EP1940554A2 - Verfahren für den betrieb einer zentrifuge - Google Patents

Verfahren für den betrieb einer zentrifuge

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Publication number
EP1940554A2
EP1940554A2 EP07703132A EP07703132A EP1940554A2 EP 1940554 A2 EP1940554 A2 EP 1940554A2 EP 07703132 A EP07703132 A EP 07703132A EP 07703132 A EP07703132 A EP 07703132A EP 1940554 A2 EP1940554 A2 EP 1940554A2
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EP
European Patent Office
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drum
product
during
speed
fluid
Prior art date
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Application number
EP07703132A
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English (en)
French (fr)
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EP1940554B1 (de
Inventor
Joachim Schmid
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Fima Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Fima Maschinenbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Fima Maschinenbau GmbH filed Critical Fima Maschinenbau GmbH
Priority to EP08007829A priority Critical patent/EP1958698B1/de
Publication of EP1940554A2 publication Critical patent/EP1940554A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1940554B1 publication Critical patent/EP1940554B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B3/00—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B15/00—Other accessories for centrifuges
    • B04B15/12—Other accessories for centrifuges for drying or washing the separated solid particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B15/00—Other accessories for centrifuges
    • B04B15/06—Other accessories for centrifuges for cleaning bowls, filters, sieves, inserts, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/10—Control of the drive; Speed regulating

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a centrifuge.
  • Centrifuges are well known in the art. They are primarily used in the chemical, pharmaceutical and food industries, in suspensions, i. Substances with a liquid and a solid content to separate the solid phase from the liquid phase and to dry.
  • conventional centrifuges comprise a drum with a filter disposed in the drum.
  • the filter can be designed as a rigid metal filter.
  • the space between filter and drum wall is also referred to as annulus.
  • the area inside the filter is called working space.
  • the suspension is first filled in the working space. This is conventionally done by the drive shaft, which is hollow, so that it can be used as a filling shaft.
  • the drive shaft is further firmly connected to the drum base and serves to drive the drum. Usually, the drive shaft is mounted horizontally.
  • the suspension is filled with rotating drum in the working space.
  • the suspension Forces in the radial direction such as the centripetal force, or the resulting inertial forces, such as centrifugal force
  • the suspension is pressed outwards to the filter.
  • a correspondingly high centrifugal force a stable liquid ring is created. This creates a suspension ring on the filter.
  • the liquid phase now passes through the filter into the annulus and is discharged while the solid phase remains in the working space.
  • the solid phase of the product adheres firmly to the filter after the liquid phase has escaped.
  • the solid phase may have a residual liquid content of up to 30%.
  • the firmly adhering to the filter product is called in this state, cake or ring cake, product cake or filter cake.
  • centrifuged product with a high residual liquid content in the form present after centrifuging is generally not optimally suitable for further transport for a further process step "drying". It has proved to be particularly advantageous to dry the product directly in the working space. In this way it is prevented to have to spend the still wet and only cumbersome transportable product via a transfer unit in a drying room. For toxic products, the risk for the personnel involved also decreases. Centrifuges in which a product is centrifuged and dried in the same working space are also referred to as centrifugal dryers.
  • the cake In conventional centrifugal dryers, the cake must be blasted off the filter before drying.
  • shot nozzles and drum bottom openings are provided, which open into the annular space.
  • the annulus itself is divided into several sections by bridges, each section has melêtö réelle.
  • the firing nozzles can be moved to the drum base openings from the outside.
  • the shot nozzles now inject a generally gaseous fluid at high pressure into the annulus.
  • the fluid now moves in the opposite direction through the filter and dissolves the solid phase of the product pressed by the centrifugal forces into the filter from the filter. This process is also called breaking the filter cake.
  • several firing nozzles may be provided so that they inject the fluid into the annulus at the same time, or it may also be provided only a shot nozzle, which successively injects the fluid into the individual sections and thus peel off the filter cake piece by piece.
  • the product is dried.
  • the drying is conventionally carried out either by fluidized bed drying or fixed-bed drying.
  • a stop-and-go process In fluidized bed drying, either a stop-and-go process or a continuous process is typically used.
  • a hot drying fluid is injected through the barrel bottom openings into the working space by means of the firing nozzles. Then, the drum is further rotated by a certain amount and again submitted a shot with the drying fluid in the working space.
  • the product is dried by the hot gas and so swirled by the successive rotation of the drum so that the product dries as evenly as possible.
  • the firing nozzles are not fully moved up to the drum bottom, but there remains a minimal gap between the nozzles and the Drum base.
  • the drum now rotates continuously at a slow speed and a corresponding control system of the centrifugal dryer causes the weft nozzles to inject the drying fluid whenever there is a drum bottom opening in front of the firing nozzle exit.
  • the drum bottom openings are conventionally formed as slots. In this way, the product is dried by the drying fluid in the continuous drying and again and again caused by the continuous rotation of the drum, so that the drying takes place as evenly as possible.
  • the product cake is not initially blasted off. Rather, a hot drying gas is introduced into the working space which separates the product cake from the inside to the outside, i. from the working space in the direction of the annular space, flows through and deprives the product cake while moisture.
  • a hot drying gas is introduced into the working space which separates the product cake from the inside to the outside, i. from the working space in the direction of the annular space, flows through and deprives the product cake while moisture.
  • the product cake is dried in its ring shape and only then released from the filter. This can, for example, also by blowing off or by eversion of the filter in the case of a filter cartridge centrifuge.
  • the dried product which now usually takes the form of a powder, can be removed from the working space and processed further.
  • drying cracks In conventional fixed-bed drying, so-called drying cracks often form in the product cake during drying. By virtue of these cracks, the drying gas naturally escapes preferentially due to the lower resistance, so that a large part of the drying gas escapes through the drying cracks without passing through the product per se and exhibiting a drying effect. On the one hand, the drying gas is not used efficiently, on the other hand, the cake can not be dried evenly. In addition, in the vicinity of the drying cracks areas of high heat often occur, in which the product can be damaged or undesired chemical reactions occur.
  • the filters in particular metal filters, can not be manufactured with an arbitrarily small mesh size.
  • the minimum mesh size is currently about 10 ⁇ m.
  • the fine fraction is constantly atomized and escapes together with the drying gas through the filter into the annulus.
  • conventional processing methods often lose a substantial portion of the product.
  • a maximum temperature of the drying gas may be predetermined, since a higher temperature would result in damage to the product or unwanted chemical reactions.
  • a very low maximum residual liquid content is specified by about 1%, compliance with the conventional methods is almost impossible. This is the case in particular for products in the food and chemical and pharmaceutical sectors.
  • the rotational speed of the drum during the drying is chosen so high that the product cake does not collapse. This means that although a drying fluid is injected by means of at least one firing nozzle in the opposite direction through the filter in the working space and the product cake is repeatedly loosened, swirled and dried, however, the forces acting on the product by the drum rotation radial forces prevent the product cake collapses. Thus, the product cake is kept permanently stationary during drying.
  • the hot drying gas is injected into the working space by means of the firing nozzles.
  • the ring shape of the product is also permanently maintained during drying.
  • the hot drying gas flows through the product cake only once from the inside to the outside, i. from the working space in the direction of the annulus.
  • the drying gas flows through the cake once from the outside in the lower drum area and escapes in an upper area of the drum, without traversing the product again.
  • the hot drying gas first flows through the product cake from outside to inside. Since the hot drying gas must escape again from the working space, it flows through the product cake at another point again from the inside out and escapes into the annulus. The drying gas thus passes through the product cake twice, resulting in a much more effective utilization of the moisture absorption capacity of the drying gas and a faster drying of the product cake.
  • the permanent swirling of the product also increases the porosity of the product, allowing the drying gas to permeate the product more easily and more evenly.
  • the pressure in the drum can be increased. This can be done by additional pumping of drying gas through the filling shaft.
  • the two-sided drying of the product ring is also improved. Due to the uniform drying from both sides is a more homogeneous drying of the product, avoiding unwanted local overheating.
  • drying cracks Due to the permanent loosening of the product cake, the formation of drying cracks is avoided in the inventive method.
  • the drying cracks are directly destroyed by the drying gas injected into the working space by means of the firing nozzles, or else the drying cracks are immediately re-added by the finer parts of the product being fluidized.
  • the drying gas conducted into the working space through the filling shaft is forced to completely traverse the product from the inside to the outside and thus dries the product more effectively.
  • the process according to the invention also prevents clumping of the product due to agglomeration.
  • the above-described mechanism of lump formation is prevented, since unrolling and sticking of the moist product portions is no longer possible.
  • a fluid can already be injected into the drum during the centrifuging by means of the firing nozzles through the annular space. This loosens the product during centrifugation and prevents the product from sticking firmly to the filter. This not only prevents a product having a broad grain size spectrum from being clogged, but also prevents the product from sticking to the filter in the ring form. Thus, the duration of centrifugation is significantly shortened because the liquid phase can flow off faster due to the more porous product.
  • the centrifuging step according to the invention with constant loosening of the product cake can also be used separately in any method for the operation of a centrifuge.
  • the centrifuging step may in particular also be used prior to any conventional drying step, such as conventional fixed bed drying or conventional fluidized bed drying, in any centrifuge manner.
  • the internal pressure of the drum can be increased in order to accelerate the escape of the liquid phase.
  • At least one firing nozzle is provided for this purpose.
  • two shot nozzles are used.
  • the firing nozzles are on the one hand at the so-called 6 o'clock position, d. H. at about the bottom of the drum and at the 7 o'clock position, d. H. slightly laterally offset from the lowest point, arranged.
  • the firing nozzle is offset at an angle of approximately 30 ° at the 7 o'clock position relative to the firing nozzle at the 6 o'clock position.
  • the annular space is divided into 12 sections, each having a drum base opening in the form of a slot. During one revolution of the drum, the two firing nozzles can inject the fluid into the same drum bottom opening or else into different drum bottom openings.
  • the firing nozzles inject the fluid into the same drum bottom opening.
  • the firing nozzles in each case inject the drum in each case in staggered drum bottom openings. It can be provided that the fluid is injected in each case displaced by a drum base opening with each drum movement. In this way, it is ensured that the product is whirled over the entire circumference of the drum.
  • the drum rotates during the filling of the product suspension in the drum. The injection of fluid by means of the firing nozzles can then be done already at the beginning of filling.
  • the drum rotates at a lower rotational speed than is normally the case in conventional centrifuges in the corresponding process steps.
  • the speed during injection is about 150 rpm. At this speed, however, no stable liquid ring can build up.
  • the loosened solid ring is able to entrain a thick layer of the liquid fraction over a certain angular distance before it breaks off again from the solid ring. An approximately 1 mm thin suspension layer but remains over the entire solid ring.
  • the product throughout the process i. that during filling, centrifuging and drying, the product is loosened by means of the fluid injected into the working space by the firing nozzles.
  • the filling step may then proceed smoothly to the centrifuging step, then the centrifuging step may then smoothly proceed to the drying step.
  • a so-called homogenization step may be provided.
  • the drum also rotates continuously, but at a speed reduced so that the product cake collapses.
  • no break-off is necessary and with a corresponding reduction in the drum speeds of the product cake automatically collapses and the product trickles to the drum bottom.
  • the product now has the form of a dry fine powder that moves up and down together with the drum, but falls back to the bottom of the drum before reaching the apex. Since the pro- If the product has already been dried as desired, however, no further clumping of the product occurs. Rather, the product is mixed evenly, so that the particle sizes of the product particles are evenly distributed over the entire product and the remaining moisture content is distributed homogeneously over the product.
  • the possible speeds are limited by upward so that with increasing speed the indwelling ⁇ the drum base openings before the swirl nozzles is permanently at some point too short, a necessary quantity to inject fluid for loosening. The amount of fluid is then too small to whirl the product cake in the desired manner.
  • a minimum speed thus always results from the point at which the ring shape of the product cake is no longer preserved and the product cake collapses to a maximum speed results from the amount of fluid that can give the shot nozzles in a given period, as well as the Shape of the drum bottom openings and the associated residence time of the drum bottom openings in front of the firing nozzles.
  • the determined rotational speeds can also be transferred to any other drum sizes by means of mechanical principles.
  • the method according to the invention can in principle be applied to centrifugal dryers of all sizes and with any subdivision of the annular space.
  • the acceleration acting on the product can thus be determined approximately and thus at least approximately calculated back to the necessary speeds for other drum radii.
  • accelerations acting on the product cake are also given in g.
  • a suitable speed of 120 to 150 revolutions per minute was determined with a drum diameter of 400 mm. This corresponds to an acceleration of 5 g acting on the product cake.
  • the speed of 150 revolutions per minute or the acceleration of 5 g can be used during filling, during centrifuging and during drying.
  • a speed of about 150 revolutions per minute leads to a particularly good clothzuver.
  • the described drying step according to the invention results in improved and more effective drying and a qualitatively improved end product not only in the described problematic products but generally in all types of products.
  • a suitable speed is about 50 to 80 revolutions per minute with a drum diameter of about 400 mm.
  • the speed should be chosen so that the acceleration acting radially outward due to the circular motion is less than Ig, so that the product falls down in the upper part of the drum due to gravitational acceleration.
  • FIG. 1 shows a lateral cross-sectional view of a centrifuge dryer on which the method according to the invention can be carried out.
  • FIG. 2 shows a schematic frontal view of a drum with possible positions of the firing nozzles and the drum bottom openings in order to carry out the method according to the invention.
  • FIG. 3 shows the particle size spectrum of a problematic product which is given by way of example only and which can be centrifuged and dried particularly advantageously by the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a centrifuge dryer on which the method according to the invention can be carried out.
  • the centrifuge dryer has a drum 10, which comprises a drum shell 11 and a drum base 12, which is fixedly connected to a drive shaft 20 used for filling.
  • the drum base 12 further has drum bottom openings 14.
  • a metal filter 16 is arranged within the drum 10.
  • the annular space 18 is divided in the illustrated embodiment into twelve sections, each having a trained as a slot drum bottom opening 14.
  • the working area 60 in which the product is processed, ie centrifuged and dried, will. Opposite the drum base 12 of the work area 60 is closed by a baffle plate 40, which can be opened. When the baffle plate 40 is open, the product can be transferred from the working space 60 into the area 80 and removed.
  • a drain 52 through which the liquid phase of the product can flow, and an outlet 54 are provided, through which gases introduced into the working area can escape.
  • FIG. 2 shows a schematic front view of the drum 10.
  • the direction of rotation of the drum 10 is in the present example in the clockwise direction.
  • the vertex 70 of the drum 10 as well as a first weft nozzle 31 and a second weft nozzle 32 are also shown.
  • the first weft nozzle 31 is in the so-called 6 o'clock position and the second weft nozzle 32 is in the so-called 7 o'clock position
  • the first firing nozzle 31 is offset from the second firing nozzle 32 by about 30 °.
  • further firing nozzles may be provided, such as the third firing nozzle 33, which is located at the eleven o'clock position.
  • the firing nozzles inject a suitable fluid, which is preferably gaseous, into the working area 60 through the drum bottom openings formed as elongated holes 90 through the annular space 18 and the filter 16.
  • the centrifugal dryer used should have a single-motor concept as a drive. This makes it possible to continuously approach all speeds between a standstill and a maximum speed of the drum. This is important in that conventional centrifugal dryers often use a twin-engine concept that includes a main and a geared motor. These are connected via a centrifugal clutch limited, but only fully opens at a speed of about 160 revolutions per minute. The gear motor itself runs only up to 5 revolutions per minute. However, since the speed range between 0 and 150 revolutions per minute is currently used in the method according to the invention, this twin-engine concept is not suitable for the present method.
  • the centrifugal dryer on which the process according to the invention is carried out should have a suitable control system.
  • the centrifuge dryer must be able to control the injections through the shot nozzles 30 in the millisecond range.
  • the position of the drum 10 must be able to be detected in the minute range (based on the angular position).
  • a play-free and rigid coupling between the drive shaft 20 and the motor is necessary. By a single engine concept, this can be suitably provided.
  • Figure 3 shows the grain size spectrum of a typical product that can be processed by the method of the invention.
  • the product has a fines content of about 20%.
  • About 20% of the product has a grain size of 10 ⁇ m or less.
  • the product shown is not to be considered as limiting the use of the method of the invention. Rather, the method of the invention provides improved centrifugation and drying in all types of products.
  • a product suspension is first introduced into the working area 60 in a first step of filling through the drive shaft 20 designed as a filling shaft.
  • the drum 10 rotates continuously during filling.
  • the speed of the drum is chosen so that the forces in Radial direction are so high that forms a ring of the product suspension on the filter 16.
  • a suitable fluid can be injected into the working space by means of the general shot nozzles designated 30.
  • the shot nozzles 30 are moved close to the drum base, so that there is only a minimal gap between the nozzle head 38 and the drum base 12.
  • the firing nozzles 30 are always fixed while the drum 10 is rotating.
  • the firing nozzles can be made axially movable.
  • a feed duct 34 is surrounded by a bellows 36 and the firing nozzles 30 can be moved axially by means of a suitable device.
  • a suitable fluid is basically to understand such a fluid that does not cause any chemical reactions in the product and does not damage the product in any other way.
  • the fluid used is usually gaseous.
  • the firing nozzles 30 initially inject the fluid through the elongated holes in the annular space 18, from which the fluid moves through the filter 16 into the working space 60.
  • the fluid exits the working space 60 at another location in the opposite direction again through the filter 16 and escapes through the drum bottom openings 14 and the outlet 54th
  • a first nozzle 31 and a second nozzle 32 inject during a first revolution in the same slot 14 'a. During the next drum revolution, they inject the fluid into the next, ie offset by one, slot 14 ", etc. This ensures that the product is conveyed over the entire drum.
  • velvet drum circumference is whirled up. The whirling thus always takes place when the corresponding drum section passes the range between 6 and 7 o'clock.
  • an initially thin, solid-state ring forms on the filter.
  • a suspension consisting of the liquid fraction and the remaining solids, continuously adding suspension to a maximum.
  • the suspension can not build up into a stable ring.
  • the suspension thereby forms a suspension lake within the solid ring.
  • the shear forces are large enough that forms an approximately 1 mm thin suspension layer on the inside of the solid ring.
  • the filling step is then transferred to the centrifuging step.
  • the drum 10 rotates at a suitable speed during centrifuging; 150 mm / min or so fast that 5 g act on the cake, and the suspension is constantly loosened by injecting fluid by means of the firing nozzles 30. This prevents the smaller particle size of the product from being trapped between the larger particle size portions of the product and clogging the capillaries needed to complete the liquid phase. Also, the filter itself is not clogged by the fine product components, since it is regularly flowed through in the opposite direction of the fluid gas.
  • the filling and centrifuging step in the manner known hitherto and only during drying with the permanent injection according to the invention to start a suitable gaseous fluid.
  • the filling and centrifuging at a drum speed of 500 rev / min, or with a radial acceleration of 55 g, and only to dry the drum speed to 150 rev / min be reduced.
  • the centrifuging step blends into the step of drying.
  • the rotational speed of the drum 10 is about 150 rpm with a drum diameter of 400 mm during drying.
  • the annular structure of the product cake is retained and the product cake does not collapse.
  • the firing nozzles 30 now inject a hot drying gas into the working space 60.
  • the hot drying gas must penetrate the product cake twice.
  • a particularly high drying efficiency is achieved.
  • the product cake is dried evenly from two sides. By constantly loosening the product cake over the In addition, there is no clumping of the product due to the entire circumference and the stationary maintenance of the ring shape of the product cake.
  • the product By maintaining an annular cake throughout the drying process, the product itself acts as an additional filter which prevents the fines of the product from escaping through the filter 16.
  • hot drying gas can also be introduced into the working chamber 60 through the drive shaft 20. This can additionally increase the drying speed of the product. By preventing drying cracks in the product by the continuous loosening, the drying gas in the working space 60 can not easily escape through the drying cracks, but completely passes through the product, thereby further increasing the drying efficiency.
  • the step of drying is followed by a homogenization step.
  • the drum speed is lowered in a drum with a diameter of 400 mm from 150 U / min to about 50 to 80 U / min or to a radial acceleration of less than 1 g.
  • the product cake now collapses.
  • the product now has the form of a fine powder which collects at the bottom of the drum 10 and is entrained by the drum 10 in the direction of the apex 70 of the drum 10. However, before reaching the apex 70, the product trickles down again in the direction of the low point of the drum 10. In this way mixing and homogenisation of the product is achieved, whereby after a short time the different grain sizes and residual moisture content are distributed evenly throughout the product.
  • a gas can in turn be injected into the working space 60 by the firing nozzles 30 in order to additionally supply the product. lighten up. However, this is not absolutely necessary during the homogenization step.
  • the dried product can be removed as a fine powder.
  • the method of the invention provides for all types of products, i. even for those products that were previously considered to be non-problematic, a shorter drying time due to the higher porosity of the product during processing.
  • the method according to the invention is therefore not restricted to the problematic products depicted in FIG. 3, for example, but can advantageously be used advantageously for all types of products in the chemical and pharmaceutical sectors, as well as in the field of foodstuffs and in all types of centrifuge.

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Verfahren für den Betrieb einer Zentrifuge
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb einer Zentrifuge.
Zentrifugen sind in der Technik allgemein bekannt. Sie dienen vorwiegend in der chemischen, der pharmazeutischen und der Lebensmittelindustrie dazu, bei Suspensionen, d.h. Stoffen mit einem Flüssigkeits- und einem Feststoffanteil, die feste Phase von der flüssigen Phase zu trennen und zu trocknen.
Im allgemeinen umfassen herkömmliche Zentrifugen eine Trommel mit einem in der Trommel angeordneten Filter. Der Filter kann als starrer Metallfilter ausgebildet sein. Der Zwischenraum zwischen Filter und Trommelwand wird auch als Ringraum bezeichnet. Der Bereich im Inneren des Filters wird als Arbeitsraum bezeichnet.
Bei herkömmlichen Zentrifugen wird zuerst die Suspension in dem Arbeitsraum eingefüllt. Dies geschieht herkömmlicherweise durch die Antriebswelle, die hohl ausgeführt ist, so dass sie als Füllwelle genutzt werden kann. Die Antriebswelle ist des weiteren mit dem Trommelboden fest verbunden und dient zum Antrieb der Trommel. Üblicherweise ist die Antriebswelle horizontal gelagert.
Die Suspension wird bei drehender Trommel in den Arbeitsraum eingefüllt. Durch die auf die Suspension wirkenden Kräfte in radialer Richtung, etwa die Zentripetalkraft, bzw. die daraus resultierenden Trägheitskräfte, etwa wie Zentrifugalkraft, wird die Suspension nach außen an den Filter gedrückt. Bei entsprechend hoher Zentrifugalkraft entsteht ein stabiler Flüssigkeitsring. Dabei entsteht ein Suspensionsring am Filter. Die flüssige Phase tritt nun durch den Filter in den Ringraum und wird abgeleitet, während die feste Phase in dem Arbeitsraum verbleibt.
Bei herkömmlichen Zentrifugen haftet die feste Phase des Produkts nach dem Entweichen der flüssigen Phase fest an dem Filter. Die feste Phase kann dabei einen Restflüssigkeitsanteil von bis zu 30 % aufweisen. Das fest an dem Filter haftende Produkt wird in diesem Zustand auch Kuchen bzw. Ringkuchen, Produktkuchen oder Filterkuchen genannt.
Das zentrifugierte Produkt mit einem hohen Restflüssigkeitsanteil ist in der nach dem Zentrifugieren vorliegenden Form in der Regel nicht optimal zum Weitertransport für einen weiteren Prozeßschritt "Trocknen" geeignet. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, das Produkt direkt im Arbeitsraum zu trocknen. Auf diese Weise wird verhindert, das noch feuchte und nur umständlich transportierbare Produkt über eine Transfereinheit in einen Trocknungsraum verbringen zu müssen. Bei toxischen Produkten vermindert sich zusätzlich das Risiko für das beteiligte Personal. Zentrifugen, bei denen ein Produkt in demselben Arbeitsraum zentrifugiert und getrocknet wird, bezeichnet man auch als Zentrifugentrockner .
Bei herkömmlichen Zentrifugentrocknern muss der Kuchen vor dem Trocknen von dem Filter abgesprengt werden. Dazu sind Schussdüsen und Trommelbodenöffnungen vorgesehen, die in den Ringraum münden. Der Ringraum selbst ist durch Stege in mehrere Sektionen aufgeteilt, wobei jede Sektion eine Trom- melbodenöffnung aufweist. Des weiteren ist herkömmlicherweise vorgesehen, dass die Schussdüsen an die Trommelbodenöffnungen von außen heranfahrbar sind. Durch die Schussdüsen wird nun ein in der Regel gasförmiges Fluid mit hohem Druck in den Ringraum eingespritzt. Das Fluid bewegt sich nun in entgegengesetzter Richtung durch den Filter und löst die durch die Zentrifugalkräfte in den Filter gepresste feste Phase des Produkts von dem Filter. Dieser Vorgang wird auch Absprengen des Filterkuchens genannt. Wahlweise können dabei mehrere Schussdüsen vorgesehen sein, so dass diese das Fluid gleichzeitig in den Ringraum einspritzen, oder es kann auch nur eine Schussdüse vorgesehen sein, die sukzessive das Fluid in die einzelnen Sektionen einspritzt und den Filterkuchen so Stück für Stück absprengt.
Nach dem Absprengen des Filterkuchens erfolgt das Trocknen des Produkts. Das Trocknen erfolgt herkömmlicherweise entweder mittels einer Wirbelschichttrocknung oder einer Festbetttrocknung .
Bei der Wirbelschichttrocknung wird typischerweise entweder ein Stop-And-Go-Verfahren oder ein kontinuierliches Verfahrens angewendet. Beim Stop-And-Go-Verfahren wird ein heißes Trocknungsfluid mittels der Schussdüsen durch die Trommelbodenöffnungen in den Arbeitsraum eingeschossen. Dann wird die Trommel um ein bestimmtes Maß weitergedreht und erneut ein Schuss mit dem Trocknungsfluid in den Arbeitsraum abgegeben. So wird das Produkt durch das heiße Gas getrocknet und durch die sukzessive Drehung der Trommel so durcheinander gewirbelt, dass das Produkt möglichst gleichmäßig trocknet.
Bei dem kontinuierlichen Trocknen werden die Schussdüsen nicht ganz an den Trommelboden herangefahren, sondern es verbleibt ein minimaler Spalt zwischen den Düsen und dem Trommelboden. Die Trommel rotiert nun kontinuierlich mit langsamer Geschwindigkeit und ein entsprechendes Regelungssystem des Zentrifugentrockners bewirkt, dass die Schussdüsen immer dann das Trocknungsfluid einspritzen, wenn sich eine Trommelbodenöffnung vor dem Schussdüsenausgang befindet. Um die Regelung zu vereinfachen, werden die Trommelbodenöffnungen herkömmlicherweise als Langlöcher ausgebildet. Auf diese Art wird auch bei der kontinuierlichen Trocknung das Produkt durch das Trocknungsfluid getrocknet und durch die kontinuierliche Rotation der Trommel immer wieder durcheinandergewirbelt, so dass die Trocknung möglichst gleichmäßig erfolgt.
Bei der Festbetttrocknung wird der Produktkuchen zunächst nicht abgesprengt. Vielmehr wird ein heißes Trocknungsgas in den Arbeitsraum eingeführt, das den Produktkuchen von innen nach außen, d.h. aus dem Arbeitsraum in Richtung des Ringraums, durchströmt und dem Produktkuchen dabei Feuchtigkeit entzieht. So wird der Produktkuchen in seiner Ringform getrocknet und erst anschließend vom Filter gelöst. Dies kann beispielsweise ebenfalls durch Absprengen oder durch Umstülpen des Filters im Fall einer Stülpfilterzentrifuge .
Im Anschluss an das Trocknen kann das getrocknete Produkt, das nun in der Regel die Form eines Pulvers einnimmt, aus dem Arbeitsraum entfernt und weiterverarbeitet werden.
Bei den voranstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren treten jedoch bei der Verarbeitung bestimmter Produkte Probleme auf. Insbesondere bei Produkten mit einem breiten Korngrößenspektrum und einem hohen Feinkornanteil wird das Zentrifugieren erheblich erschwert. Schon während des Einfüllens findet eine Sedimentation der größeren Produktanteile statt. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Verhältnisse von Masse zu Oberfläche bewegen sich die größeren Produktanteile schnell radial nach außen an den Filter. Der Feinanteil schwebt jedoch zunächst in der Flüssigkeit und setzt sich langsamer nach außen an den Filter ab. Dabei verstopfen die feinen Produktanteile die Zwischenräume zwischen den größeren Produktteilen, so dass ein Abfließen der flüssigen Phase durch die Kapillare zwischen den größeren Produktanteilen häufig nicht möglich ist. Die flüssige Phase fließt dann beim Zentrifugieren nur äußerst langsam oder sogar gar nicht ab. Auch eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel bringt bei diesem Problem keine Lösung. Bei den problematischen Produkten ergibt sich so nach dem Zentrifugieren ein Restflüssigkeitsanteil des Produkts von bis zu 70 %.
Beim Trocknen mittels der Wirbelschichttrocknung von oben genannten Produkten mit breitem Kornspektrum und hohem Feuchtegrad tritt zudem schnell eine Verklumpung des Produkts auf. Bei der herkömmlichen Wirbelschichttrocknung rollen Produktanteile, die durch die Drehung der Trommel nach oben bewegt werden, immer wieder entlang der übrigen Produktanteile herab auf den Trommelboden. So wird die Verklumpung des Produkts stark gefördert, da während des Herabrollens kleinere Produktteilchen an größeren Produktteilchen anhaften und sich so immer größere Klumpen bilden. Die Verklumpung des Produkts während des Trocknens bringt jedoch wesentliche Nachteile mit sich. So können die größeren Klumpen zum einen nicht zufriedenstellend getrocknet werden, da sie in ihrem Inneren sehr feucht bleiben, zum anderen eignet sich das verklumpte Produkt nur sehr schlecht zur Weiterverarbeitung. Bei der herkömmlichen Festbetttrocknung bilden sich während des Trocknens häufig sogenannte Trocknungsrisse in dem Produktkuchen. Durch diese Risse entweicht das Trocknungsgas aufgrund des geringeren Widerstands naturgemäß bevorzugt, so dass ein Großteil des Trocknungsgases durch die Trocknungsrisse entweicht, ohne das Produkt an sich zu durchqueren und eine Trocknungswirkung zu entfalten. Zum einen wird das Trocknungsgas so nicht effizient genutzt, zum anderen kann der Kuchen nicht gleichmäßig getrocknet werden. In der Umgebung der Trocknungsrisse entstehen zudem häufig Bereiche hoher Hitze, in denen das Produkt geschädigt werden kann oder unerwünschte chemische Reaktionen auftreten.
So kann eine zusätzliche und im Grunde überflüssige Nachbearbeitung des Produkts notwendig sein, um eine weiterverar- beitbare Produktkonsistenz zu erlangen.
Die Filter, insbesondere Metallfilter, können des weiteren nicht mit einer beliebig kleinen Maschengröße gefertigt werden. Die minimale Maschengröße liegt gegenwärtig bei etwa 10 μm. Bei Produkten mit einem hohen Feinanteil, d.h. etwa 20 % des Produkts weisen eine Korngroße von weniger als 10 μm auf, geht während der herkömmlichen Trocknungsverfahren ein Großteil des Produkts verloren. Speziell während der Wirbelschichttrocknung wird der Feinanteil ständig zerstäubt und entweicht zusammen mit dem Trocknungsgas durch den Filter in den Ringraum. So geht bei den herkömmlichen Verarbeitungsverfahren häufig ein wesentlicher Anteil des Produkts verloren.
Letztlich gibt es bei bestimmten Produkten strenge Vorgaben zur Art und Weise der Verarbeitung. So kann bspw. eine Maximaltemperatur des Trocknungsgases vorgegeben sein, da eine höhere Temperatur Schädigungen des Produkts bzw. ungewünschte chemische Reaktionen zur Folge hätte. Da häufig auch ein sehr niedriger maximaler Restflüssigkeitsanteil um etwa 1 % vorgegeben ist, wird ein Einhalten der Bedingungen mit den herkömmlichen Verfahren nahezu unmöglich. Dies ist insbesondere bei Produkten im Nahrungsmittelbereich und aus dem chemischen und pharmazeutischen Bereich der Fall.
Zur Lösung der voranstehenden Probleme, wird ein Verfahren für den Betrieb eines Zentrifugentrockners nach Anspruch 1 oder 25 vorgeschlagen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Drehzahl der Trommel während des Trocknens so hoch gewählt, dass der Produktkuchen nicht in sich zusammenfällt. Dies bedeutet, dass zwar ein Trocknungsfluid mittels mindestens einer Schussdüse in entgegengesetzter Richtung durch den Filter in den Arbeitsraum eingespritzt wird und der Produktkuchen so immer wieder aufgelockert, verwirbelt und getrocknet wird, die durch die Trommeldrehung auf das Produkt wirkenden Radialkräfte jedoch verhindern, dass der Produktkuchen in sich zusammenfällt. So bleibt der Produktkuchen während des Trocknens permanent stationär erhalten.
Daraus ergibt sich zunächst der Vorteil, dass der Produktkuchen während des Trocknens selbst als Filter wirkt. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Feinstoffanteil während des Trocknens verloren geht. Das resultiert in einer wesentlich höheren Produktausbeute und einer erhöhten Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
Während des Trocknens wird das heiße Trocknungsgas mittels der Schussdüsen in den Arbeitsraum eingespritzt. Wie bereits beschrieben wurde, bleibt durch die Kräfte in radialer Richtung, die durch die Trommeldrehung hervorgerufen werden, die Ringform des Produkts auch während des Trocknens permanent erhalten. Durch das Einspritzen des Trock- nungsgases durch den Ringraum in den Arbeitsraum, d.h. von außen nach innen, wird zudem ein bedeutender Vorteil gegenüber dem Stand der Technik erreicht.
Bei herkömmlichen Trocknungsverfahren durchströmt das heiße Trocknungsgas im Fall der Festbettrocknung den Produktkuchen nur einmal von innen nach außen, d.h. von dem Arbeitsraum aus in Richtung des Ringraums. Bei der Wirbelschichttrocknung durchströmt das Trocknungsgas den Kuchen einmal von außen nach innen im unteren Trommelbereich und entweicht in einem oberen Bereich aus der Trommel, ohne das Produkt erneut zu durchqueren.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren durchströmt das heiße Trocknungsgas den Produktkuchen jedoch zunächst von außen nach innen. Da das heiße Trocknungsgas wieder aus dem Arbeitsraum entweichen muss, durchströmt es den Produktkuchen an einer anderen Stelle auch wieder von innen nach außen und entweicht in den Ringraum. Das Trocknungsgas durchquert den Produktkuchen also zweimal, was in einer wesentlich effektiveren Ausnutzung der Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit des Trocknungsgases und einem schnelleren Trocknen des Produktkuchens resultiert. Durch das permanente Aufwirbeln des Produkts erhöht sich zudem die Porosität des Produkt, so dass das Trocknungsgas das Produkt leichter und gleichmäßiger durchdringen kann. Um die Bewegung des Trocknungsfluids von innen nach außen zu unterstützen, kann der Druck in der Trommel erhöht werden. Dies kann durch zusätzliches Einpumpen von Trocknungsgas durch die Füllwelle erfolgen.
Durch das Einführen eines Trocknungsgases durch die Füllwelle in den Arbeitsraum wird zudem die beidseitige Trocknung des Produktrings verbessert. Durch die gleichmäßige Trocknung von beiden Seiten ist eine homogenere Trocknung des Produkts möglich, bei der unerwünschte lokale Überhitzungen vermieden werden.
Durch das permanente Auflockern des Produktkuchens wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bildung von Trocknungsrissen vermieden. Zum einen werden die Trocknungsrisse durch das mittels der Schussdüsen in den Arbeitsraum eingespritzte Trocknungsgas direkt zerstört, oder aber die Trocknungsrisse werden durch aufgewirbelte feinere Produktanteile sofort wieder zugesetzt. So ist auch das durch die Füllwelle in den Arbeitsraum geleitete Trocknungsgas gezwungen, vollständig das Produkt von innen nach außen zu durchqueren und trocknet das Produkt somit effektiver.
Letztlich wird durch das erfindungsgemäße Verfahren auch ein Verklumpen des Produkts aufgrund von Agglomeration verhindert. Indem der Produktkuchen während des Trocknens stationär erhalten bleibt, wird dem voranstehend beschriebenen Mechanismus der Klumpenbildung vorgebeugt, da ein Abrollen und Anhaften der feuchten Produktanteile nicht mehr möglich ist. Auch eine nach dem Absprengen auftretende Anhäufung des Produktes am Trommelboden, die häufig den Beginn der Verklumpung darstellt, tritt nicht mehr auf.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann bereits während des Zentrifugierens ein Fluid mittels der Schussdüsen durch den Ringraum in die Trommel eingespritzt. Dadurch wird das Produkt schon während des Zentrifugierens aufgelockert und es wird verhindert, dass das Produkt fest an den Filter anhaftet. Dadurch wird nicht nur verhindert, dass sich ein Produkt mit breitem Korngrößenspektrum zusetzt, sondern auch, dass das Produkt in der Ringform an dem Filter klebt. So wird die Dauer des Zentrifugierens wesentlich verkürzt, da die flüssige Phase aufgrund des poröseren Produkts schneller abfließen kann. Der erfindungsgemäße Schritt des Zentrifugierens unter ständiger Auflockerung des Produktkuchens kann natürlich auch separat in einem beliebigem Verfahren für den Betrieb einer Zentrifuge zur Anwendung kommen. So kann der Schritt des Zentrifugierens insbesondere auch vor jedem herkömmlichen Trocknungsschritt, wie etwa einer herkömmlichen Festbetttrocknung oder einer herkömmlichen Wirbelschichttrocknung auf einer beliebigen Zentrifugenart zur Anwendung kommen.
Selbstverständlich kann auch bereits während des Zentrifugierens durch Einpumpen eines geeigneten Gases durch die Füllwelle der Innendruck der Trommel erhöht werden, um das Entweichen der flüssigen Phase zu beschleunigen.
Zum Einspritzen des Fluids in den Ringraum ist dazu mindestens eine Schussdüse vorgesehen. In einer Ausführungsform werden zwei Schussdüsen verwendet. Die Schussdüsen sind dabei zum einen an der sogenannten 6-Uhr-Position, d. h. etwa am Tiefpunkt der Trommel und an der 7-Uhr-Position, d. h. etwas seitlich gegenüber dem Tiefpunkt versetzt, angeordnet. In einer Ausführungsform der Erfindung, ist die Schussdüse an der 7-Uhr-Position relativ zu der Schussdüse in der 6-Uhr-Position um einen Winkel von etwa 30° versetzt.
Die 6-Uhr-Position ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sich zu der radial nach außen auftretenden Beschleunigung aufgrund der Kreisbewegung des Produkts noch die Erdbeschleunigung addiert. Die nach außen wirkenden Kräfte sind also an der 6-Uhr-Position am größten. Daher kann an dieser Stelle mit dem höchsten Druck beim Einschießen des Fluids zum Auflockern des Kuchens gearbeitet und die beste Erhöhung der Porosität erreicht werden. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ringraum in 12 Sektionen unterteilt, die jeweils eine Trommelbodenöffnung in Form eines Langlochs aufweisen. Während einer Umdrehung der Trommel können die beiden Schussdüsen das Fluid in dieselbe Trommelbodenöffnung einspritzen oder aber auch in verschiedene Trommelbodenöffnungen. Wenn die Schussdüsen das Fluid in dieselbe Trommelbodenöffnung einspritzen, bedeutet dies, dass während einer Rotation der Trommel im Uhrzeigersinn zunächst die Schussdüse in der 6-Uhr-Position das Fluid in die bestimmte Trommelbodenöffnung einspritzt, und danach, wenn sich die Trommel weiterbewegt hat und sich die bestimmte Trommelbodenöffnung vor der Schussdüse in der 7-Uhr-Position befindet, die Schussdüse auf der 7-Uhr- Position das Fluid in die bestimmte Trommelbodenöffnung einspritzt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass genügend Fluid in die Trommel eingespritzt wird und ein angemessener Verwirbelungseffekt auftritt.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die Drehrichtung der Trommel und die Darstellung der Schussdüsenpositionen anhand von Uhrzeiten lediglich zum Zweck einer einfachen Erläuterung gewählt wurde und nicht als einschränkend zu verstehen ist. Die Drehrichtung der Trommel und die genaue Position der Schussdüsen kann variieren und hängt zudem immer von der Blickrichtung ab.
Bei einer Ausführungsverfahren des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Schussdüsen bei jeder Umdrehung der Trommel jeweils in versetzte Trommelbodenöffnungen einspritzen. Es kann vorgesehen sein, dass das Fluid bei jeder Trommelbewegung jeweils um eine Trommelbodenöffnung versetzt eingespritzt wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das Produkt über den gesamten Trommelumfang aufgewirbelt wird. In einer Ausgestaltung des Verfahrens rotiert die Trommel während des Einfüllens der Produktsuspension in die Trommel. Das Einspritzen von Fluid mittels der Schussdüsen kann dann schon zu Beginn Einfüllen erfolgen.
Wie nachstehend noch genauer ausgeführt wird, rotiert die Trommel während des Einspritzens von Fluid erfindungsgemäß mit einer geringeren Drehzahl, als dies bei herkömmlichen Zentrifugen in den entsprechenden Prozeßschritten normalerweise der Fall ist. Bei einem Trommeldurchmesser von 400 mm liegt die Drehzahl während des Einspritzens bei etwa 150 Umdrehungen pro Minute. Bei dieser Drehzahl kann sich jedoch kein stabiler Flüssigkeitsring aufbauen.
Aufgrund der geringeren Viskosität des flüssigen Suspensionsanteils können die Scherkräfte von dem schlammigen Feststoffanteil, der sich während des Einfüllens schnell zu einem Ring aufbaut, schlecht auf den flüssigen Anteil übertragen werden. Innerhalb des bereits aufgebauten Feststoffrings bildet sich daher eine Art See aus der eingefüllten Suspension. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der aufgelockerte Feststoffring dazu in der Lage eine dicke Schicht des flüssigen Anteils über eine bestimmte Winkelstrecke mitzureißen, bevor diese wieder von dem Feststoffring abreißt. Eine etwa 1 mm dünne Suspensionsschicht verbleibt aber über dem kompletten Feststoffring.
Durch die Aufwirbelung des Suspensionssees aufgrund der Rotation der Trommel wird eine Sedimentation der Suspension und eine Separation der Produktanteile mit größeren Korngrößen von den Feinanteilen verhindert. Diese Schichtbildung der verschiedenen Korngrößen erfolgt bei herkömmlichem Verfahren bereits während des Einfüllens und setzt sich während des Zentrifugierens fort. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dies jedoch von Beginn an verhindert.
Durch die permanente Aufwirbelung des Feststoffrings mittels des eingespritzten Fluids wird der Feststoffring wesentlich durchlässiger für den darüber liegenden Suspensionsring. Da der darüberliegende Suspensionsring lediglich eine Dicke von etwa 1 mm aufweist und der Feststoffring ständig aufgewirbelt wird, filtriert der Suspensionsring sehr schnell ab. Dadurch kann in dem Flüssigkeitsring keine Sedimentation auftreten.
Des weiteren kann es vorgesehen sein, dass das Produkt während des gesamten Verfahrens, d.h. dass das Produkt während des Einfüllens, des Zentrifugierens und des Trocknens, mittels des durch die Schussdüsen in den Arbeitsraum eingespritzten Fluids aufgelockert wird. Der Schritt des Einfüllens kann dann fließend in den Schritt des Zentrifugierens übergehen, der Schritt des Zentrifugierens kann dann fließend in den Schritt des Trocknens übergehen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann nach dem Trocknen des weiteren ein sogenannter Homogenisierungsschritt vorgesehen sein. Bei dem Homogenisierungsschritt rotiert die Trommel zwar ebenfalls kontinuierlich, jedoch mit so herabgesetzter Geschwindigkeit, dass der Produktkuchen in sich zusammenfällt. Wie bereits voranstehend ausgeführt wurde, ist aufgrund des permanenten Aufiockerns des Produktkuchens kein Absprengen nötig und bei entsprechender Herabsetzung der Trommeldrehzahlen fällt der Produktkuchen automatisch in sich zusammen und das Produkt rieselt an den Trommelboden. Das Produkt hat nun die Form eines trockenen feinen Pulvers das sich zusammen mit der Trommel immer wieder nach oben bewegt, jedoch vor erreichen des Scheitelpunkts wieder an den Trommelboden herabfällt. Da das Pro- dukt bereits wie gewünscht getrocknet wurde, tritt nun jedoch keine Verklumpung des Produkts mehr ein. Vielmehr wird das Produkt gleichmäßig vermengt, so dass sich die Korngrößen der Produktpartikel gleichmäßig über das gesamte Produkt verteilen und auch die verbliebenen Feuchteanteile homogen über das Produkt verteilt werden.
Wie bereits ausgeführt wurde, ist die Trommeldrehzahl während des Einfüllens, während des Zentrifugierens und wäh¬ rend des Trocknens so gewählt, dass der Produktkuchen er¬ halten bleibt und auch trotz des mittels der Schussdüsen eingespritzten Fluids nicht in sich zusammenfällt. Lediglich beim Homogenisieren wird eine geringere Drehzahl gewählt, so dass das Produkt vor Erreichen des Scheitelpunkts der Trommel herabfällt.
Des weiteren sind die möglichen Drehzahlen nach oben dadurch beschränkt, dass bei steigender Drehzahl die Verweil¬ dauer der Trommelbodenöffnungen vor den Schussdüsen irgendwann zu kurz wird, um eine zum Auflockern notwendige Fluid- menge einzuspritzen. Die Fluidmenge ist dann zu gering, um den Produktkuchen in gewünschter Weise durcheinander zu wirbeln.
Eine minimale Drehzahl ergibt sich also stets aus dem Punkt, an dem die Ringform des Produktkuchens nicht mehr erhalten bleibt und der Produktkuchen in sich zusammenfällt, um eine maximale Drehzahl ergibt sich aus der Fluidmenge, die die Schussdüsen in einem bestimmten Zeitraum abgeben können, sowie der Form der Trommelbodenöffnungen und der damit verbundenen Verweildauer der Trommelbodenöffnungen vor den Schussdüsen.
Für eine Trommel mit einem Durchmesser von 400 Millimetern und einer Unterteilung des Ringraums in zwölf Sektionen, wobei jede Sektion eine Trommelbodenöffnung in Form eines Langlochs aufweist, konnten die folgenden möglichen Trommeldrehzahlen für die entsprechenden Verfahrensschritte bestimmt werden.
Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die ermittelten Drehzahlen mittels mechanischer Gesetzmäßigkeiten auch auf jegliche andere Trommelgrößen übertragbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich grundsätzlich auf Zentrifugentrockner aller Größen und mit beliebiger Unterteilung des Ringraums anwenden.
Für die Zentripetalbeschleunigung a bei der Kreisbewegung gilt:
wobei v die Umfangsgeschwindigkeit und r der Radius der Kreisbewegung ist. Für v gilt des weiteren
v = ω*r. (2)
Somit ergibt sich für die Zentripetalbeschleunigung
a = ω2*r. (3)
Mit den hier angegebenen Drehzahlen und dem Trommelradius von 200 Millimetern kann die auf das Produkt wirkende Beschleunigung somit näherungsweise bestimmt werden und so auf die notwendigen Drehzahlen bei anderen Trommelradien zumindest näherungsweise zurückgerechnet werden. Die notwendige Drehgeschwindigkeit ω2 bei einem Trommelradius von r2 ergibt sich bei einem Trommelradius von ri gleich 200 mm und den hier nachfolgend angegebenen Drehzahlen ωi zu ω2 = coi* Λ|—
Die hier für einen Trommeldurchmesser von 400 nun angegebenen Drehzahlen sind somit mittels der Gleichung (4) zumindest näherungsweise problemlos auf andere Trommelgrößen übertragbar .
Als Alternative werden zudem die auf den Produktkuchen wirkenden Beschleunigungen in g angegeben.
Für die Rotation der Trommel bei permanenter Auflockerung des Produktkuchens durch Einspritzen eines geeigneten Fluids mittels der Schussdüsen durch den Ringraum in den Arbeitsraum wurde eine geeignete Drehzahl von 120 bis 150 Umdrehungen pro Minute bei einem Trommeldurchmesser von 400 mm ermittelt. Dies entspricht einer auf den Produktkuchen wirkenden Beschleunigung von 5 g.
Die Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute bzw. die Beschleunigung von 5g kann während des Einfüllens, während des Zentrifugierens und während des Trocknens angewendet werden. Insbesondere während des Trocknens führt eine Drehzahl von etwa 150 Umdrehungen pro Minute zu einem besonders gut weiterzuverarbeitenden Produkt. Der beschriebene erfindungsgemäße Trocknungsschritt führt nicht nur bei den beschriebenen problematischen Produkten sondern generell bei allen Arten von Produkten zu einer verbesserten und effektiveren Trocknung und einem qualitativ verbesserten Endprodukt.
Bei unproblematischeren Produkten, die sich während des Zentrifugierens nicht zusetzen, kann während des Einfüllens und des Zentrifugierens selbstverständlich auch mit einer höheren Drehzahl von etwa 500 Umdrehungen pro Minute bei einem Trommeldurchmesser von etwa 400 mm gearbeitet werden, um das Zentrifugieren zu beschleunigen. Die auf den Produktkuchen wirkende Beschleunigung kann beim Einfüllen bis zu 55g, beim Zentrifugieren bis zu 600g betragen. Bei besonders grobkörnigen Produkten ist auf geeigneten Zentrifugen sogar eine Beschleunigung von bis zu 2000g möglich. Während des Trocknens wird die Drehzahl dann wieder auf etwa 150 Umdrehungen pro Minute abgesenkt.
Bei problematischen Produkten, die sich schnell zusetzen und das Zentrifugieren erheblich verlangsamen, konnte die Abflussrate während des Zentrifugierens mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verdoppelt werden. Somit ist eine beschleunigte und daher betriebswirtschaftlich vorteilhafte Verarbeitung des Produkts möglich.
Während des Homogenisierens liegt eine geeignete Drehzahl bei etwa 50 bis 80 Umdrehungen pro Minute bei einem Trommeldurchmesser von etwa 400 mm. Betrachtet man die auf den Produktkuchen wirkenden Beschleunigungen, ist die Drehzahl entsprechend so zu wählen, dass die aufgrund der Kreisbewegung radial nach außen wirkende Beschleunigung kleiner als Ig ist, damit das Produkt im oberen Bereich der Trommel aufgrund der Erdbeschleunigung herabfällt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Zentrifugentrockners, auf dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
Figur 2 zeigt eine schematische Frontalansicht einer Trommel mit möglichen Positionen der Schussdüsen und der Trommelbodenöffnungen, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
Figur 3 zeigt das Korngrößenspektrum eines lediglich als Beispiels aufgeführten problematischen Produkts, das durch das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zentrifugiert und getrocknet werden kann.
Figur 1 zeigt einen Zentrifugentrockner, auf dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Der Zentrifugentrockner weist eine Trommel 10 auf, die einen Trommel- mantel 11 und einen Trommelboden 12 umfasst, der fest mit einer zum Füllen verwendeten Antriebswelle 20 verbunden ist. Der Trommelboden 12 weist des weiteren Trommelbodenöffnungen 14 auf. Innerhalb der Trommel 10 ist ein Metallfilter 16 angeordnet. Zwischen dem Metallfilter 16 und dem Trommelmantel 11 befindet sich ein Ringraum 18, in den die Trommelbodenöffnungen 14 münden. Der Ringraum 18 ist in der dargestellten Ausführungsform in zwölf Sektionen aufgeteilt, die jeweils eine als Langloch ausgebildete Trommelbodenöffnung 14 aufweisen.
Innerhalb des Filters 16 befindet sich der Arbeitsbereich 60, in dem das Produkt verarbeitet, d.h. zentrifugiert und getrocknet, wird. Gegenüber dem Trommelboden 12 wird der Arbeitsbereich 60 von einer Stauscheibe 40 verschlossen, die geöffnet werden kann. Bei geöffneter Stauscheibe 40 kann das Produkt aus dem Arbeitsraum 60 in den Bereich 80 überführt und entnommen werden.
Des weiteren sind ein Abfluss 52, durch den die flüssige Phase des Produkt abfließen kann, und ein Ausgang 54 vorgesehen, durch den in den Arbeitsbereich eingeführte Gase entweichen können.
Figur 2 zeigt eine schematische Frontalansicht der Trommel 10. Die Drehrichtung der Trommel 10 ist im vorliegenden Beispiel mit dem Uhrzeigersinn. Dargestellt sind des weiteren der Scheitelpunkt 70 der Trommel 10 sowie eine erste Schussdüse 31 und eine zweite Schussdüse 32. Die erste Schussdüse 31 befindet sich in der sogenannten 6-Uhr- Position und die zweite Schussdüse 32 befindet sich in der sogenannten 7-Uhr-Position. Die erste Schussdüse 31 ist zu der zweiten Schussdüse 32 um etwa 30° versetzt. Des weiteren können weitere Schussdüsen vorgesehen sein, wie etwa die dritte Schussdüse 33, die auf der Elf-Uhr-Position angeordnet ist. Die Schussdüsen spritzen ein geeignetes Fluid, das vorzugsweise gasförmig ist, durch die als Langlöcher 90 ausgebildeten Trommelbodenöffnungen durch den Ringraum 18 und den Filter 16 in den Arbeitsbereich 60 ein.
Als weitere Voraussetzungen sollte der verwendete Zentrifugentrockner als Antrieb ein Einmotorenkonzept aufweisen. Dies ermöglicht es, kontinuierlich sämtliche Drehzahlen zwischen einem Stillstand und einer Maximaldrehzahl der Trommel anzufahren. Dies ist insofern wichtig, da bei herkömmlichen Zentrifugentrocknern häufig ein Zweimotorenkonzept verwendet wird, das einen Haupt- und einen Getriebemotor aufweist. Diese sind über eine Fliehkraftkupplung ver- bunden, die sich jedoch erst bei einer Drehzahl von etwa 160 Umdrehungen pro Minute vollständig öffnet. Der Getriebemotor selbst läuft dabei nur bis zu 5 Umdrehungen pro Minute mit. Da beim erfindungsgemäßen Verfahren jedoch gerade der Drehzahlbereich zwischen 0 und 150 Umdrehungen pro Minute verwendet wird, ist dieses Zweimotorenkonzept für das vorliegende Verfahren nicht geeignet.
Des weiteren sollte der Zentrifugentrockner, auf dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, ein geeignetes Regelungssystem aufweisen. Insbesondere muss der Zentrifugentrockner dazu in der Lage sein, die Einspritzungen durch die Schussdüsen 30 im Millisekundenbereich zu steuern. Die Lage der Trommel 10 muss im Minutenbereich (bezogen auf die Winkellage) erfasst werden können. Dazu ist insbesondere eine spielfreie und steife Kupplung zwischen der Antriebswelle 20 und dem Motor nötig. Durch ein Einmotorenkonzept kann dies geeignet bereitgestellt werden.
Figur 3 zeigt das Korngrößenspektrum eines typischen Produkts, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden kann. Wie Figur 3 zeigt, hat das Produkt einen Feinanteil von etwa 20 %. Etwa 20 % des Produkts weisen eine Korngröße von 10 μm oder weniger auf. Das dargestellte Produkt ist jedoch nicht als einschränkend für die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu sehen. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt vielmehr bei allen Arten von Produkten ein verbessertes Zentrifugieren und Trocknen bereit.
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Produktsuspension zunächst in einem ersten Schritt des Einfüllens durch die als Füllwelle ausgebildete Antriebswelle 20 in den Arbeitsbereich 60 eingefüllt. Die Trommel 10 rotiert während des Einfüllens kontinuierlich. Die Drehzahl der Trommel ist dabei so gewählt, dass die Kräfte in radialer Richtung so hoch sind, dass sich an dem Filter 16 ein Ring aus der Produktsuspension bildet.
Bereits während des Einfüllens kann mittels der allgemeinen mit 30 bezeichneten Schussdüsen ein geeignetes Fluid in den Arbeitsraum eingespritzt werden. Dabei sind die Schussdüsen 30 nahe an den Trommelboden heranbewegt, so dass sich nur ein minimaler Spalt zwischen dem Düsenkopf 38 und dem Trommelboden 12 befindet. Zu beachten ist, dass die Schussdüsen 30 jederzeit feststehen, während die Trommel 10 rotiert. Um die Schussdüsen 30 wie gewünscht an den Trommelboden 12 heranbewegen zu können, können die Schussdüsen axial bewegbar ausgeführt sein. Ein Zuleitungskanal 34 ist dabei von einem Balg 36 umgeben und die Schussdüsen 30 können mittels einer geeigneten Vorrichtung axial bewegt werden.
Unter einem geeigneten Fluid ist grundsätzlich ein solches Fluid zu verstehen, das in dem Produkt keinerlei chemische Reaktionen hervorruft und das Produkt nicht in einer sonstigen Weise schädigt. Das verwendete Fluid ist in der Regel gasförmig.
Die Schussdüsen 30 schießen das Fluid durch die Langlöcher zunächst in dem Ringraum 18 ein, von dem aus sich das Fluid durch den Filter 16 in den Arbeitsraum 60 bewegt. Das Fluid verlässt den Arbeitsraum 60 an einer anderen Stelle in entgegengesetzter Richtung erneut durch den Filter 16 und entweicht durch die Trommelbodenöffnungen 14 und den Auslass 54.
Eine erste Düse 31 und eine zweite Düse 32 spritzen während einer ersten Umdrehung in dasselbe Langloch 14' ein. Während der nächsten Trommelumdrehung spritzen sie das Fluid in das nächste, d.h. um eins versetzte, Langloch 14" ein, usw. So wird gewährleistet, dass das Produkt über den ge- samten Trommelumfang aufgewirbelt wird. Das Aufwirbeln erfolgt somit stets dann, wenn der entsprechende Trommelab- schnitt den Bereich zwischen 6 und 7 Uhr passiert.
Während des Einfüllens bildet sich am Filter ein zunächst dünner, aus Feststoffen bestehender Ring aus. Im Inneren dieses Rings befindet sich eine Suspension, die aus dem Flüssigkeitsanteil und den restlichen Feststoffen besteht, wobei kontinuierlich bis zu einem Höchstmaß weiter Suspension eingefüllt wird. Aufgrund der geringen Viskosität des Flüssigkeitsanteils und die damit verbundene schlechte Übertragung der Scherkräfte in der Suspension, kann sich die Suspension jedoch nicht zu einem stabilen Ring aufbauen. Die Suspension bildet innerhalb des Feststoffrings dadurch einen Suspensionssee. Die Scherkräfte sind jedoch groß genug, dass sich an der Innenseite des Feststoffrings eine etwa 1 mm dünne Suspensionsschicht ausbildet.
Durch die Aufwirbelung des Suspensionssees aufgrund der Rotation der Trommel wird jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Sedimentation der Suspension und eine Separation der Produktanteile mit größeren Korngrößen von den Feinanteilen während des Einfüllens verhindert.
Des weiteren wird durch die Erhöhung der Porosität des Feststoffrings aufgrund des Einspritzens von Fluid mittels der Schussdüsen und das daraus resultierende schnelle Abfiltrieren der Flüssigkeit eine Sedimentation des Feststoffanteils in dem etwa 1 mm dünnen Suspensionsring verhindert.
Ist die gesamte Suspensionsmenge eingefüllt, geht der Schritt des Einfüllens anschließend in den Schritt des Zen- trifugierens über. Die Trommel 10 rotiert während des Zen- trifugierens mit einer geeigneten Drehzahl, bei einem Trom- meldurchmesser von 400 mm bspw. 150 U/min bzw. so schnell, dass 5g auf den Kuchen wirken, und die Suspension wird ständig durch Einspritzen von Fluid mittels der Schussdüsen 30 aufgelockert. So wird verhindert, dass sich die Produktanteile mit kleinerer Korngröße zwischen die Produktanteile mit größerer Korngröße setzen und die zum Abschluss der flüssigen Phase benötigten Kapillare verstopfen. Auch der Filter selbst wird nicht durch die feinen Produktanteile verstopft, da er regelmäßig in entgegengesetzter Richtung von dem Fluidgas durchströmt wird.
Bei weniger problematischen Produkten, die sich nicht schnell zusetzen und auch auf herkömmliche Weise zentrifu- giert werden können, ist es natürlich auch möglich, den Schritt des Einfüllens und des Zentrifugierens nach bisher bekannter Art und Weise durchzuführen und erst beim Trocknen mit dem erfindungsgemäßen ständigen Einspritzen eines geeigneten gasförmigen Fluids zu beginnen. Beispielsweise kann das Einfüllen und Zentrifugieren bei einer Trommelgeschwindigkeit von 500 U/min, bzw. mit einer Radialbeschleunigung von 55 g erfolgen , und erst zum Trocknen die Trommelgeschwindigkeit auf 150 U/min, herabgesetzt werden.
Der Schritt des Zentrifugierens geht fließend in den Schritt des Trocknens über. Die Drehzahl der Trommel 10 beträgt bei einem Trommeldurchmesser von 400 mm während des Trocknens etwa 150 U/min. Der ringförmige Aufbau des Produktkuchens bleibt dabei erhalten und der Produktkuchen fällt nicht in sich zusammen. Die Schussdüsen 30 spritzen nun ein heißes Trocknungsgas in den Arbeitsraum 60 ein. Wie bereits beschrieben wurde, muss das heiße Trocknungsgas den Produktkuchen zweimal durchdringen. Dadurch wird eine besonders hohe Trocknungseffektivität erreicht. Zudem wird der Produktkuchen von zwei Seiten gleichmäßig getrocknet. Durch das ständige Auflockern des Produktkuchens über den gesamten Umfang und die stationäre Erhaltung der Ringform des Produktkuchens findet zudem keine Verklumpung des Produkts statt. Indem während des gesamten Trocknungsvorgangs ein ringförmiger Kuchen erhalten bleibt, wirkt das Produkt selbst als zusätzlicher Filter, der verhindert, dass der Feinanteil des Produkts durch den Filter 16 entweicht.
Zusätzlich kann durch die Antriebswelle 20 ebenfalls heißes Trocknungsgas in den Arbeitsraum 60 eingeleitet werden. Dies kann die Trocknungsgeschwindigkeit des Produkts zusätzlich erhöhen. Indem Trocknungsrisse im Produkt durch das ständige Auflockern verhindert werden, kann das im Arbeitsraum 60 befindliche Trocknungsgas nicht einfach durch die Trocknungsrisse entweichen, sondern passiert vollständig das Produkt, wodurch die Trocknungseffektivität zusätzlich erhöht ist.
Nachdem das Produkt wie gewünscht getrocknet wurde, schließt sich an den Schritt des Trocknens ein Homogenisierungsschritt an. Dabei wird die Trommeldrehzahl bei einer Trommel mit einem Durchmesser von 400 mm von 150 U/min auf etwa 50 bis 80 U/min bzw. auf eine Radialbeschleunigung von weniger als 1 g abgesenkt. Der Produktkuchen fällt nun in sich zusammen. Das Produkt hat nun die Form eines feinen Pulvers, das sich am Tiefpunkt der Trommel 10 sammelt und von der Trommel 10 in Richtung des Scheitelpunkts 70 der Trommel 10 mitgerissen wird. Vor Erreichen des Scheitelpunkts 70 rieselt das Produkt jedoch wieder in Richtung des Tiefpunkts der Trommel 10 hinab. So wird eine Durchmischung und Homogenisierung des Produkts erreicht, wodurch nach kurzer Zeit die unterschiedlichen Korngrößen und restlichen Feuchtanteile gleichmäßig im Produkt verteilt sind. Zusätzlich kann durch die Schussdüsen 30 wiederum ein Gas in den Arbeitsraum 60 eingeschossen werden, um das Produkt zusätz- lieh aufzulockern. Dies ist während des Homogenisierungsschrittes jedoch nicht zwingend notwendig.
Im Anschluss an den Homogenisierungsschritt kann das getrocknete Produkt als feines Pulver entnommen werden.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die voranstehend angegebenen Drehzahlen lediglich als Beispiel für einen Zentrifugentrockner mit einem Trommeldurchmesser von 400 mm zu verstehen sind. Bei anderen Trommeldurchmessern sind entsprechend andere Drehzahlen zu wählen, die die gleichen Effekte hervorrufen. Insbesondere ist die Drehzahl während des Trocknens so zu wählen, dass die Ringform des Produktkuchens stets erhalten bleibt.
Mittels des voranstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein wirtschaftlich sinnvolles Zentrifugie- ren und Trocknen von zu Verklumpung neigenden Produkten überhaupt erst möglich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, die bei solchen problematischen Produkten lediglich einen aus Klumpen bestehenden Schlamm mit hohem Flüssigkeitsanteil hervorbrachten, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein trockenes feines Pulver erlangt werden.
Darüber hinaus liefert das erfindungsgemäße Verfahren bei allen Arten von Produkten, d.h. auch bei solchen Produkten, die bisher als nicht problematisch galten, eine kürzere Trocknungszeit aufgrund der höheren Porosität des Produkts während der Verarbeitung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit nicht auf die bspw. in Figur 3 abgebildeten problematischen Produkte beschränkt, sondern kann in vorteilhafterweise bei allen Arten von Produkten im chemischen und im pharmazeutischen Bereich, sowie auf dem Gebiet der Nahrungsmittel und in allen Zentrifugenarten vorteilhaft angewendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren für den Betrieb einer Zentrifuge mit einer zum Füllen verwendeten Antriebswelle (20) , einer sich an die Antriebswelle anschließenden Trommel (10), die einen Trommelmantel (11) und einen Trommelboden (12) aufweist, einem Filter (16) mit einem innerhalb des Filters befindlichen Arbeitsbereich (60), einem zwischen dem Filter (16) und dem Trommelmantel (11) ausgebildeten Ringraum (18), mindestens einer in dem Trommelboden (12) ausgebildeten Trommelbodenöffnung (14), die in den Ringraum (18) mündet, und mindestens einer Schussdüse (30, 31, 32, 33) , die so angeordnet ist, dass sie ein Fluid durch die mindestens eine Trommelbodenöffnung (14) in den Ringraum (18) einspritzt, mit den folgenden Schritten:
Einfüllen einer Suspension eines Produkts in den Arbeitsbereich (60) durch die Antriebswelle (20),
Zentrifugieren der Suspension des Produkts,
Trocknen des Produkts, wobei die Trommel (10) während des Trocknens kontinuierlich rotiert, und ein Fluid mittels der mindestens einen Schussdüse (30, 31, 32, 33) durch den Ringraum (18) in die Trommel (10) eingespritzt wird, und die Drehzahl der Trommel (10) während des Trocknens so gewählt ist, dass ein in der Trommel (10) gebildeter Produktkuchen nicht in sich zusammenfällt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 bei dem die Trommel (10) während des Einfüllens kontinuierlich rotiert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem während des Einfül- lens ein Fluid mittels der mindestens einen Schussdüse (30, 31, 32, 33) durch den Ringraum (18) in den Arbeitsbereich (60) eingespritzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei während des Zentrifugierens ein Fluid mittels der mindestens eine Schussdüse (30, 31, 32, 33) durch den Ringraum (18) in den Arbeitsbereich (60) eingespritzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem während des Zentrifugierens der Innendruck; der Trommel (10) erhöht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem während des Trocknens ein Fluid durch die Antriebswelle (20) in die Trommel (10) geleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, des weiteren mit dem folgenden Schritt:
Homogenisieren des Produkts nach dem Trocknen der Produktsuspension, wobei die Trommel (10) kontinuierlich rotiert und während des Homogenisierens langsamer rotiert als während des Trocknens.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Drehzahl der Trommel (10) während des Homogenisierens so gewählt ist, dass das Produkt vor Erreichen des Scheitelpunkts (70) der Trommel (10) herabfällt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem mindestens zwei Schussdüsen (30, 31, 32, 33) vorgesehen sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine erste Schussdüse (31) der mindestens zwei Schussdüsen (30, 31, 32, 33) seitlich versetzt zu einem Tiefpunkt der Trommel (10) angeordnet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die erste Schussdüse (31) relativ zu dem Tiefpunkt der Trommel (10) um etwa 30° versetzt ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem eine zweite Schussdüse (32) der mindestens zwei Schussdüsen (30, 31, 32, 33) etwa an dem Tiefpunkt der Trommel (10) angeordnet ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die erste (31) und die zweite (32) Schussdüse während einer Umdrehung der Trommel (10) das Fluid in dieselbe Trommelbodenöffnung (14) einspritzen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die erste (31) und die zweite (32) Schussdüse während einer Umdrehung der Trommel (10) das Fluid in verschiedene Trommelbodenöffnungen (14) einspritzen.
15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die erste (31) und die zweite (32) Schussdüse das Fluid während einer ersten Umdrehung der Trommel (10) in eine erste Trommelbodenöffnung (14 ') einspritzen und das Fluid während einer unmittelbar auf die erste Umdrehung folgenden zweiten Umdrehung das Fluid in eine zweite Trommelbodenöffnung (14") einspritzen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die zweite Trommelbodenöffnung (14") relativ zu der ersten Trommelbodenöffnung (14') um eine Trommelbodenöffnung versetzt ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2 oder 4 bis 16, bei dem die Trommel (10) während des Einfüllens und des Zentrifugierens abhängig von einem Durchmesser der Trommel (10) mit einer Drehzahl rotiert, die eine ähnliche Beschleunigung des Produkts in radialer Richtung zur Folge hat wie eine Drehzahl von etwa 500 Umdrehungen pro Minute bei einem Durchmesser der Trommel (10) von etwa 400 mm.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die Trommel (10) während des Zentrifugierens abhängig von einem Durchmesser der Trommel (10) mit einer Drehzahl rotiert, die eine ähnliche Beschleunigung des Produkts in radialer Richtung zur Folge hat wie eine Drehzahl von etwa 150 Umdrehungen pro Minute bei einem Durchmesser der Trommel (10) von etwa 400 mm.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Trommel (10) während des Einfüllens abhängig von einem Durchmesser der Trommel (10) mit einer Drehzahl rotiert, die eine ähnliche Beschleunigung des Produkts in radialer Richtung zur Folge hat wie eine Drehzahl von etwa 150 Umdrehungen pro Minute bei einem Durchmesser der Trommel (10) von etwa 400 mm.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 19, bei dem die Trommel (10) während des Homogenisierens abhängig von einem Durchmesser der Trommel (10) mit einer Drehzahl rotiert, die eine ähnliche Beschleunigung des Produkts in radialer Richtung zur Folge hat wie eine Drehzahl von etwa 90 Umdrehungen pro Minute bei einem Durchmesser der Trommel (10) von etwa 400 mm.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2 oder 4 bis 16, bei dem die Trommel (10) während des Einfüllens und des Zentrifugierens mit einer Drehzahl rotiert, die in dem Produktkuchen eine radiale Beschleunigung etwa in einem Bereich von 50 bis 600 g bewirkt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die Trommel (10) während des Zentrifugierens mit einer Drehzahl rotiert, die in dem Produktkuchen eine radiale Beschleunigung etwa in einem Bereich von 1 bis 10 g bewirkt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Trommel (10) während des Einfüllens mit einer Drehzahl rotiert, die in dem Produktkuchen eine radiale Beschleunigung etwa in einem Bereich von 1 bis 10 g bewirkt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 19, bei dem die Trommel (10) während des Homogenisierens abhängig von einem Durchmesser der Trommel (10) mit einer Drehzahl rotiert, die in dem Produktkuchen eine radiale Beschleunigung von weniger als 1 g bewirkt.
25. Verfahren für den Betrieb einer Zentrifuge mit einer zum Füllen verwendeten Antriebswelle (20) , einer sich an die Antriebswelle anschließenden Trommel (10), die einen Trommelmantel (11) und einen Trommelboden (12) aufweist, einem Filter (16) mit einem innerhalb des Filters befindlichen Arbeitsbereich (60), einem zwischen dem Filter (16) und dem Trommelmantel (11) ausgebildeten Ringraum (18), mindestens einer in dem Trommelboden (12) ausgebildeten Trommelbodenöffnung (14), die in den Ringraum (18) mündet, und mindestens einer Schussdüse (30, 31, 32, 33), die so angeordnet ist, dass sie ein Fluid durch die mindestens eine Trommelbodenöffnung (14) in den Ringraum (18) einspritzt, mit dem folgenden Schritt: Zentrifugieren einer Suspension eines Produkts, wobei während des Zentrifugierens ein Fluid mittels der mindestens eine Schussdüse (30, 31, 32, 33) durch den Ringraum (18) in den Arbeitsbereich (60) eingespritzt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Trommel (10) während des Zentrifugierens abhängig von einem Durchmesser der Trommel (10) mit einer Drehzahl rotiert, die eine ähnliche Beschleunigung des Produkts in radialer Richtung zur Folge hat wie eine Drehzahl von etwa 150 Umdrehungen pro Minute bei einem Durchmesser der Trommel (10) von etwa 400 mm.
27. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Trommel (10) während des Zentrifugierens mit einer Drehzahl rotiert, die in dem Produktkuchen eine radiale Beschleunigung etwa in einem Bereich von 1 bis 10 g bewirkt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei dem die Trommel (10) während des Einfüllens abhängig von einem Durchmesser der Trommel (10) mit einer Drehzahl rotiert, die eine ähnliche Beschleunigung des Produkts in radialer Richtung zur Folge hat wie eine Drehzahl von etwa 150 Umdrehungen pro Minute bei einem Durchmesser der Trommel (10) von etwa 400 mm.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei dem die Trommel (10) während des Einfüllens mit einer Drehzahl rotiert, die in dem Produktkuchen eine radiale Beschleunigung etwa in einem Bereich von 1 bis 10 g bewirkt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 22, 23, 27 oder 29, bei dem die bewirkte Beschleunigung 5 g beträgt.
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