EP1273341A1 - Verfahren zum vertikalen Mischen und Vorrichtung dazu - Google Patents

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EP1273341A1
EP1273341A1 EP01115708A EP01115708A EP1273341A1 EP 1273341 A1 EP1273341 A1 EP 1273341A1 EP 01115708 A EP01115708 A EP 01115708A EP 01115708 A EP01115708 A EP 01115708A EP 1273341 A1 EP1273341 A1 EP 1273341A1
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EP
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mixer
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mixed
products
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    • B01F35/52—Receptacles with two or more compartments

Definitions

  • the invention relates to a method for vertical mixing of liquid, gaseous, powdery and / or pasty products with one arranged in a housing Mixing tool, with at least one inlet for the products to be mixed, with at least one outlet and with at least one drive.
  • Such mixing methods and devices are used, for example, in the animal feed industry applied.
  • they serve to separate gaseous, liquid, granular, Powdery, floury and / or pasty substances of various viscosities to mix with each other, especially the most diverse types of feed, to which molasses, fats, etc. are added.
  • Such a mixer has become known from US 3,415,494.
  • a vertical one Mixer described with a housing and a mixing element provided with paddles.
  • the product to be mixed is added to the mixer from above and After the batch-wise mixing process, discharged to the side at the bottom.
  • the mixers known to date can there is a high energy requirement.
  • the machine must also be blocked can be expected.
  • the mixing of liquids in the mixer not optimally possible due to the different degree of filling.
  • the invention is therefore based on the object of a method and a device to propose in which the mixing process with the lowest energy consumption, an optimal Mixture with the addition of liquids of various viscosities and a batch-free, i.e. continuous mixing takes place.
  • this object is achieved by a method in which the mixer is fully filled in the operating state, the mixed product by means of at least one mixing tool (at least one of them backwards) on the one hand towards the inner wall of the housing is pressed and the other is conveyed upwards, the Mixed product due to the product pressure, of that required above the mixing tools Product column is continuously promoted downwards and in this way with the Mixing tools builds up a shear field (alternatively or additionally, the product pressure can also be set up via an (additional) pressure device), the product flow, starting from the inlets of the products to be mixed to the outlet of the product to be mixed takes place continuously, the starting products constantly introduced into the mixer and the flow of the starting products by means of a the product discharge device provided at the outlet can be regulated in a metered manner.
  • a major advantage of the method according to the invention is that the mixing products can be hygienized by adding steam.
  • the object is achieved by a device which is characterized in that is that at least one mixing tool on a rotating shaft and one the product discharge device provided at the outlet is arranged.
  • the operating principle of the mixer according to the invention is that it consists of the full product flow, i.e. the mixer interior is always full.
  • the mixed product to be mixed which reaches the area of the mixing tools, is rotated and against the inner wall of the mixer housing pressed, e.g. Paddle of the mixing tool on backward conveyance at least are partially posed, i.e. opposite to the product flow, so that there is a shear field builds.
  • the gaseous, liquid or pasty additions are above the first (seen from above in the product stream), for example, paddle-shaped Mixing tools or introduced at the same level and with the mixed product in Direction of rotation offset.
  • the liquid flow is broken up, and the Mixing begins.
  • the construction of a shear field can also be beneficial Promote forward, or by gravity (of the product) and Backward conveying (of the mixing tools).
  • the gaseous, liquid or pasty additives are always fed into the product, because the mixer interior is always filled.
  • the throughput is regulated at the same time.
  • a continuous, i.e. dosable Mixing process guaranteed.
  • Steam can be added with the outlet slide closed.
  • the mixer is therefore directly on a feed cube press or on an expander connected.
  • the product closure upwards has a positive effect on the temperature out. This enables high temperatures when used with flour, for example low humidity.
  • the upper part of the mixer interior always remains filled. On Another advantage associated with this is that the inlet part is contaminated is excluded.
  • the 100% fill level enables the use of shear forces.
  • the product printing can also be carried out using an additional printing device being constructed.
  • the product can also be conveyed by gravity with mixing tools conveying backwards, e.g. Paddling, done.
  • the mixer is characterized by a very simple construction.
  • the mixer is very easy to maintain. It can be opened within a few seconds. A Isolation or heating is therefore very easy to implement. Otherwise works the mixer is vibration-free.
  • the feed cube press or the expander can be controlled depending on the load. Because of the exact The feed cube press or the expander can determine the temperature in the mixer specified setpoint temperatures are approached. Dosing with frequency control eliminated. Furthermore, when using this according to the invention Mixer bonds in the area of the inlet of the feed cube presses or Expander. If there is a feed cube press build-up, the mixer can be emptied be continued directly. Especially when adding molasses, even cold molasses is possible, there is little sticking or clumping on.
  • the mixer method according to the invention also allows the addition of Liquids after the mixer. No dosage is required. A change of direction of the mixed product after the mixer, for example from vertical to horizontal Direction, is easily possible. There is no segregation when it runs out instead of. Bulb formation is avoided.
  • Mixer possible, e.g. the use as a doser, the addition of the mixed product in warm flour, as well as the addition of fat or liquids on pellets after a feed cube press.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a section through the inventive Mixing device.
  • the mixer 1 comprises a housing 6 with an inlet 7 and an outlet 8. Inside the housing 8 is a hollow shaft 2, in which a further shaft 3 is arranged.
  • the paddle-shaped are on the hollow shaft 2 Mixing tools 4 attached.
  • the hollow shaft 2 and the inner shaft 3 are by means of a Drive 13 driven by a belt overdrive 12.
  • Below the outlet 8 a rotary valve 9 connected to the inner shaft 3 is provided.
  • addition points 10 for gases, liquids and / or pasty products are addition points 10 for gases, liquids and / or pasty products arranged.
  • the mixer is in the operating state the interior 5 is filled to the top with product so that the addition points 10 introduced products, e.g. Molasses, water and / or steam directly into the product 11 can be initiated.
  • the product to be mixed is on the paddles 4 pressed the wall.
  • the paddles 4 are partially set for backward conveyance, i.e. contrary to
  • Fig. 2 the lower part of the mixer is in another preferred embodiment shown.
  • the reference numerals are the same as in Fig. 1.
  • the rotary valve 9 which is arranged on the inner shaft 3, via a belt overdrive 12 (see FIG. 1) connected to the hollow shaft 2 for speed-dependent regulation of the metering or be driven separately.
  • the separate drive of the inner shaft 3 with the rotary valve 9 is not shown in the drawing.
  • Above the opening 14 is inside the housing 6 an intermediate floor 15 is provided, the opening 14 from the top shielding product flowing through.
  • the intermediate floor 15 faces opposite Opening 14 an opening 16. Between the intermediate floor 15 and the bottom 18 dispensing tools 19 arranged.
  • the mixing speed range is 200 rpm to 1000 rpm, preferably approx. 250 rpm.

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  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Confectionery (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vertikalen Mischen von gasförmigen, flüssigen, pulverförmigen und/oder pastösen Produkten mit z.B. einer in einem Gehäuse angeordneten Hohlwelle (2) und Innenwelle (3), wobei an der Hohlwelle (2) paddelförmige Mischwerkzeuge (4) und an der Innenwelle (3) eine unterhalb eines Auslasses (8) des Mischers (1) angeordnete Austragsvorrichtung(9) vorgesehen ist. Der Mischer (1) ist dabei im Betriebszustand voll gefüllt und das Produkt (11) und Zugaben werden mittels der Mischwerkzeuge (4) an die Innenwand des Gehäuses gedrückt. das Produkt fliesst aufgrund der Schwerkraft stetig nach unten und wirkt den teils rückwärtsfördernden Paddeln entgegen. Der kontinuierliche Produktfluss wird mit dem am Auslass (8) vorgesehenen Drehschieber (9) geregelt. Der Mischer (1) eignet sich insbesondere als Dosiervorrichtung und/oder zum Befetten von Extruder- und/oder Expanderprodukten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vertikalen Mischen von flüssigen, gasförmigen, pulverförmigen, und/oder pastösen Produkten mit einem in einem Gehäuse angeordneten Mischwerkzeug, mit mindestens einem Einlass für die zu mischenden Produkte, mit mindestens einem Auslass und mit mindestens einem Antrieb.
Derartige Mischverfahren bzw. -vorrichtungen werden beispielsweise in der Futtermittelindustrie angewandt. Sie dienen insbesondere dazu, gasförmige, flüssige, körnige, pulverförmige, mehlige und/oder pastenförmige Stoffe verschiedenster Viskosität miteinander zu vermischen, insbesondere die verschiedensten Arten von Futtermitteln, denen Melasse, Fette usw. zugesetzt werden.
Ein derartiger Mischer ist aus der US-3,415,494 bekannt geworden. Dort ist ein vertikaler Mischer mit einem Gehäuse und einem, mit Paddeln versehenen Mischorgan beschrieben. Das zu vermischende Produkt wird von oben dem Mischer zugegeben und nach dem chargenweise ablaufenden Mischvorgang unten seitlich ausgetragen.
Je nach der Art der zu vermischenden Produkte kann bei den bisher bekannten Mischern ein hoher Energiebedarf anfallen. Weiterhin muss mit einem Blockieren der Maschinen gerechnet werden. Im übrigen ist das Einmischen von Flüssigkeiten in den Mischer wegen des verschiedenen Füllgrades nicht optimal möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei denen der Mischvorgang mit geringstem Energiebedarf, einer optimalen Mischung bei Zugabe von Flüssigkeiten verschiedenster Viskosität und ein chargenfreies, d.h. kontinuierliches Mischen erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gelöst, bei dem der Mischer im Betriebszustand voll gefüllt ist, das Mischprodukt mittels mindestens eines Mischwerkzeuges (mindestens eines davon rückwärtsfördernd) zum einen in Richtung Innenwand des Gehäuses gedrückt wird und zum anderen nach oben gefördert wird, das Mischprodukt aufgrund des Produktdruckes, von der oberhalb der Mischwerkzeuge erforderlichen Produktsäule stetig nach unten gefördert wird und auf diese Art mit den Mischwerkzeugen ein Scherfeld aufbaut (alternativ oder zusätzlich kann der Produktdruck auch über eine (zusätzliche) Druckeinrichtung aufgebaut werden), der Produktfluss, ausgehend von den Einlässen der zu vermischenden Produkte bis zum Auslass des zu vermischenden Produktes kontinuierlich erfolgt, wobei die Ausgangsprodukte ständig in den Mischer eingebracht und der Fluss der Ausgangsprodukte mittels einer am Auslass vorgesehenen Produktaustragseinrichtung dosierbar regelbar ist.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die zu vermischenden Produkte durch die Zugabe von Dampf hygienisiert werden.
Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Mischwerkzeug an einer rotierenden Welle und eine am Auslass vorgesehene Produktaustragseinrichtung angeordnet ist.
Das Funktionsprinzip des erfindungsgemässen Mischers besteht darin, dass dieser aus dem vollen Produktstrom arbeitet, d.h. der Mischerinnenraum ist immer vollgefüllt. Das zu vermischende Mischprodukt, welches in den Bereich der Mischwerkzeuge gelangt, wird in eine Drehbewegung versetzt und gegen die Innenwand des Mischergehäuses gedrückt, wobei z.B. Paddel des Mischwerkzeuges auf Rückwärtsförderung zumindest teilweise gestellt sind, d.h. entgegengesetzt zum Produktstrom, sodass sich ein Scherfeld aufbaut. Die gasfömigen, flüssigen bzw. pastösen Zugaben werden oberhalb der ersten (im Produktstrom gesehen von oben), beispielsweise paddelförmig ausgebildeten Mischwerkzeugen oder auf Höhe derselben eingeleitet und mit dem Mischprodukt in Drehrichtung versetzt. Durch die Differenzgeschwindigkeit der einzelnen Partikel, die sich von innen nach aussen verändert, wird der Flüssigkeitsstrom aufgerissen, und die Vermischung setzt ein. Es erfolgt hierbei eine Dichtezunahme in Richtung der Gehäusewand. Begünstigend kann auch der Aufbau eines Scherfeldes durch die Vorwärtsförderung wirken, bzw. durch die Schwerkraft (des Produktes) und die Rückwärtsförderung (der Mischwerkzeuge).
Die gasförmigen, flüssigen bzw. pastösen Zugaben werden immer in das Produkt geleitet, da der Mischerinnenraum immer gefüllt ist. Mit der angeordneten Produktaustragsvorrichtung wird zugleich der Durchsatz geregelt. Somit ist ein kontinuierlicher, d.h. dosierbarer Mischprozess gewährleistet. Es wird dadurch eine Selbstdosierung ermöglicht. Die Zugabe von Dampf kann bei geschlossenem Auslaufschieber erfolgen. Der Mischer ist dadurch unmittelbar auf einer Futterwürfelpresse oder auf einem Expander anschliessbar. Der Produktabschluss nach oben wirkt sich positiv auf die Temperatur aus. Dies ermöglicht beispielsweise bei Anwendung mit Mehl hohe Temperaturen mit geringer Feuchtigkeit. Der obere Teil des Mischerinnenraumes bleibt immer gefüllt. Ein weiterer, damit verbundener Vorteil besteht darin, dass eine Verschmutzung des Einlaufteiles ausgeschlossen ist.
Der 100%ige Füllgrad ermöglicht eine Nutzung von Scherkräften. Zugleich wirkt der Produktdruck von der, oberhalb der Mischwerkzeuge erforderlichen Produktsäule. Alternativ oder zusätzlich kann der Produktdruck auch über eine zusätzliche Druckeinrichtung aufgebaut werden. Die Förderung des Produktes kann auch durch die Schwerkraft bei rückwärts fördernden Mischwerkzeugen, z.B. Paddeln, erfolgen.
Der Mischer zeichnet sich durch eine sehr einfache Konstruktion aus. Der Mischer ist sehr leicht zu warten. Er kann innerhalb von wenigen Sekunden geöffnet werden. Eine Isolation oder eine Beheizung ist dadurch sehr einfach realisierbar. Im übrigen arbeitet der Mischer vibrationsfrei.
Die mit dem Verfahren und mit der Vorrichtung verbundenen Vorteile liegen insbesondere darin, dass nach dem Durchlaufprinzip gearbeitet wird und der Füllgrad immer gleich ist. Dies ermöglicht eine bessere Einmischung der Flüssigkeiten bzw. der Gase und der viskosen Pasten in das trockene Produkt. Der Mischer wird weniger verschmutzt, was die Reinigung sehr vereinfacht und eine Temperaturerfassung ist genauer.
Ein Blockieren der Maschine ist unmöglich. Auch ist der Energiebedarf gegenüber Mischern des Standes der Technik stark reduziert.
Weiterhin sind erhebliche Vorteile in der Anwendung des erfindungsgemässen Mischers bei Futterwürfelpressen, Expandern oder Batchmischern gegeben.
Eine Speisung des Mischers aus mehreren Silozellen ist möglich. Die Futterwürfelpresse bzw. der Expander kann lastabhängig gesteuert werden. Wegen der genauen Temperaturermittlung im Mischer kann die Futterwürfelpresse bzw. der Expander mit vorgegebenen Sollwert-Temperaturen angefahren werden. Ein Dosieren mit Frequenzsteuerung entfällt. Weiterhin entfallen bei Anwendung dieses erfindungsgemässen Mischers Verklebungen im Bereich des Einlaufes der Futterwürfelpressen bzw. der Expander. Falls es zum Futterwürfelpressenaufstau kommen sollte, kann ohne Mischerentleerung direkt weitergefahren werden. Insbesondere bei Zugabe von Melasse, wobei sogar kalte Melasse möglich ist, treten wenig Verklebungen bzw. Verklumpungen auf.
Weiterhin erlaubt das erfindungsgemässe Mischerverfahren auch die Beigabe von Flüssigkeiten nach dem Mischer. Es ist keine Dosierung erforderlich. Eine Richtungsänderung des Mischproduktes nach dem Mischer, etwa von vertikaler in horizontaler Richtung, ist problemlos möglich. Eine Entmischung findet beim Auslaufen nicht statt. Eine Knollenbildung wird vermieden. Im übrigen sind alle Anwendungen des erfindungsgemässen Mischers denkbar, wie z.B. die Verwendung als Dosierer, die Beigabe des Mischproduktes in warmes Mehl, sowie die Zugabe von Fett bzw. Flüssigkeiten auf Pellets nach einer Futterwürfelpresse.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt. Es zeigen die:
Fig. 1
eine schematische Darstellung des Mischers
Fig. 2
den unteren Teil des Mischers.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Mischvorrichtung. Der Mischer 1 umfasst ein Gehäuse 6 mit einem Einlass 7 und einem Auslass 8. Innerhalb des Gehäuses 8 ist eine Hohlwelle 2, in der sich eine weitere Welle 3 befindet, angeordnet. An der Hohlwelle 2 sind die paddelförmigen Mischwerkzeuge 4 befestigt. Die Hohlwelle 2 und die innere Welle 3 werden mittels eines Antriebes 13 über ein Riemen-Übertrieb 12 angetrieben. Unterhalb des Auslasses 8 ist ein mit der Innenwelle 3 verbundener Drehschieber 9 vorgesehen. Oberhalb und im Bereich der paddelförmigen Mischwerkzeuge 4 sind Zugabestellen 10 für Gase, Flüssigkeiten und/oder pastöse Produkte angeordnet. Im Betriebszustand des Mischers ist der Innenraum 5 bis oben hin mit Produkt gefüllt, so dass die über die Zugabestellen 10 eingebrachten Produkte, wie z.B. Melasse, Wasser und/oder Dampf direkt in das Produkt 11 eingeleitet werden kann. Das zu mischende Produkt wird von den Paddeln 4 an die Wand gedrückt. Dabei werden die Paddeln 4 teilweise auf Rückwärtsförderung eingestellt, d.h. entgegen dem Produktstrom.
In Fig. 2 ist der untere Teil des Mischers in einer anderen bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in Fig. 1. Im Boden des Mischergehäuses 6 ist eine Öffnung 14 angebracht, die von dem Drehschieber je nach gewünschter Dosierung geschlossen oder geöffnet ist. Hierbei kann der Drehschieber 9, der an der Innenwelle 3 angeordnet ist, über einen Riemenübertrieb 12 (siehe Fig. 1) zur drehzahlabhängigen Regelung der Dosierung mit der Hohlwelle 2 verbunden oder separat angetrieben sein. Der separate Antrieb der Innenwelle 3 mit dem Drehschieber 9 ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Oberhalb der Öffnung 14 ist innerhalb des Gehäuses 6 ein Zwischenboden 15 vorgesehen, der die Öffnung 14 nach oben vom durchströmenden Produkt abschirmt. Der Zwischenboden 15 weist entgegengesetzt zur Öffnung 14 eine Öffnung 16 auf. Vorzugsweise sind zwischen dem Zwischenboden 15 und dem Boden 18 Austragswerkzeuge 19 angeordnet.
Der Drehzahlbereich des Mischens beträgt 200 U/min bis 1000 U/min, vorzugsweise ca. 250 U/min.
Bezugszeichen-Liste
1
Mischer
2
Hohlwelle
3
Innenwelle
4
Mischwerkzeuge
5
Innenraum des Mischers
6
Gehäuse
7
Einlass
8
Auslass
9
Drehschieber
10
Zugabestellen
11
Mischprodukt
12
Getriebe
13
Antrieb
14
Öffnung
15
Zwischenboden
16
Öffnung
17
Zugaben
18
Boden
19
Austragswerkzeuge

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines vertikalen Mischers für dampfförmige, flüssige, pulverförmige und/oder pastöse Produkte mit mindestens einem in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren Mischwerkzeug, mit mindestens einem Einlass für die zu mischenden Produkte, mit mindestens einem Auslass und mit mindestens einem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Mischer (1) im Betriebszustand beständig voll gefüllt wird
    im Mischprodukt (11) bzw. im Produktstrom mittels des Mischwerkzeuges ein Scherfeld aufgebaut wird,
    der Produktfluss (11), ausgehend von den Einlässen (7, 10) der zu vermischenden Produkte (11, 17) bis zum Auslass (8) des zu vermischenden Produktes (11, 17) kontinuierlich erfolgt, wobei die Ausgangsprodukte (11, 17) ständig in den Mischer (1) eingebracht und der Fluss der Ausgangsprodukte (11, 17) am Auslass (8) dosierbar regelbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischwerkzeuge zumindest teilweise auf Rückwärtsförderung einstellbar sind, d.h. entgegengesetzt zum Produktstrom.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer als Dosiervorrichtung dient.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer einem Extruder, Futterwürfelpresse oder einem Expander direkt vorund/oder nachgeordnet wird und/oder einen Batchmischer vor- oder nachgeordnet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischprodukt (11) mittels des Mischwerkzeuges in Richtung der Innenwand des Gehäuses (6) gedrückt wird.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum vertikalen Mischen von gasförmigen, flüssigen, pulverförmigen und/oder pastösen Produkten mit einem in einem Gehäuse angeordneten, mit mindestens einem Mischwerkzeug, mit mindestens einem Einlass für die zu mischenden Produkte, mit mindestens einem Auslass und mit mindestens einem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Mischwerkzeug/e an einer Welle und eine am Auslass (8) vorgesehene Produktaustragseinrichtung angeordnet sind.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum vertikalen Mischen von gasförmigen, flüssigen, pulverförmigen und/oder pastösen Produkten mit einem in einem Gehäuse angeordneten, mit Paddeln versehenen Mischwerkzeug, mit mindestens einem Einlass für die zu mischenden Produkte, mit mindestens einem Auslass und mit mindestens einem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Paddel (4) an einer Hohlwelle (2) und innerhalb der Hohlwelle (2) eine Innenwelle (3) für den am Auslass (8) vorgesehenen Drehschieber (9) angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (13) über ein regelbares Getriebe mit der Hohlwelle (2) und mit der Innenwelle (3) des Drehschiebers (9) verbunden ist oder die Innenwelle (3) mit dem Drehschieber (9) separat antreibbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass über der Öffnung (4) des Auslasses (8) im Gehäuseboden (18) ein mit einer Öffnung (16) versehener Zwischenboden (15) vorgesehen ist, wobei der Zwischenboden (15) den Querschnitt der Öffnung (14) des Auslasses (8) zum Umleitung des Mischproduktes (11) abschirmt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (1) Zugabestellen (10) für die gasförmigen, flüssigen, pulverförmigen bzw. pastösen Zugaben aufweist.
EP01115708A 2001-07-05 2001-07-05 Vorrichtung zum vertikalen Mischen Expired - Lifetime EP1273341B1 (de)

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