a plurality of blades projecting outward in the radial direction.
  • Such a tool works perfectly and is easy to manufacture. It is easily accessible for cleaning purposes.
  • the splitting tool can be preceded by a remodeling tool which is arranged at a distance therefrom and rotates together with it during operation, with wings projecting outward in the radial direction.
  • the wings of such a shifting tool are preferably arranged offset in the circumferential direction from the wings of the calving tool.
  • the shifting tool is removably attached to the worm shaft and rotates with it during operation. It effects a layering of the mixture that promotes homogenization and is also easily accessible for cleaning purposes.
  • the perforated plate is preferably connected to a cutting tool which rotates during operation and has blades which project outwards in the radial direction and is connected downstream.
  • a cutting tool which rotates during operation and has blades which project outwards in the radial direction and is connected downstream.
  • This is advantageously attached to the worm shaft in a removable manner and rotates together with it during operation.
  • Such a tool may be necessary with some mixtures in order to separate the escaping product respectively. Its effect is particularly good if its wings are offset in the circumferential direction from the wings of the calving tool upstream of the perforated plate. This tool is also easily accessible for cleaning purposes.
  • the perforated plates are advantageously held detachably in the screw housing and secured against rotation.
  • the diameters of the holes of the perforated plates of successive stages preferably decrease progressively in the direction of flow. A progressive refinement of the homogenization process is thereby achieved.
  • the stratification tool and the salvage tool are arranged between two perforated plates, the stratification tool simultaneously serving as a cutting tool for the first perforated plate. Its wings are offset circumferentially from the wings of the calving tool. The product cut off from the first perforated plate is thus released between the wings of the calving tool, so that a further mixing effect takes place between the two perforated plates.
  • a locking ring which can be removed by means of a bayonet lock is advantageously arranged.
  • the entire homogenizing device is thus easy to disassemble and easily accessible for cleaning purposes when changing the mixture.
  • the system according to FIG. 1 has a metering device 1, a mixing device 2 and a rolling mill 3.
  • the metering device 1 is used to meter the amount of the granules to be fed and is fed with soap granules via a feed hopper 4. It has a worm housing 5, a worm shaft 6 rotatably mounted therein and a metering worm 7 fixedly arranged on the worm shaft 6.
  • the worm shaft 6 is driven by a first drive motor 9 via a first sprocket gear 8.
  • the mixing device 2 is connected to the metering device 1. This has a worm housing 10, a worm shaft 11 rotatably mounted therein and one on the worm shaft 11 fixedly arranged mixing screw 12.
  • a feed device 17 for the perfumed dispersion acted upon by a pump 16 opens into the mixing device 2, its outlet opening 18 being arranged at the inlet end of the mixing screw 12 in the area of the solids inlet.
  • the pump 16 is driven by the metering worm shaft 6 via a second sprocket gear 19.
  • a homogenizing device 20 described in detail below is provided as the output device. This is arranged above the rolling mill 3, which has an inlet hopper 21, three rotatably arranged rollers 22 and a scraper 23. The mixture emerging from the homogenizing device 20 falls through the inlet funnel 21 into the first nip 24 and is carried over the last two rollers 22 and the scraper 23 as piled soap.
  • the soap granulate 26 falls freely from the metering screw 7 at the input end of the mixing screw 12 into the screw chamber 25.
  • the outlet opening 18 of the feed device 17 opens into the screw chamber 25 in this area and, in free fall, adds the dispersion 27 to the loose stream of soap granules.
  • the inspection hole 45 is open to the surroundings.
  • the worm housing 10 is provided with straight or helical cables 46 which increase the friction of the inner wall.
  • a first variant of the homogenizing device 20 is shown at the outlet end of the mixing device 2. This device, shown in an exploded view in FIG.
  • the 3 has a saponification tool 28 connected to the mixing screw 12 with three in the radial direction projecting blades 29, a perforated plate 30 arranged at a small axial distance from the blades 29, and a cutting tool 31 arranged close to the perforated plate 30 with cutting blades 32 projecting in the radial direction.
  • the two tools, the ointment tool 28 and the cutting tool 31 are detachably fastened on the mixing screw shaft 11 by means of the screw nut 33 and rotate together with the mixing screw 12 during operation.
  • the wings 32 are arranged offset to the wings 31 in the circumferential direction.
  • the perforated plate 30, however, is detachably held in the worm housing 10 and secured against rotation.
  • a locking ring 34 is provided at the output end of the screw housing 10. This is detachably held in the screw housing 10 by means of a bayonet catch.
  • a part of the perforated plate 30 shown in cross section has holes 35 through which the mixture exits the mixing device 2.
  • the wings 29 of a saponification tool 28 can be seen in cross section at a short distance from the same.
  • the direction of movement of the wing 29 in operation is indicated by an arrow 36.
  • Essential for the function of such a wing 29 is its intake surface 37 facing the perforated plate 30, which is front in the direction of rotation, and its connected, in the direction of rotation rear saponification surface 38.
  • the intake surface 37 is arranged at an acute angle to the surface 39 of the perforated plate 30 , flat surface, the inclination of which is selected such that it gives the component which has already been mixed and pre-homogenized by the mixing screw 12, a movement component in the axial flow direction and it through the perforated plate 30.
  • a significant part of the product gets into the space 40 between the perforated plate 30 and the flat saponing surface 38 opposite to it and parallel to it, due to the wedge action of the pull-in surface 37, and is compressed into a thin layer.
  • the product is subjected to an ointment effect and the dispersion 27 contained therein is evenly distributed.
  • a splitting tool 41 with three wings 42 protruding in the radial direction is connected upstream of the calving tool 28. These are arranged offset to the wings 29 of the ointmenting tool 28 in the circumferential direction by 60 0 each and cause a shifting of the product before it is exposed to the action of the ointmenting tool 28. This improves the homogenizing effect.
  • the perforated plate 30 is not followed by a cutting tool 31, for example in order to obtain a marbling of the soap.
  • the third variant of the homogenizing device shown in FIG. 6 has two perforated plates 30, 43.
  • the second perforated plate 43 is preceded by a saponification tool 28 and the latter by a conversion tool 41.
  • the first perforated plate .30 q is arranged immediately after the mixing screw 12 (not visible in FIG. 6) and has holes 35 of larger diameter than the second perforated plate 42. This improves the homogenizing effect.
  • a perforated plate 30 with holes 35 of larger diameter is preceded by a first balancing tool 28, and in a second stage a perforated plate 43 with holes 44 of smaller diameter is preceded by a second balancing tool 28. Furthermore, in the second stage, a salvaging tool 41 is connected upstream of the calving tool 28 and a cutting tool 31 is connected downstream of the perforated plate 43.
  • the homogenizing effect of such a homogenizing device 20 can be improved by increasing the number of stages lined up.
  • two such levels have already proven to be very effective.

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Abstract

Bei der beschriebenen Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches ist eine Auslauföffnung (18) einer der Einspeisung der flüssigen Bestandteile dienende Speisevorrichtung (7) am Eingangsende einer Mischschnecke (12) im Bereich eines Feststoffeintrittes angeordnet. Als Vorrichtung zur Ausgabe des Gemisches ist eine an die Mischschnecke (12) angeschlossene Homogenisiervorrichtung (20) mit mindestens einer Homogenisierstufe vorgeshen. Bei einer solchen Stufe ist einer Lochplatte (30) ein eim Betrieb rotierendes Versalbungswerkzeug (28) mit Flügeln vorgeschaltet. Ein solcher Flügel weist eine Einzugsfläche und eine dieser angeschlossene Versalbungsfläche auf. Die in der Drehrichtung vordere Einzugsfläche drückt einen Teil des Gemisches durch die Lochplatte (30) hindurch, und die in der Drehrichtung hintere Versalbungsfläche wirkt homogenisierend auf das durch die Lochplane (30) noch nicht hindurchgetretene Gemisch
Mit Vorteil kann die Einzugsfläche eine zur Lochplatte (30) in spitzem Winkel, und die Versalbungsfläche eine zur Lochplatte (30) parallel angeordnete, ebene Fläche sein. Dem Versalbungswerkzeug (28) kann ein Umschichtungswerkzeug vorgeschaltet, und der Lochplatte (30) ein Schneidewerkzeug (31) nachgeschaltet sein. Alle Werkzeuge sind demontierbar angeordnet und zu Reinigungszwecken leicht zugänglich. Die Homogenisierwirkung kann durch Aneianderreihung mehrer Stufen verbessert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil, insbesondere zur Verwendung bei der Veredelung von Seife, mit einer drehbar angeordneten Mischschnecke zur Beförderung und Vermischung der Gemisch-Bestandteile, mindestens einer Speisevorrichtung zur Einspeisung der flüssigen Bestandteile in die Mischschnecke, und einer an die Mischschnecke angeschlossenen Ausgabevorrichtung, die mindestens eine stationäre Lochplatte aufweist, über welche das Gemisch aus der Mischschnecke hinaustritt.
  • Bei der Herstellung zahlreicher industrieller Erzeugnisse ist es notwendig, eine.Anzahl von verschiedenen Bestandteilen in einzeln dosierten Mengen miteinander innig zu vermischen und ein homogenes Gemisch zu erzielen. Die Bestandteile sind oft körnige Feststoffe, flüssige Stoffe und/oder Emulsionen. Das Endprodukt kann eine leicht fliessende oder zähflüssige Emulsion oder aber eine plastische Masse sein. Bekannte Einrichtungen zur Berwerkstelligung der Vermischung sind mit Rücksichtnahme auf das jeweilige Mischproblem konstruiert und besitzen oft eine durch einen Drehantrieb angetriebene Schnecke und eine der Schnecke angeschlossene Vorrichtung zur Fortsetzung des durch die Schnecke begonnenen Zerkleinerungs- und Vermischungsvorganges.
  • Bei einem in der CH-PS 499 619 offenbarten Verfahren mit dazugehöriger Einrichtung zum Parfümieren einer Seifenmasse wird diese über einen Speisetrichter einem Walzwerk zugeführt und in diesem zu dünnen Seifenbahnen gewalzt.
  • Diese werden an ihren beiden Flächen mit zerstäubtem Parfüm bespritzt und über ein endloses Förderband, auf welchem mittels Spritzwassers noch eine Temperaturregelung stattfindet, einem zweiten Speisetrichter zugeführt. Anschliessend wird die schon einmal parfümierte Seifenmasse in drei aufeinanderfolgenden Mischschnecken vermischt, ein zweitesmal parfümiert und homogenisiert. Diese Einrichtung ist aufwendig und platzraubend.
  • Bei einem in der US-PS 2 640 033 offenbarten, zur Herstellung von Seife geeigneten Verfahren mit dazugehöriger Einrichtung zum kontinuierlichen Behandeln und Strangpressen von plastifizierenden Materialien werden flüssige Bestandteile dem Material zugegeben und mit diesem innig vermischt und homogenisiert. Dabei wird auch die Erzeugung eines netzwerkartigen Gefüges mit Lufträumen im Material angestrebt. Das Material wird zunächst in einer ersten Mischschnecke vorzerkleinert und verdichtet und am Ausgangsende der Mischschnecke in einem sich mit der letzteren drehenden Zerkleinerungskopf weiter zerkleinert. Flüssigkeit wird über einen dem Zerkleinerungskopf angeschlossenen Speisekopf von dem der Mischschnecke abliegenden Ende der Einrichtung in einen Misch-und Homogenisierraum eingespeist und in diesem mittels federnden Klingen vermischt und homogenisiert und anschliessend über eine Spreizplatte, eine Druckplatte und einen Schneidekopf in eine unter Druck stehende Endkammer hinausgestossen und von dieser einer zweiten Mischschnecke zugeführt. In dieser findet eine weitere Homogenisierung und Verdichtung statt. Insgesamt ist auch diese Einrichtung kompliziert und aufwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und unaufwendig ist, die sich, ferner, zur Verarbeitung von plastischen Granulaten, insbesondere Seifengranulat, in Gemischen eignet, eine innige Vermischung derselben mit anderen Bestandteilen, z.B. Flüssigkeiten oder Emulsionen, ermöglicht und ein einwandfrei homogenes Endprodukt erzeugt.
  • Eine Einrichtung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass auf sich bekannte Weise die Auslauföffnung der Speisevorrichtung für die flüssigen Bestandteile am Eingangsende der Mischschnecke im Bereich des Feststoffeintrittes angeordnet ist, dass weiter als Ausgabevorrichtung eine Vorrichtung zur Homogenisierung des Gemisches vorgesehen ist, die mindestens eine Stufe einschliesst, bei welcher einer Lochplatte ein im Betrieb rotierendes Versalbungswerkzeug mit Flügeln vorgeschaltet ist.
  • Die Erfindung weist folgende Vorteile auf. Durch Anordnung der für die Flüssigkeit bestimmten Speisevorrichtung im Bereich des Feststoffeintrittes findet in der Mischschnecke nicht nur eine Vermischung, sondern auch eine vorläufige Homogenisierung des Gemisches statt. Der Homogenisiervorgang wird in der anschliessenden Homogenisierstufe weitergeführt. Eine solche Homogenisierstufe ist, in geringem Raum, äusserst wirkungsvoll und es kann, durch Aneinanderreihung mehrerer Homogenisierstufen, ein beliebig feiner Homogenisierungsgrad erreicht werden. Beeindruckend ist die Einfachheit der Einrichtung. Es wird dadurch an Kosten und an Platz gespart. Die Einrichtung eignet sich zur Verarbeitung verschiedener plastischer Granulate, und insbesondere zur Parfümierung von Seife, vorzüglich.
  • Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer kurzen Misch- schnecke gezeigt, weil es erkannt. wurde, dass die vorläufige Homogenisierung ohne starken Druck erfolgen soll. Diese Mischschnecke kann weniger als vier Windungen, vorzugsweise zwei Windungen aufweisen. Günstig ist ein Verhältnis von 1:1 zwischen dem Durchmesser der Mischschnecke und ihrer Länge.
  • Die Mischschnecke kann vertikal angeordnet sein, bei horizontaler Förderrichtung einer ihr oben vorgeschalteten Dosiervorrichtung. Damit wird eine platzsparende Bauweise möglich, die es erlaubt, die Einrichtung an einem Walzwerk, oberhalb dessen Walzen zu befestigen, wobei die Ausgabevorrichtung die Walzen speist.
  • Die Homogenisierwirkung der Mischschnecke wird begünstigt, wenn die Auslauföffnung der Speisevorrichtung die flüssigen Bestandteile in die Fallstrecke zwischen der Dosiervorrichtung und der Mischschnecke zuführt.
  • Eine besonders starke Homogenisierwirkung wird erreicht, wenn mindestens einer der Flügel des Versalbungswerkzeuges eine der Lochplatte zugewendete, in der Drehrichtung vordere Einzugsfläche aufweist, die dem Produkt im Betrieb eine Bewegungskomponente in seiner Strömungsrichtung erteilt und es durch die Lochplatte hindurchdrückt, sowie eine an die Einzugsfläche angeschlossene, in der Drehrichtung hintere Versalbungsfläche, die in geringem Abstand von der Lochplatte angeordnet ist und auf das durch die Lochplatte nicht hindurchgetretene Gemisch homogenisierend einwirkt.
  • Die Einzugsfläche kann eine ebene Fläche sein, die in einem spitzen Winkel zur Lochplatte angeordnet ist. Die Versalbungsfläche, hingegen, ist mit Vorteil eine zur Lochplatte parallel angeordnete, ebene Fläche. Die Flügel eines solchen Versalbungswerkzeuges zerdrücken das Gemisch in dünnen Schichten und wirken auf diese zugleich homogenisierend.
  • Das Versalbungswerkzeug ist vorzugsweise auf der Schneckenwelle demontierbar befestigt, es dreht sich im Betrieb mit dieser zusammen und weist mit Vorteil eine Mehrzahl von in radialer Richtung nach aussenragenden Flügeln auf.Ein solches Werkzeug funktioniert einwandfrei und ist leicht herzustellen. Zu Reinigungs- .zwecken ist es leicht zugänglich.
  • Bei einer der Stufen kann dem Versalbungswerkzeug ein von diesem im Abstand angeordnetes und sich im Betrieb mit ihm zusammen drehendes Umschichtungswerkzeug mit in radialer Richtung nach aussen ragenden Flügeln vorgeschaltet sein. Vorzugsweise sind die Flügel eines solchen Umschichtungswerkzeuges zu den Flügeln des Versalbungswerkzeuges in Umfangrichtung versetzt angeordnet. Das Umschichtungswerkzeug ist dabei auf der Schneckenwelle demontierbar befestigt und dreht sich im Betrieb mit ihr zusammen. Es bewirkt eine die Homogenisierung fördernde Umschichtung des Gemisches und ist zu Reinigungszwecken ebenfalls leicht zugänglich.
  • Der Lochplatte ist vorzugsweise ein im Betrieb rotierendes Schneidewerkzeug mit in radialer Richtung nach aussen ragenden Flügeln angeschlossen und nachgeschaltet. Dieses ist mit Vorteil auf der Schneckenwelle demontierbar befestigt und dreht sich im Betrieb zusammen mit dieser. Ein solches Werkzeug kann bei manchen Gemischen notwendig sein, um die Abtrennung des austretenden Produktes herbeizuführen. Seine Wirkung ist besonders gut, wenn seine Flügel zu den Flügeln des der Lochplatte vorgeschalteten Versalbungswerkzeuges in Umfangrichtung versetzt angeordnet sind. Auch dieses Werkzeug ist zu Reinigungszwecken leicht zugänglich.
  • Die Lochplatten sind mit Vorteil im Schneckengehäuse demontierbar festgehalten und gegen Verdrehung gesichert. Wenn mehrere Homogenisierstufen vorhanden sind, nehmen die Durchmesser der Löcher der Lochplatten aufeinanderfolgender Stufen in der Strömungsrichtung vorzugsweise progressiv ab. Dadurch wird eine progressive Verfeinerung des Homogenisiervorganges erreicht.
  • In einer besonders wirksamen Homogenisierstufe sind das Umschichtwerkzeug und das Versalbungswerkzeug zwischen zwei Lochplatten angeordnet, wobei das Umschichtwerkzeug gleichzeitig als Schneidewerkzeug für die erste Lochplatte dient. Seine Flügel sind zu den Flügeln des Versalbungswerkzeuges in Umfangrichtung versetzt. Damit wird das' ab der ersten Lochplatte abgeschnittene Produkt zwischen den Flügeln des Versalbungswerkzeuges abgegeben, so dass ein weiterer Mischeffekt zwischen den beiden Lochplatten stattfindet.
  • Am Ausgangsende des Schneckengehäuses ist mit Vorteil ein mittels eines Bajonettverschlusses demontierbar festgehaltener Verschlussring angeordnet. Damit ist die gesamte Homogenisiervorrichtung leicht demontierbar und zu Reinigungszwecken, beim Wechseln des Gemisches, leicht zugänglich.
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Anlage zur Erzeugung eines homogenen Gemisches aus einem festen Seifengranulat und einer parfümierten Dispersion, in schematischer Darstellung;
    • Fig. 2 einen Schnitt durch eine Variante der Mischvorrichtung nach der Fig. 1, in grösserem Massstab;
    • Fig. 3 eine erste Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung;
    • Fig. 4 einen Schnitt durch eine Lochplatte und ein dieser vorgeschaltetes Versalbungswerkzeug, in grösserem Massstab;
    • Fig. 5 eine zweite Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung;
    • Fig. 6 eine dritte Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung; und
    • Fig. 7 eine vierte Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung.
  • Die Anlage nach der Fig. 1 weist eine Dosiervorrichtung 1, eine Mischvorrichtung 2 und ein Walzwerk 3 auf. Die Dosiervorrichtung 1 dient der Dosierung der Menge des zuzuführenden Granulates und wird über einen Speisetrichter 4 mit Seifengranulat gespeist. Sie weist ein Schneckengehäuse 5, eine in diesem drehbar gelagerte Schneckenwelle 6 und eine auf der Schneckenwelle 6 fest angeordnete Dosierschnecke 7 auf. Die Schneckenwelle 6 ist über ein erstes Kettenzahnradgetriebe 8 durch einen ersten Antriebsmotor 9 angetrieben. An die Dosiervorrichtung 1 ist die Mischvorrichtung 2 angeschlossen. Diese weist ein Schneckengehäuse 10, eine in diesem drehbar gelagerte Schneckenwelle 11 und eine auf der Schneckenwelle 11 fest angeordnete Mischschnecke 12 auf. Diese ist über ein Getriebe 13 und eine Kupplung 14 durch einen zweiten Antriebsmotor 15 angetrieben. Eine durch eine Pumpe 16 beaufschlagte Speisevorrichtung 17 für die parfümierte Dispersion mündet in die Mischvorrichtung 2 ein, wobei ihre Auslauföffnung 18 am Eingangsende der Mischschnecke 12 im Bereich des Feststoffeintrittes angeordnet ist. Die Pumpe 16 ist über ein zweites Kettenzahnradgetriebe 19 durch die Dosierschneckenwelle 6 angetrieben.
  • Am Ausgangsende der Mischschnecke 12 ist als Ausgabevorrichtung eine in der Folge eingehend beschriebene Homogenisiervorrichtung 20 vorgesehen. Diese ist oberhalb des Walzwerkes 3 angeordnet, welches einen Einlauftrichter 21, drei drehbar angeordnete Walzen 22 und einen Abstreifer 23 aufweist. Das aus der Homogenisiervorrichtung 20 hinaustretende Gemisch fällt über den Einlauftrichter 21 in den ersten Walzenspalt 24 und wird über die beiden letzten Walzen 22 und den Abstreifer 23 als pilierte Seife hinausgetragen.
  • In der Fig. 2 fällt das Seifengranulat 26 von der Dosierschnecke 7 beim Eingangsende der Mischschnecke 12 in freiem Fall in den Schneckenraum 25 hinein. Die Auslauföffnung 18 der Speisevorrichtung 17 mündet in diesem Bereich in den Schneckenraum 25 ein und gibt die Dispersion 27 in freiem Fall dem losen Seifengranulatstrom zu. Das Schauloch 45 ist zur Umgebung offen. Das Schneckengehäuse 10 ist mit geraden oder drallförmigen Zügen 46 versehen, die die Reibung der Innenwand vergrössern. Am Ausgangsende der Mischvorrichtung 2 ist eine erste Variante der Homogenisiervorrichtung 20 dargestellt. Diese, in der Fig. 3 in auseinandergezogener Darstellung gezeigte Vorrichtung weist ein der Mischschnecke 12 angeschlossenes Versalbungswerkzeug 28 mit drei in radialer Richtung hinausragenden Flügeln 29, eine in geringem axialen Abstand von den Flügeln 29 angeordnete Lochplatte 30, und ein nahe an der Lochplatte 30 angeordnetes Schneidewerkzeug 31 mit in radialer Richtung hinausragenden Schneideflügeln 32 auf. Die beiden Werkzeuge, das Versalbungswerkzeug 28 und das Schneidewerkzeug 31, sind mittels der Schraubenmutter 33 auf der Mischschneckenwelle 11 demontierbar befestigt und drehen sich im Betrieb mit der Mischschnecke 12 zusammen. Die Flügel 32 sind in Umfangrichtung zu den Flügeln 31 versetzt angeordnet. Die Lochplatte 30, hingegen, ist im Schneckengehäuse 10 demontierbar festgehalten und gegen Verdrehung gesichert. Am Ausgangsende des Schneckengehäuses 10 ist ein Verschlussring 34 vorgesehen. Dieser ist mittels eines Bajonettverschlusses im Schneckengehäuse 10 demontierbar festgehalten.
  • In der Fig. 4 weist ein im Querschnitt gezeigter Teil der Lochplatte 30 Löcher 35 auf, über welche das Gemisch aus der Mischvorrichtung 2 hinaustritt. Stromaufwärts der Lochplatte 30 ist in geringem Abstand von derselben der Flügel 29 eines Versalbungswerkzeuges 28 im Querschnitt sichtbar. Die Bewegungsrichtung des Flügels 29 im Betrieb ist durch einen Pfeil 36 angedeutet. Wesentlich für die Funktion eines solchen Flügels 29 ist seine der Lochplatte 30 zugewendete, in der Drehrichtung vordere Einzugsfläche 37, und seine an diese angeschlossene, in der Drehrichtung hintere Versalbungsfläche 38. Die Einzugsfläche 37 ist eine in spitzem Winkel zur Oberfläche 39 der Lochplatte 30 angeordnete, ebene Fläche, deren Neigung so gewählt ist, dass sie dem durch die Mischschnecke 12 schon vermischten und vorhomogeniserten Produkt eine Bewegungskomponente in achsialer Strömungsrichtung erteilt und es durch die Lochplatte 30 indurchdrückt. Ein bedeutender Teil des Produktes gerät jedoch durch die Keilwirkung der Einzugsfläche 37 in den Zwischenraum 40 zwischen der Lochplatte 30 und der dieser gegenüberstehenden und zu ihr parallelen, ebenen Versalbungsfläche 38 und wird zu einer dünnen Schicht zusammengedrückt. Das Produkt wird dabei einer Versalbungswirkung unterworfen und die darin enthaltene Dispersion 27 gleichmässig verteilt.
  • Bei der in der Fig. 5 dargestellten, zweiten Variante der Homogenisiervorrichtung 20 ist dem Versalbungswerkzeug 28 ein Umschichtungswerkzeug 41 mit drei in radialer Richtung hinausragenden Flügeln 42 vorgeschaltet. Diese sind zu den Flügeln 29 des Versalbungswerkzeuges 28 in Umfangrichtung um je 600 versetzt angeordnet und bewirken eine Umschichtung des Produktes bevor dieses unter die Einwirkung des Versalbungswerkzeuges 28 ausgesetzt wird. Die Homogenisierwirkung wird dadurch verbessert. Der Lochplatte 30 ist in diesem Fall kein Schneidewerkzeug 31 nachgeschaltet, zum Beispiel um eine Marmorierung der .Seife zu erhalten.
  • Die in der Fig. 6 dargestellte, dritte Variante der Homogenisiervorrichtung weist zwei Lochplatten 30,43 auf. Der zweiten Lochplatte 43 ist ein Versalbungswerkzeug 28 und dem letzteren ein Umschichtungswerkzeug 41 vorgeschaltet. Die erste Lochplatte .30 q ist unmittelbar nach der in der Fig. 6 nicht sichtbaren Mischschnecke 12 angeordnet und weist Löcher 35 grösseren Durchmessers als die zweite Lochplatte 42 auf. Dadurch wird die Homogenisierwirkung verbessert.
  • Eine noch bessere Homogenisierwirkung kann mit der in der Fig. 7 dargestellten und auch erfolgreich getesteten, vierten Variante der Homogenisiervorrichtung 20 mit zwei aufeinanderfolgenden Stufen erreicht werden. Bei der ersten Stufe ist einer Lochplatte 30 mit Löchern 35 grösseren Durchmessers ein erstes Versalbungswerkzeug 28, und bei einer zweiten Stufe einer Lochplatte 43 mit Löchern 44 kleineren Durchmessers ein zweites Versalbungswerkzeug 28 vorgeschaltet. Weiter ist bei der zweiten Stufe dem Versalbungswerkzeug 28 ein Umschichtungswerkzeug 41 vorgeschaltet und der Lochplatte 43 ein Schneidewerkzeug 31 nachgeschaltet.
  • Im allgemeinen kann die Homogenisierwirkung einer solchen Homogenisiervorrichtung 20 durch Vergrösserung der Anzahl aneinandergegereihter Stufen verbessert werden. Zwei solche Stufen haben sich jedoch schon als sehr wirksam erwiesen.
    • P o s i t i o n e n v e r z e i c h n i s
    • 1 Dosiervorrichtung
    • 2 Mischvorrichtung
    • 3 Walzwerk
    • 4 Speisetrichter
    • 5 Schneckengehäuse, 1
    • 6 Schneckenwelle, 1
    • 7 Dosierschnecke
    • 8 Erstes Kettenzahnradgetriebe
    • 9 Erster Antriebsmotor
    • 10 Schneckengehäuse, 2
    • 11 Schneckenwelle, 2
    • 12 Mischschnecke
    • 13 Getriebe
    • 14 Kupplung
    • 15 Zweiter Antriebsmotor
    • 16 Pumpe
    • 17 Speisevorrichtung
    • 18 Auslauföffnung
    • 19 Zweites Kettenzahnradgetriebe
    • 20 Homogenisiervorrichtung
    • 21 Einlauftrichter
    • 22 Walzen
    • 23 Abstreifer
    • 24 Erster Walzenspalt
    • 25 Schneckenraum
    • 26 Seifengranulat
    • 27 Parfümierte Dispersion
    • 28 Versalbungswerkzeug
    • 29 Flügel, 28
    • 30 Lochplatte
    • 31 Schneidewerkzeug
    • 32 Flügel, 31
    • 33 Schraubenmutter
    • 34 Verschlussring
    • 35 Löcher, 30
    • 36 Pfeil, Bewegungsrichtung
    • 37 Einzugsfläche, 28
    • 38 Versalbungsfläche
    • 39 Oberfläche, 30
    • 40 Zwischenraum
    • 41 Umschichtungswerkzeug
    • 42 Flügel, 41
    • 43 Zweite Lochplatte
    • 44 Löcher, 43
    • 45 Schauloch
    • 46 Züge

Claims (28)

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil, insbesondere zur Verwendung bei der Veredelung von Seife, mit einer drehbar angeordneten Mischschnecke zur Beförderung und Vermischung der Gemisch-Bestandteile, mindestens einer Speisevorrichtung zur Einspeisung der flüssigen Bestandteile in die Mischschnecke, und einer an die Mischschnecke angeschlossenen Ausgabevorrichtung, die mindestens eine stationäre Lochplatte aufweist, über welche das Gemisch aus der Mischschnecke hinaustritt,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf an sich bekannte Weise die Auslauföffnung (18) der Speisevorrichtung (17) für die flüssigen Bestandteile am Eingangsende der Mischschnecke (12) im Bereich des Feststoffeintrittes angeordnet ist, dass weiter als Ausgabevorrichtung eine Vorrichtung (20) zur Homogenisierung des Gemisches vorgesehen ist, die mindestens eine Stufe einschliesst, bei welcher der Lochplatte (30; 30,43) ein im Betrieb rotierendes Versalbungswerkzeug (28) mit Flügeln (29) vorgeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mischschnecke (12) kurz ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mischschnecke (12) weniger als vier Windungen, vorzugsweise zwei Windungen, aufweist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis des Durchmessers der Mischschnecke (12) zu ihrer Länge ca. 1:1 beträgt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mischschnecke (12) vertikal angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dosiervorrichtung (Dosierschnecke (7) ) für den stückigen Feststoff horizontal, oberhalb der Mischschnecke (12),angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auslauföffnung (18) der Speisevorrichtung (17) die flüssigen Bestandteile in die Fallstrecke zwischen der Dosiervorrichtung (Dosierschnecke (7) ) und der Mischschnecke (12) zuführt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens einer der Flügel (29) eine der Lochplatte (30;30,43) zugewendete, in der Drehrichtung vordere Einzugsfläche (37) aufweist, die dem Produkt im Betrieb eine Bewegungskomponente in seiner Strömungsrichtung erteilt, und es durch die Lochplatte (30;30,43) hindurchdrückt, sowie eine an die Einzugsfläche (37) angeschlossene, in der Drehrichtung hintere Versalbungsfläche (38), die in geringem Abstand von der Lochplatte (30;30,43) angeordnet ist und auf das durch die Lochplatte (30;30,43) nicht hindurchgetretene Gemisch homogenisierend einwirkt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzugsfläche (37) eine ebene Fläche ist, die in einem spitzen Winkel zur Lochplatte (30;30,43) angeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Versalbungsfläche (38) eine zur Lochplatte (30;30,43) parallel angeordnete, ebene Fläche ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Versalbungswerkzeug (28) eine Mehrzahl von in radialer Richtung nach aussen ragende Flügel (29) aufweist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Versalbungswerkzeug (28) im Betrieb mit der Schneckenwelle (11) zusammen dreht,und vorzugsweise auf dieser Schneckenwelle (11) demontierbar befestigt ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
an die Lochplatte (30;30,43) ein im Betrieb rotierendes Schneide-werkzeug (31) mit in radialer Richtung nach aussen ragenden Flügeln (23) angeschlossen und nachgeschaltet ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flügel (23) des Schneidewerkzeuges (31) zu den Flügeln (29) des der Lochplatte (30;30,43) vorgeschalteten Versalbungswerkzeuges (28) in Umfangrichtung versetzt angeordnet sind.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass
sich das Schneidewerkzeug (31) im Betrieb mit der Schneckenwelle (11) zusammen dreht,und vorzugsweise auf dieser Schneckenwelle (11) demontierbar befestigt ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15 gekennzeichnet durch
eine Stufe, bei welcher dem Versalbungswerkzeug (28) ein von vorzugsweise im axialen Abstand diesem im Abstand angeordnetes/und sich im Betrieb mit ihm zusammen drehendes Umschichtungswerkzeug (41) mit in radialer Richtung nach aussen ragenden Flügeln (42) vorgeschaltet ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flügel (42) des Umschichtungswerkzeuges (41) zu den Flügeln (29) des Versalbungswerkzeuges (28) in Umfangrichtung versetzt angeordnet sind.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass
sich das Umschichtungswerkzeug (41) mit der Schneckenwelle (11) zusammen dreht,und vorzugsweise auf dieser Schneckenwelle (11) demontierbar befestigt ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lochplatte (30;30,43) im Schneckengehäuse (10) demontierbar festgehalten und gegen Verdrehung gesichert ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 19,
gekennzeichnet durch
einen am Ausgangsende des Schneckengehäuses (10) mittels eines Bajonettverschlusses demontierbar festgehaltenen Verschlussringes (34).
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche l und 16 mit mehreren aneinander angeschlossenen Stufen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Durchmesser der Löcher (35,44) der Lochplatten(30;30,43) aufeinanderfolgende Stufen. in der Strömungsrichtung progressiv abnehmen.
22. Einrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Umschichtwerkzeug (41) und das Versalbungswerkzeug (28) zwischen zwei Lochplatten (30,43) angeordnet sind, wobei das Umschichtwerkzeug (41) gleichzeitig als Schneidewerkzeug für die erste Lochplatte (30) dient.
23. Einrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flügel (42) des auch als Schneidewerkzeug dienenden Umschichtwerkzeuges (41) zu den Flügeln (29) des Versalbungswerkzeuges (28) in Umfangrichtung versetzt angeordnet sind.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass
die Löcher (44) der zweiten Lochplatte (43) kleiner sind, als die Löcher (35) der ersten Lochplatte (30).
25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
das Versalbungswerkzeug (28) und das Umschichtwerkzeug (41) auf der Schneckenwelle (11) befestigt sind.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
sie an einem Walzwerk (3) oberhalb dessen Walzen (22) befestigt ist, und dass die Ausgabevorrichtung die Walzen speist.
27. Verfahren zur Homogenisierung eines aus zerdrückbaren stückigen Feststoffteilchen und mindestens einem flüssigen Bestandteil bestehenden Gemisches, insbesondere bei der Veredelung von Seife, bei dem die Feststoffteilchen in einer relative losen Schüttung einer Mischschnecke zugeführt werden und am Eingang der bevorzugt kurz ausgebildeten und mit verhältnismäßig wenig Förderdruck arbeitenden Mischschnecke durch Zufuhr, insbesondere durch Sprühen des flüssigen Bestandteils befeuchtet werden, durch die Förderbewegung der Mischschnecke zusammengepreßt werden und anschließend durch eine Versalbungsstufe geführt und durch eine Lochplatte gedrückt werden und wobei das aus der Lochplatte austretende Gemisch gewalzt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem vor dem Versalbungsvorgang umgeschichtet wird, wobei gegebenenfalls vor der Umschichtung eine Vorversalbung durchgeführt wird.
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