EP2403635A2 - Vorrichtungen und verfahren zur herstellung von eisperlen aus einem wässrigen gemisch - Google Patents

Vorrichtungen und verfahren zur herstellung von eisperlen aus einem wässrigen gemisch

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Publication number
EP2403635A2
EP2403635A2 EP10706939A EP10706939A EP2403635A2 EP 2403635 A2 EP2403635 A2 EP 2403635A2 EP 10706939 A EP10706939 A EP 10706939A EP 10706939 A EP10706939 A EP 10706939A EP 2403635 A2 EP2403635 A2 EP 2403635A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
hydrophobic liquid
ice
vessel
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10706939A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Folger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2403635A2 publication Critical patent/EP2403635A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops

Definitions

  • the present invention relates to devices and to an executable by means of these devices method for producing ice beads from an aqueous mixture, in particular of active ingredient-containing ice beads, and on the ice beads themselves.
  • the present invention relates on the one hand substances that are to be applied as active ingredients such as insecticides or herbicides in larger areas of the environment and are applied to the ideal distribution from the air to the ground or water surfaces.
  • active ingredients can be distributed in a suitable manner and can be applied from the air specifically at the destination, it is known to deploy the active ingredient on a carrier medium, which is distributed accordingly.
  • the production of ice beads from the carrier medium with the active ingredient has been found to achieve this purpose as suitable.
  • liquid nitrogen also leads to very rapid freezing of the ice and therefore conglomerate the ice spheres or the occurrence of imperfect, for example, hollow or otherwise not ideally shaped particles, as well as an unsatisfactory particle size distribution which complicates the homogeneous spreading of the ice particles accordingly.
  • An improvement of the ice quality using the known methods with the nitrogen freezing agent could be achieved by a drastic reduction of the discharge rate with the same nitrogen supply of the plant, which is unfavorable, especially taking into account the associated cost increase and because of the unsatisfactory production rate.
  • An embodiment of the device according to the invention for producing the ice pearls from an aqueous mixture comprises a device with a cooling device which is suitable for cooling down a hydrophobic liquid to a temperature which ensures the freezing of the material to be introduced in the desired time and to a desired degree allows, as well as a receptacle for the cooled hydrophobic liquid, as well as a receptacle on the receptacle arranged pipetting device.
  • This pipetting device essentially consists of a vessel for the aqueous mixture which is to be frozen into pearls; it has in a sidewall or in the bottom outlet tube, via which the aqueous mixture is dropped into the hydrophobic liquid: The dripping is achieved by the pipetting device so far into the receptacle protruding - such as by means of a holder - that the ends of the outlet in the region of 10 cm above a surface of the hydrophobic liquid or immerse up to 0.5 cm deep in this.
  • the device is such or has an additional device that either the hydrophobic liquid flows while entraining dripping droplets, or that the pipetting device is moved relative to the container or vice versa, the container with the hydrophobic liquid under the pipetting device so that the droplets tear off the end of the outlet tube and fall into the still cold fluid.
  • an ideal droplet shape is obtained when the dripping liquid, which is thus driven at least because of the hydrostatic pressure from the outlet tube, falls into the cryogenic hydrophobic liquid, whereby ideally shaped ice pearls are obtained evenly frozen when they have a predetermined flow or sinking distance have traveled in the hydrophobic liquid.
  • the hydrophobic liquid for freezing aqueous mixtures has a temperature of less than 0 0 C, advantageously lower temperatures of the hydrophobic medium can be selected to achieve an improved production rate.
  • the pipetting device may be made of a cast, such as metal or plastic, it is also possible to provide any suitable vessels with a plurality of passages and to fit cannulas.
  • the product which is ideally suited for the application of active substances from the air, can be taken up in suitably insulated containers in a large mass of solid frozen, dimensionally stable ice balls and Devices are distributed from the air.
  • hydrophobic liquid in terms of their viscosity in the corresponding temperature range may be, for example, a petroleum fraction such as kerosene and petroleum, or a vegetable oil, the harmless from a toxicological point of view also suitable for application in agricultural or fish farming areas such as linseed oil, linseed oil or rapeseed oil. All oils may be used in admixture, with rapeseed oil only being suitably used in admixture with other oils, such as those mentioned above.
  • the liquid can be at a sufficiently low temperature to continuously freeze through an aqueous mixture of active ingredients without taking a viscosity due to low temperatures, which prevents the formation of the spherical shape of the introduced liquid to be frozen, or which causes the freezing process even before the formation of the spherical shape progresses so far that shapeless ice is formed.
  • a liquid dissolved in water, emulsified or present in the form of water in the form of suspended particles, which acts as an insecticide, herbicide, fungicide, fertilizer, soil and / or water-improving agent, is suitable as fluid to be frozen into ice beads.
  • Known insecticides which are suitable for this purpose are BTI or BS endotoxin.
  • the cooling device will be connected to the receptacle for the active ingredient mixture by means of a pump.
  • the vessel in which the hydrophobic liquid is contained has a receiving portion via which it is filled and, correspondingly, an outlet portion in which a removal device is provided, which advantageously serves to discharge the hydrophobic liquid and ice beads. It is possible to easily provide an outlet opening, so that the product flows off with the hydrophobic liquid, however, it is also possible to suck the resulting ice beads with a corresponding suction pump or skim it with a creator.
  • the hydrophobic liquid is intended to flow away from the remaining outlet tubes or cannula tips, or a relative velocity is provided between the hydrophobic liquid and the cannula tips by either the cannula tips or the container with the stent hydrophobic liquid to be moved.
  • the relative movement ensures that the droplets of the liquid to be frozen enter separated into the hydrophobic liquid and a combination of droplets is excluded to larger entities, and freeze the drops into individual ice beads.
  • the diameter of the cannula determines.
  • Pressure and the size and shape of the tear-off surface at the cannula tips over the diameter of the drops.
  • the globular form itself assumes the drop as a function of the surface tension of natural law, if it does not z. B. by too high viscosity of the hydrophobic liquid or by excessive shear forces in the vicinity of the container walls in a moving hydrophobic fluid is prevented
  • the one reactor consists essentially of a vertically orientated th flow tube, which may be advantageously isolated or which is cooled by means of a cooling device.
  • a second reactor form provides the design as a flow channel.
  • the flow channel along its main extension direction may have a slope.
  • the orientation of the vertical flow reactor or the inclined flow channel already causes the hydrophobic liquid to flow; the corresponding means for accelerating the hydrophobic liquid can be seen in the case of the vertical flow reactor in the flow rate, in the case of the flow channel decides at a given flow rate, the slope of the channel on the thickness of the flow cross-section of the hydrophobic liquid in the channel, and thus on the flow rate.
  • An advantageous form of supplying the hydrophobic liquid in a reactor with a vertically oriented flow tube can be realized via a distribution device, in which the feed device for the cooled hydrophobic liquid flows.
  • This distributor device extends horizontally in the receiving section in the region of the surface of the hydrophobic liquid formed in the flow tube.
  • a hollow profile can be selected which is not closed along a length of one side - the "upper side” and thus has a slit-shaped outlet opening for the hydrophobic liquid If the sidewalls of the hollow profile are advantageously curved rounded towards the exit slit, the liquid may flow slowly past the rounded shoulder it passes into the vertical flow section in the flow tube.
  • the slot-shaped outlet opening extends below the pipetting device, and it is advantageous that it has two parallel rows of outlet tubes, each extending down to one of the sections adjacent to the outlet slot. Accordingly, those from the drops of each In this case, the beads of ice formed on the outlet tube rows are entrained on both sides of the hollow profile with the flow of the hydrophobic liquid into the flow section and from there into the outlet section.
  • the pipetting device in the vertically arranged flow reactor, it is possible to provide the pipetting device directly in an upper portion serving as a receiving portion for the hydrophobic fluid to be supplied.
  • a shoulder may hereby be provided at the upper end of the tube which leads to a transition to a widened tube section as a receiving section.
  • reactors with polygonal cross sections in this widened pipe section, the pipetting device can now be introduced, wherein the pipetting device is adapted to the contour of the receiving portion of the flow channel with respect to its outer contour.
  • the tube cross-section widened at its receiving portion leaps and bounds, according to a pipetting device can also be used with a cylindrical shape.
  • the cannulas can be inserted into the wall of the cylindrical vessel so that they are substantially transverse to the longitudinal axis of the flow reactor. It is possible to provide several rows of needles circumferentially and one above the other, corresponding to gap, on the wall of Pipettiervoriquessgefäßes.
  • the wall of the cylindrical vessel which contains the aqueous active substance mixture, is spaced apart from the outer wall of the flow reactor so far that a ring can be arranged as a separating ring to the cylindrical water-active ingredient vessel.
  • the ring is supported on the shoulder of the flow reactor, leaving an annular gap.
  • the frozen hydrophobic fluid can now be filled between the wall of the separating ring and the outer wall in the resulting loading space of the flow reactor, and it flows under the annular gap along the shoulder until it at the tapered portion of the flow reactor in the direction of the removal device flows.
  • the pipetting device used in the receiving section of the flow reactor is supported with its bottom, if necessary by spacers, at least so far above the shoulder that the hydrophobic fluid flowing under the annular gap can underflow the vessel with the water-active substance mixture unhindered.
  • the substantially horizontally oriented cannula tips thus allow the emerging from the cannula tips water-active ingredient mixture, first a distance of about 3 to 7 cm to fall into the air gap before they hit the oil.
  • the air-mat is provided between the outer wall of the cylindrical vessel and the annular separating liner.
  • the droplets impinging on the hydrophobic fluid stream which may be an oil stream, cause the flow reactor, which can advantageously taper in a funnel shape at its lower end, to pass through an outlet nozzle.
  • the stream containing the ice pearls is sent for further treatment.
  • a separating device for separating the ice bead product from the hydrophobic liquid is connected directly to the removal device.
  • Trained as a flow channel embodiment of the device according to the invention may have a straight shape or a ring shape.
  • the straight shape can be designed as a simple, open-topped channel, but it can also be designed as a belt conveyor.
  • the flow channel may also be insulated for economic reasons or its wall may be coupled to a cooling device.
  • a cooling device By a corresponding inclination of the flow channel, a flow of the hydrophobic liquid and thus the desired relative velocity between hydrophobic liquid and cannula tips are already achieved here.
  • the flow channel is cooled at one end with ice-cooled acted upon rophoben liquids on which the pipetting device is arranged.
  • the flow channel has an outlet opening, which may be correspondingly connected to a separation device, such as a centrifuge or a sieve. Due to this embodiment, the separated in the separation device hydrophobic medium can be recovered and recycled after appropriate cooling back into the process.
  • a plate rotatable about its longitudinal axis can be arranged as a stowage device in the fluid path between the pipetting device and the outlet device.
  • This rotatable plate causes the incoming freeze-water mixed drug drops to submerge beneath the surface of the hydrophobic liquid. Due to the hydrodynamic effects, the drops do not touch the plate and are not damaged, but the passage down to a greater depth of the hydrophobic liquid promotes further freezing.
  • the executable with the embodiments of the device according to the invention method provides in principle that a hydrophobic liquid by means of a corresponding cooling device to a suitable depending on the properties of the selected hydrophobic liquid and the liquid to be frozen and the desired process time temperature, in each case below 0 0 C, is cooled before it is filled into the receiving vessel, which may be a corresponding flow reactor or a flow channel.
  • the energy required for cooling the hydrophobic liquid is low, compared to the energy expenditure for the provision of nitrogen for processes for the production of similar products.
  • the aqueous active substance is preferably added to the pipetting vessel, wherein, since the cannulas are not blocked, the aqueous active ingredient mixture can be transferred dropwise via the cannulas into the hydrophobic liquid by the sole action of gravity.
  • the dripping speed can be determined via the outlet opening and / or the hydrostatic pressure.
  • the drops deposit a fall path in the air. As the drops touch the fluid, they begin to freeze and begin to float or float on the surface of the hydrophobic medium because, depending on the temperature thereof, the specific gravity can be very close to that of the freezing material.
  • the drops in the horizontally oriented reactors remain on the cold hydrophobic medium and initially freeze only on their underside.
  • the device which provides the rotatably mounted plate they are forced under the surface, whereas in the case of a vertically oriented flow tube, a suction which results from the continuous flow through the reactor draws the droplets downwards that the further freezing takes place.
  • a suction which results from the continuous flow through the reactor draws the droplets downwards that the further freezing takes place.
  • the formation of a bead-shaped ice product from the aqueous active substance mixture is completed.
  • spherically frozen drops leave the reactor together with the hydrophobic medium, respectively with the oil, through the outlet opening.
  • the mixture of hydrophobic liquid and the ice beads can be removed either by a discharge from the channel or the flow reactor takes place, or by what concerns only the flow channel, which can also be designed annular, a skimming or suction with appropriate Devices takes place.
  • the separated ice beads can be fed to their use, while the separated supernatant hydrophobic liquid is cooled down again to process temperature and fed to the receiving section of the receptacle.
  • the resulting ice bead products are spherical, homogeneously frozen through and can be broken down depending on the inner diameter of the cannula. adjust their size.
  • the ice bead manufacturing apparatus of the present invention can provide a flow of the hydrophobic liquid by appropriately providing a tilt of the receptacles, but it is also possible for the hydrophobic liquid container to be operably coupled to drive means such that the receptacle itself is in Movement is moved, is moved past the pipetting device, whereby the drops emerging from the cannulae drop individually into the hydrophobic liquid and allowed to freeze. Shearing forces in the region of the container walls can advantageously be avoided by the quiescent liquid, and drops are applied to the entire width of the container.
  • FIG. 1a is a frontal longitudinal section of a vertical flow reactor
  • Fig. 1b is a perspective longitudinal section of the reactor of Fig. 1a
  • Fig. 1c schematically shows a detail of the pipetting, which is arranged in the receiving region of the flow reactor of Fig. 1a
  • Fig. 2a is a perspective side view 2b shows the flow behavior of the fluids of the device from FIG. 2a
  • FIG. 3 shows a perspective plan view of a device designed as a ring flow channel for generating the ice pearls according to the invention
  • FIG. 5 a shows a perspective front view of a further embodiment of a device designed as a vertical flow reactor
  • FIG. 5 b shows a longitudinal sectional view of the flow reactor from FIG. 5 a
  • FIG. 5 c shows a frontal longitudinal section of the flow reactor from FIG. 5 a
  • FIG. 5 d shows a frontal longitudinal section from FIG 5a of the receiving section with the Distribution device
  • FIG. 5e is a perspective longitudinal section of the distributor device of Fig. 5a
  • FIG. 5f is a perspective top view of the distributor device of Fig. 5a.
  • reactor is to be understood in the following as a vessel in which a reaction such as the change of a state of aggregation of a liquid occurs.
  • Appropriate reactors comprise a ducted flow reactor, which is described in US Pat inclined channel or "chute", as a conveyor belt or as a rotating ring reactor, so to speak as a “carousel.”
  • Another suitable reactor is a vertical flow tube.
  • the aqueous mixture of active substances is understood to mean either an active-ingredient-containing aqueous liquid which contains a substance which acts as an insecticide, herbicide, fungicide, fertilizer, soil conditioner or water-improving agent dissolved in water.
  • Active substances of particular interest in the present case are insecticides contained in Bacillus thuringiensis Israelensis (BTI) or Bacillus sphaericus (BS endotoxin); or it's a food meant like a fruit juice.
  • the liquid to be frozen is water or water with substances dissolved or emulsified therein or floating or floating in water, which do not substantially alter the freezing properties of the water, so that the hydrophobic liquid is used as a freezing medium for the aqueous active ingredient mixture, a temperature may have as little as possible below 0 0 C to provide the desired ice-cream product.
  • the hydrophobic liquid used in the method according to the invention must always have a viscosity which allows the liquid to be frozen to assume the spherical shape. Furthermore, it is advantageous if the liquid is easy and cheap to procure.
  • the hydrophobic liquid may be petroleum fractions, such as kerosene and petroleum, or motor oil or hydraulic oil, which have low viscosity even at very low temperatures.
  • oils which can be applied in nature due to the fact that they are not toxic, or even consumable. It should be noted that oils that are already viscous or even cured at room temperature or below, such as palm oil, are not suitable, whereas camphor oil and linseed oil have been found to be particularly suitable vegetable oils. Rapeseed oil is also suitable, but only to a limited extent, since due to its viscosity it can only be used in a suitable manner in admixture with the abovementioned oils.
  • the devices according to the invention are suitable for producing active-substance ice-cream beads.
  • an active ingredient such as BTI, preferably dissolved in water, mixed or emulsified, so that the active ingredient together with the carrier liquid is frozen into beads or spherical ice particles.
  • Such ice beads which are homogenously frozen and have a desired diameter, with a batch of manufactured ice pearls being generally homogeneous with respect to ice bead diameters, are capable of being applied to the earth's surface by aircraft such as helicopters having suitable dispensing devices.
  • a food product group may contain as an aqueous mixture a fruit juice, or a fruit juice mixture, a fruit syrup or nectar mixture or a suitable for consumption as ice basic component, which then by the preparation by means of the method according to the invention and the incomplete separation of the hydrophobic liquid a film has the same; this can be exploited by using a valuable food oil in the manufacturing process, and the remainder of the product is used as a food supplement, such as omega-3 fatty acids.
  • Such ice beads can be prepared with desired sizes as homogeneously shaped and frozen particles by means of a device comprising a pipetting device, wherein in the present pipetting device is not a burette with a single pipette to understand, but a vessel that can be made in one piece and a plurality of tapered outlet tubes in a vessel wall, or made of a vessel, on the wall of which a plurality of passage openings are provided into which the cannulas have been tightly fitted.
  • a device comprising a pipetting device, wherein in the present pipetting device is not a burette with a single pipette to understand, but a vessel that can be made in one piece and a plurality of tapered outlet tubes in a vessel wall, or made of a vessel, on the wall of which a plurality of passage openings are provided into which the cannulas have been tightly fitted.
  • a liquid such as in the present case the aqueous active substance mixture, from which the ice pearls are to be produced, filled into the vessel, so get drops on a variety of cannula tips of the cannulas from the vessel.
  • the wall may be both a side wall and the bottom of the vessel; this depends on how the pipetting device is arranged with respect to another vessel.
  • This additional vessel is a receptacle for a hydrophobic liquid.
  • the pipetting device is so above the receptacle or arranged on the receptacle for the hydrophobic liquid so that the projecting from the pipette needle tips have in the direction of the receptacle for the hydrophobic liquid that they either immerse up to 0.5 cm in the liquid or up to 10 cm above the liquid surface are such that the drops traverse a distance of about 10 cm, but advantageously not more than 5 cm, in the air before they strike the surface of the hydrophobic liquid.
  • the cooling device is connected to the receptacle for the hydrophobic liquid, taking into account a possible short path via a feeding device.
  • the entire process is a continuous process in all plant variants, which is always operated using a pump that usually runs permanently during process control. There is no direct connection between the pump and the reactor, but rather the oil! during the separation of the ice continuously in an open receptacle from which also runs the oil from the centrifuge. From this container, the pump sucks the now heated by the process oil and pumps it through the heat exchanger of the chiller back into the reactor.
  • the point at which the hydrophobic liquid is supplied in the receptacle is hereinafter also referred to as receiving section.
  • the receiving portion to which the hydrophobic liquid is supplied there is also an outlet portion;
  • a simple extraction device may be formed from an opening to which a nozzle or hose piece for transferring the product together with the hydrophobic liquid extends in downstream further processing devices accordingly;
  • a suction pump is provided, with which the guided by hydrophobic liquid Eisperlen apparatus is sucked, even a simple device after Machart a ladle is conceivable.
  • Between the receiving section and the Leaves section is a flow section.
  • the aqueous drug mixture from the pipetting device leaves the cannula tips in droplet form via the cannulas and, either directly or after traversing a fall path in the air, penetrates into the hydrophobic, ice-cold liquid and thus travels a fluid path, the drops begin to flow Freezing out into the hydrophobic liquid and the process of freezing is completed when traversing a flow path in the hydrophobic liquid.
  • the use of a vertical flow reactor is particularly advantageous because it can be cleverly connected to the pipetting device.
  • the vertically arranged flow reactor which may have a circular or polygonal cross-section, at its upper end have a larger opening cross-section than the pipe cross-section is in a central region.
  • the transition between the two divergent pipe sections is realized by a shoulder that runs horizontally or may have an inclination of up to 15 °.
  • the pipetting device can be arranged so that the pointing out of the pipette needle tips, which may be arranged horizontally in several rows circumferentially on the vessel wall of the pipetting vessel by at least 5 mm, more preferably up to 5 cm from the wall of the pipette Flow reactor are spaced.
  • the vessel may be supported on the shoulder of the flow reactor.
  • a separation device such as a separating ring, which may be selectively supported on the shoulder, equidistant from the flow reactor wall and circumferentially around the pipetting vessel wherein an air gap is provided between the cannula tips and the cannula tips facing side of the separation device, whereas between the separation device and the flow reactor wall a space for filling the cold fluid remains.
  • the drops impinging upon the hydrophobic fluid stream which may be an oil stream, initially tend to fall but becomes specifically lighter with the onset of freezing. Regardless of whether they would float or rise depending on the temperature and thus the density of the hydrophobic liquid in the medium, they are pulled in the vertical reactor with the oil flow in the depth, while they freeze further. They leave the flow reactor, which can taper at its lower end advantageous funnel-shaped, through an outlet.
  • a hose or a pipe can be connected with which one can supply the power containing the ice beads of the further treatment. With the length of the tube or tube, one can extend the residence time of the ice beads in the hydrophobic medium, for example, to achieve a better freezing.
  • these devices can be realized with cylindrical elements, so that the partition wall is designed as a ring around the pipetting vessel around.
  • the pipette tips of the likewise cylindrical pipetting vessel point radially in the direction of the separating ring.
  • the temperature of the hydrophobic liquid is suitably chosen: If the medium is too cold, the freezing process begins immediately upon impact of the drops on the medium, and the deformation is preserved.
  • the temperature range of -12 0 C to -14 0 C has proven to be the ideal temperature.
  • an overflow line is attached to the vertical outer wall of the reactor in the area of the task of the hydrophobic liquid and the drops, which leads to the suction vessel, from which the pump takes the oil and feeds the heat exchanger. This relieves the need for a very precise balance between the task quantity and the discharge volume.
  • the cooled to the desired temperature oil is introduced into the gap between the flow reactor and partition, so that it passes under the gap of the partition, respectively the annular gap and over the shoulder in the direction the tapered tube cross section flows.
  • an air space remains between the openings of the cannula tips and the surface of the hydrophobic liquid, so that the drops in the gap, which forms between the Pipettiergefäßwand and the partition can fall down and impinge on the hydrophobic liquid surface, wherein the immediately freezing water-drug mixture drops be entrained by the flowing hydrophobic liquid and guided along the vertical flow path of the flow reactor.
  • a suitable embodiment of the flow reactor provides that this is funnel-shaped tapered at its outlet and the funnel opens into an outlet.
  • This funnel-shaped rejuvenation is See flow reactors as possible as in flow reactors, which have a polygonal cross-section.
  • the outlet cross section of the outlet opening can be selected to be correspondingly small, and it is possible to guide the nozzle adjoining the outlet opening horizontally or otherwise bent or bent.
  • a comparable result with respect to the achievement of the desired ice bead products can be achieved with a receptacle which is designed as a flow channel, wherein the flow channel can have an inclination along its main extension direction.
  • the channel can be designed as a simple half pipe, even simple box-shaped versions are possible.
  • a pump is always arranged on the device and the oil is already running off by the continuous feed, even if the chute is mounted horizontally.
  • the relative speed of oil to cannulas has proved to be ideal at 5 cm per second, a tilt is then not absolutely necessary.
  • the band represents by its co-rotating side walls (corrugated), the reactor vessel.
  • Band speed and feed amount of oil are balanced so that the film thickness or thickness remains the same, and the oil after the task at the head in relation to the band not moved.
  • the pipetting device can be designed as a box, wherein the cannulas are arranged in a bottom side of the box which is at least partially open and connected to corresponding storage containers, such that the pipette tips are perpendicular to the liquid surface and either immerse in this or about 3 cm to 10 cm, preferably 5 cm above the liquid surface are arranged.
  • the cannulas may also be designed so that the cannula tips are slightly bent so that the line that forms between the kink of the cannula and the cannula tip opening joins the fluid surface Angle from 0 to 30 °, advantageously formed by about 15 °.
  • the out of the pipette vessel via the cannulas and emerging from the cannula tips drop now a few inches through the air and then encounter the flow of hydrophobic liquid. There they are entrained until they are removed at the end of the flow channel via a sampling device, which is essentially connected to the discharge of a corresponding proportion of hydrophobic liquid.
  • the flow channel can have both a straight shape and a ring shape, wherein the ring shape is not suitable to be inclined with respect to the horizontal and insofar requires the arrangement of a pumping device for moving the hydrophobic liquid or a device for moving the flow channel or the pipetting device, and the removal device can be designed differently depending on the shape of the flow channel: it may prove sufficient in the removal device, in particular in the straight, inclined shape of the flow channel, only provide a discharge nozzle at the end of the channel through which the hydrophobic liquid is discharged together with the entrained ice bead product. However, it may also be suitable, especially in the annular embodiment, to scoop off the ice beads from the hydrophobic liquid or to suck them off by means of a corresponding suction device.
  • the flow rate and thickness of the hydrophobic medium in the channel can be controlled by the feed rate of the medium per unit time, by damming, by tilting of the channel (positive and negative), and by the combination of these methods.
  • the necessary residence time of the drops in the cold transfer medium must be made possible by the corresponding length of the channel.
  • deformation can be prevented by dipping the outlet ends of the cannulas a few millimeters deep into the hydrophobic medium, and also by spacing the marginal cannulas at least 3 cm from the flow channel wall; furthermore, it should choose a thickness of the transmission medium in the channel, which ensures that the droplets do not sink into the depth range or even touch the channel bottom before they have a stabilizing ice casing, where the shearing forces lead to deformations.
  • the ice chute is therefore a device variant that is particularly suitable for the use of vegetable oils as a hydrophobic medium;
  • the advantage of the slide is its simple structure and simple process control.
  • An advantage of the vertical reactor is that there are no interfering shear forces and that there is no large exposed surface of the hydrophobic medium which, if not produced in the cold store, should be well insulated to account for the energetic aspects as well in that condensation of atmospheric moisture and thus an accumulation of water can take place on the surface of the hydrophobic medium.
  • reactors may be coupled downstream of the sampling device with a separator to separate the ice bead product from the hydrophobic liquid.
  • a separator may be a centrifuge or a sieve.
  • the separated liquid can be cooled again by being transferred directly from the separation vessel of the cooling device, from there it can be returned to the process by being fed back by means of a corresponding hose or line connection to the receiving portion of the corresponding receptacle becomes.
  • a stowage device is provided in the flow of hydrophobic liquid, wherein the stowage device in the range of about two third to half of the flow through the! Provided flow path of the hydrophobic liquid is arranged.
  • the stowage device may be a simple plate whose shape is adapted to the cross-sectional contour of the channel. The plate is fixed by means of an axle on the side walls of the channel and rotates in the flow direction. This plate is used to acts to force the flowing stream of hydrophobic liquid to submerge the droplets to be frozen entering the plate. The drops do not touch them directly due to a damming wave generated by the hydrodynamic effects on the lower edge of the plate, but are forced downwards by the damming wave, so that the freezing in spherical form is not hindered.
  • the drops are thus forced into a deeper layer of the hydrophobic liquid and can be appropriately freeze without being deformed when covering the remaining flow path.
  • the whole vessel moves with the hydrophobic medium resting therein under the outside of the vessel, for. B. attached to a tripod pipetting device, the equally arranged feed device for the hydrophobic medium and the product removal device.
  • This mode of operation applies to the carousel, which rotates about a central axis, as well as to the conveyor belt which, with its corrugated edge, constitutes a moving channel in which the hydrophobic medium rests at its outlet end footing until it exits the belt.
  • the advantage of these two variants is that no shear forces occur here because the hydrophobic medium does not move in the channel.
  • the ice beads are advantageously separated by dripping as much as possible from the oil before they are fed to the centrifuge.
  • the oil / ice mixture exiting the reactor effluent may be directed into an inclined tube which may be pierced through many slots and slowly rotate about its longitudinal axis. A large part of the oil flows through the slots and runs into the collecting container positioned below the pipe, from which the pump pumps the oil back to the reactor via the heat exchanger. Thus, the cycle is closed.
  • the ice beads enter the centrifuge after passing through the drip tube.
  • the oil thrown off here also flows into the collection container. After centrifuging, a small amount of oil sticks to the ice. On a kilo of ice pearls remain about 10 grams of oil. The so extracted from the plant amount of oil is constantly supplemented from a reservoir.
  • the product of the present invention exhibits a homogeneous and spherical structure, all of the spheres emanating from needles of the same internal diameter have substantially the same diameter, which is the product of the application by means of air transport over land or water makes it particularly suitable because it allows the scattering effect can be optimized.
  • the choice of the outlet opening of the cannula tips determines the size of the ball diameter;
  • Known cannulas are conventionally classified over their outer diameter, and in particular cannulas with outer diameters of 1 mm to 8 mm are suitable for the present method, wherein an outer diameter of 1.2 mm has proven to be ideal.
  • FIGS. 1a, 1b, 2a, 3, 4 and 5a show embodiments of the devices according to the invention.
  • 1a shows the longitudinal section of a vertically arranged flow reactor 2, which is "tapered in its middle section 2 and provides a flow section 2".
  • the flow reactor 2 extends above its flow section 2 "via a peripheral shoulder 13 into a receiving section 2 ', where the hydrophobic, ice-cooled liquid is carried out.”
  • the receiving section 2' of the cylindrically shaped flow reactor 2 is separated from the centrally arranged pipetting device 3 by a
  • the separating ring 14 is seated at a point on the shoulder 13 and is spaced from the shoulder 13 by a non-continuous annular gap 14 'This arrangement is also shown in Fig.
  • the pipetting device 3 comprising the vessel 4, in whose wall 4 'two juxtaposed, circumferential rows are arranged around needles 5, is also disposed above the shoulder 13, and, which is not shown figuratively, set on this spaced.
  • the pipetting device can also be held in the position shown by means of a holder and does not then have to be supported by the shoulder 13.
  • the flow reactor 2 tapers at its outlet end 2 "'in the funnel-shaped collector 6, which opens into an outlet connection 7. By means of a flange 21, the flow reactor can be positioned and held.
  • FIG. 1c which shows the detail A marked by a dashed line in FIG. 1a
  • the vessel 4 of the pipetting device 3 is positioned on the region 2 "of the flow reactor 2 so that an air gap 15 'is located between a bottom of the flow reactor 2 Vessel 4 and the surface 20 'of a flowing hydrophobic liquid 20.
  • the ice-cooled hydrophobic liquid 20 is, as shown by arrow b, in an annular gap 15 between the separating ring 14 and the outer reactor wall of the receiving portion 2 "filled.
  • the liquid flows into the tapered section 2 "of the flow reactor via the shoulder 13.
  • the liquid 11 filled in the pipetting device 3 exits via the cannula tips of the cannulas 5 and drops dropwise into the air gap 15 'between the outer vessel wall and the separating ring 14 and, after about 5 cm drop height, impinges on the surface 20' of the hydrophobic liquid.
  • a vertical flow section the embodiment shown in Fig. 5a of the device 1 for the production of ice beads on.
  • This device 1 is similar to an upright cuboid, over the open top of the pipetting device 3 is arranged.
  • the vessel 4, which contains the aqueous active ingredient mixture 11 is also formed with a rectangular cross-section, the Longitudinal extent corresponds substantially to the longitudinal extent of the rectangular surface of the flow reactor 2, while the width of the vessel 4 in the illustrated embodiment is less than the width of the flow reactor.
  • Fig. 5b the arrangement of the distribution device 30 is illustrated in the flow reactor 2.
  • the distributor device 30 is formed by a hollow profile, on whose side pointing upwards, in the direction of the pipetting device 3, a gap 31 extends, through which the hydrophobic liquid 20 passes into the flow reactor 2 (arrow c).
  • the fluid path b of the hydrophobic liquid thus extends from the feed line 19 through the hollow profile 30 and its exit slit 31, from where the fluid path divides on both sides, vertically down through the flow reactor 2 to the outlet port 7.
  • the two rows of cannulas 5 of the pipetting device 3 are arranged offset parallel to the exit slit 31, so that a path a, the respective half of the drops of drug solution 11 traced, starting from the source gap 31 to the right and left of the distributor device 30 passes according to the fluid paths b passes.
  • the "fluid mountain” 20 "formed by the source gap 31 can be clearly seen in FIG. 5c.
  • a floating arrangement of the Verteiiervoriques 30 in the receiving portion 2 'of the flow reactor 2 results in the illustrated gradient of the formed on the hollow profile on both sides of the gap 31 fluid film:
  • the surface 20' of the hydrophobic liquid proceeds from the “Fluidberg” 20 " on both sides over the rounded edges of the hollow profile 30 up to the surface level, which is held in the reactor 20.
  • the floating arrangement of the distributor device 30 is realized by a respective buoyant body 32 at the longitudinal ends of the hollow profile 30, which can be seen more clearly in Fig. 5e and 5f.
  • the dripped-in active substance beads freeze, so that the removal in the outlet section 2 '" can take place through the connection 7.
  • the receiving portion of the reactor 2 with the supply of the cooled, hydrophobic liquid 20 and the task of the drug solution 11-containing droplets is shown in detail in Fig. 5d. Drops of the drug solution 11 fall from the vessel 4 through the cannulas 5 on both sides of the outlet gap 31 of the distributor device
  • FIG. 5e A longitudinal section shown in FIG. 5e in the region of the feed line 19 through the distributor device 30, which is provided by a hollow profile slotted on top, again illustrates the fluid path b, which the cooled, hydrophobic liquid takes through the outlet gap 31.
  • the floating arrangement of the distributor device 30 in the reactor is provided by the buoyancy of the buoyancy bodies 32 (shown in FIG. 5e as one of the buoyant bodies 32) attached to the end faces of the hollow profile.
  • the arrangement of two buoyancy or float 32 at the two end faces of the hollow profile 30 are shown in FIG. 5f.
  • the buoyant bodies 32 form end seals, so that the liquid supplied through the supply line 19 can only escape through the outlet gap 31.
  • the supply line 19 is here at the center of the hollow profile
  • a simple box-shaped channel is used as the flow channel 102
  • a belt conveyor is shown, which represents a device in which the hydrophobic medium rests, while the wave edge is a moving channel.
  • Fig. 3 shows the flow channel in an annular embodiment, there moves the whole vessel with the therein hydrophobic medium of the outside of the vessel arranged pipetting away.
  • FIGS. 2 a, 4 and 3 have a receiving section 102 'of the receiving vessel, on which by means of a feed line 19, see FIGS. 3 and 4, corresponding cooling devices reach the approximately -5 to approx. 30 0 C cooled hydrophobic fluid is filled into the receptacle.
  • the supply line is not shown in Fig. 2a.
  • the pipetting device 3 is arranged, which in the present case consists of a box-shaped vessel 4, from whose bottom side, which is understood in the present case as a wall, a plurality of arranged in rows of needles 5 extend.
  • the cannulas 5 are attached at an angle of inclination to the surface of the hydrophobic liquid.
  • Fig. 2b The principle shown in the devices of Figs. 2a, 4 and 3, which is the basis of the method of the present invention, is illustrated in Fig. 2b in a simple manner:
  • the pipetting device 3 has arranged on its bottom side cannulas 5 and is filled with an aqueous active substance mixture 11. If too much aqueous active substance mixture 11 was added to the vessel 4, the excess can run off via the outlet connection 19 '.
  • the aqueous active substance mixture is dispensed into droplets 11 'and falls onto the surface 20' of the hydrophobic liquid, not illustrated here in more detail. Change the drops immediately after touching the surface 20 'with freezing their state of aggregation and gradually form ice beads 10, which are guided by the current, see arrow b.
  • Fig. 2b also illustrates the principle of the baffle plate 17, which, as shown in Fig. 2a, along its longitudinal axis A-A by a rotation axis 17 'on the side walls of the flow channel 102 is fixed so that it protrudes into the hydrophobic liquid.
  • the surface 20 ' is lowered by the rotating baffle plate by the liquid is pressed under the baffle plate 17.
  • the resulting surge wave With the resulting surge wave, the not yet completely frozen ice beads 10 are forced into the depth and below the surface 20 'of the hydrophobic liquid, so that they continue to freeze out homogeneously.
  • the ice bead product contained in the hydrophobic liquid can be withdrawn from the flow channel 102 through the outlet port 7.
  • Fig. 4 makes the further work clearly.
  • the liquid stream contained in the ice beads is guided into a centrifuge 16 serving as a separating device, which is surrounded by a receptacle 16 '.
  • the separated hydrophobic liquid is returned by means of a supply line 15 directly into the cooling device 18, where it is given after further, or renewed cooling to the desired temperature by means of the feed line 19 at the receiving portion 2 'in the receptacle.
  • a post-separation can take place in a second centrifuge 16.
  • FIG. 3 shows the annular flow passage 102, at the receiving portion 2 'also a device for acting on the receiving vessel, here the circular groove, with ice-cooled hydrophobic liquid.
  • the liquid is brought to the desired temperature in the cooling device 18 and transferred via the supply line 19 into the receiving portion.
  • a pipetting device 3 which is likewise of a box-shaped design, is arranged which, as can be seen, is open at the top.
  • the ring-shaped designed flow channel is moved while hydrophobic medium rests until after covering a circle of the device, the hydrophobic liquid with the meantime resulting ice beads passes the suction and sucked off via the suction 8 and immediately transferred to a centrifuging device 16 for separating the hydrophobic liquid.
  • the inventive devices ice beads.
  • the particles are homogeneously frozen through, ideally spherical and the ice pearls produced in a batch have substantially the same diameter.
  • the product of this quality can be obtained because a relative velocity difference between the hydrophobic liquid and the cannulas which allow the aqueous drug mixture to drip is provided by agitating either the liquid or the cannulas, and therefore the freezing beads are close together detached from the cannulas and begin to sink below the surface of the liquid.
  • a hydrophobic liquid such as a petroleum fraction or a vegetable oil, since these substances will separate the ice beads by centrifuging Allow centrifuging at temperatures below 0 ° C.
  • the hydrophobic media can be handled safely at the prevailing temperatures, even kerosene and petroleum.
  • the method is particularly advantageous because after separation of the product, a recycle of the hydrophobic medium is possible, which makes the method advantageous from an ecological and economic point of view. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1) zur Herstellung von Eisperlen (10). Die die Vorrichtung (1) umfasst zumindest eine Kühlvorrichtung (18) zum Kühlen einer hydrophoben Flüssigkeit (20) auf eine Temperatur von zumindest -5 °C sowie ein Aufnahmegefäß (2, 102) mit der hydrophoben Flüssigkeit (20). Ferner umfasst die Vorrichtung (1) eine an dem Aufnahmegefäß (2, 102) angeordnete Pipettiervorrichtung (3), die ein Gefäß (4) für ein wässriges Gemisch (11) umfasst. Daraus erstreckt sich eine Vielzahl sich verjüngender Auslassröhrchen (5), die in einer Gefäßwandung (4') angeordnet ist, in das Aufnahmegefäß (2, 102). Ein Auslassende eines Auslassröhrchens (5) ist dabei im Bereich von -3 cm bis 10 cm von einer Oberfläche (20') der hydrophoben Flüssigkeit (20) beabstandet angeordnet. Weiterhin umfasst die Vorrichtung (1) zumindest eine Einrichtung zur Bereitstellung einer Relativgeschwindigkeit zwischen der Pipettiervorrichtung (3) und der hydrophoben Flüssigkeit (20). Das wässrige Gemisch (11) legt einen Fluidpfad (a) von dem Gefäß (4) der Pipettiervorrichtung (3) über die Auslassröhrchen (5) in die hydrophobe Flüssigkeit (20) zurück und bildet dort Eisperlen (10). Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Eisperlen (10) unter Verwendung der Vorrichtung (1) bereit und offenbart Eisperlen (10), die durch das Verfahren herstellbar sind.

Description

VORRICHTUNGEN UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON EISPERLEN
AUS EINEM WÄSSRIGEN GEMISCH
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und auf ein mittels dieser Vorrichtungen ausführbares Verfahren zur Herstellung von Eisperlen aus einem wässrigen Gemisch, insbesondere von wirkstoffhaltigen Eisperlen, und auf die Eisperlen selbst.
[0002] Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind einerseits Substanzen, die als Wirkstoffe wie beispielsweise Insektizide oder Herbizide in größere Bereiche der Umwelt ausgebracht werden sollen und die zur idealen Verteilung aus der Luft auf den Erdboden oder Wasserflächen aufgetragen werden. Damit die Wirkstoffe auf geeignete Weise verteilt werden können und von der Luft aus gezielt am Zielort ausgebracht werden können, ist es bekannt, den Wirkstoff auf ein Trägermedium auszubringen, der entsprechend verteilbar ist. Die Erzeugung von Eisperlen aus dem Trägermedium mit dem Wirkstoff hat sich zum Erreichen dieses Zwecks als geeignet erwiesen.
[0003] Die bisherige Herstellung von Eisperlen findet unter Verwendung von Flüssigstickstoff statt, was eine kostenintensive Herstellungsmethode ist, da große Anteile des eingesetzten Flüssigstickstoffs schon alleine wegen des erheblichen Temperaturgefälles zur Umgebungstemperatur und insbesondere während der Ausführung des Verfahrens aufgrund der durch die Eintragung der zu gefrierenden Flüssigkeit auftretenden Temperaturerhöhung entweichen und daher große Mengen an Flüssigstickstoff zur Verfahrensführung erforderlich sind. Die Genese des Stickstoffs bedarf erheblicher Energiemengen, so dass der eigentlich errechenbare Energiebedarf zum Gefrieren einer Trägermedium-Wirkstoffmischung, die vielfach eine Wasser-Wirkstoffmischung sein kann, erheblich vom tatsächlichen Energiebedarf überschritten wird.
[0004] Die Verwendung von Flüssigstickstoff führt ferner zum sehr raschen Ausfrieren des Eises und daher zur Konglomeratbildung der Eiskügelchen oder zum Auftreten von nicht perfekten, beispielsweise hohlen oder auf andere Weise nicht ideal geformten Partikeln, sowie zu einer unbefriedigenden Korngrößenverteilung die entsprechend das homogene Ausbringen der Eispartikel erschwert. Eine Verbesserung der Eisqualität unter Verwendung der bekannten Verfahren mit dem Gefriermittel Stickstoff könnte durch eine drastische Reduktion der Ausstoßrate bei gleicher Stickstoffzufuhr der Anlage erreicht werden, was insbesondere unter Berücksichtigung der damit verbundenen Kostensteigerung und wegen der unbefriedigenden Produktionsrate ungünstig ist.
[0005] Ferner birgt der Umgang mit Flüssigstickstoff gewisse Gefahren und erfordert daher die Anwendung komplexer Sicherheitsmaßnahmen, den Einsatz entsprechend geschulten Personals und die Erstellung verfahrenstechnisch komplexer Vorrichtungen.
[0006] Ausgehend von diesem Stand der Technik wäre es wünschenswert, eine einfach und sicher handzuhabende Vorrichtung für die Erzeugung von Eisperlen zu schaffen, die geeignet ist, ein unkompliziert durchzuführendes und aus sicherheitstechnischen Aspekten geeignetes Verfahren bereitzustellen, wobei es wieder wünschenswert ist, Eisperlen für unterschiedliche Anwendungszwecke fertigen zu können.
[0007] Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Herstellung wirkstoffhalti- ger Eisperlen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und weiter mit einem entsprechenden Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Ferner wird ein Eisperlenprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 14offenbart. Weiterbildungen der Vorrichtung, des Verfahrens und des Eisperlenprodukts sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
[0008] Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung der Eisperlen aus einem wässrigen Gemisch umfasst eine Vorrichtung mit einer Kühlvorrichtung, die geeignet ist, eine hydrophobe Flüssigkeit auf eine Temperatur herunterzukühlen, die das Gefrieren des einzutragenden Gutes in der gewünschten Zeit und in einem gewünschten Grad ermöglicht, sowie ein Aufnahmegefäß für die gekühlte hydrophobe Flüssigkeit, sowie eine an dem Aufnahmegefäß angeordnete Pipettiervorrichtung. Diese Pipettiervorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Gefäß für das wässrige Gemisch, das zu Perlen gefroren werden soll; sie hat dazu in einer Seitenwand oder im Boden Auslassröhrchen, über die das wässrige Gemisch in die hydrophobe Flüssigkeit getropft wird: Das Eintropfen wird erreicht, indem die Pipettiervorrichtung so weit in das Aufnahmegefäß hineinragend angeordnet ist - etwa mittels einer Halterung - dass die Enden der Auslassröhrchen im Bereich von 10 cm oberhalb einer Oberfläche der hydrophoben Flüssigkeit enden oder bis zu 0,5 cm tief in diese eintauchen.
[0009] Dabei ist die Vorrichtung so beschaffen oder weist eine zusätzliche Vorrichtung auf, dass entweder die hydrophobe Flüssigkeit fließt und dabei herabtropfende Tröpfchen mitnimmt, oder dass die Pipettiervorrichtung in Bezug auf den Behälter oder umgekehrt der Behälter mit der hydrophoben Flüssigkeit unter der Pipettiervorrichtung bewegt wird, so dass die Tröpfchen von dem Ende des Aus- lassröhrchens abreißen und in das ruhende kalte Fluid fallen. Dabei wird eine ideale Tröpfchenform erhalten, wenn die tropfende Flüssigkeit, die also wenigstens auf Grund des hydrostatischen Druckes aus den Auslassröhrchen getrieben wird, in die tiefkalte hydrophobe Flüssigkeit fällt, wodurch ideal geformte Eisperlen gleichmäßig durchgefroren erhalten werden, wenn sie eine vorgegebene Fließ- oder Sinkstrecke in der hydrophoben Flüssigkeit zurückgelegt haben.
[00010] Es kann dabei genügen, dass die hydrophobe Flüssigkeit zum Ausfrieren wässeriger Mischungen eine Temperatur von wenig unter 0 0C hat, vorteilhaft können zum Erreichen einer verbesserten Produktionsrate niedrigere Temperaturen des hydrophoben Mediums gewählt werden.
[00011] Die Pipettiervorrichtung kann aus einem Guss, etwa aus Metall oder Kunststoff, beschaffen sein, es ist auch möglich, beliebige geeignete Gefäße mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen zu versehen und Kanülen einzupassen.
[00012] Das Produkt, das sich ideal zum Ausbringen von Wirkstoffen aus der Luft eignet, kann in einer großen Masse fest gefrorener, formstabiler Eiskugeln in entsprechend isolierte Behälter aufgenommen und mittels entsprechender Streu- Vorrichtungen aus der Luft verteilt werden.
[00013] Abhängig von der Beschaffenheit der hydrophoben Flüssigkeit hinsichtlich ihrer Viskosität in dem entsprechenden Temperaturbereich kann es sich beispielsweise um eine Erdölfraktion wie Kerosin und Petroleum handeln, oder um ein pflanzliches Öl, das aus toxikologischer Sicht unbedenklich auch zum Ausbringen in landwirtschaftlichen oder fischwirtschaftlichen Bereichen geeignet ist, wie Lein- dotteröl, Leinöl oder Rapsöl. Alle Öle können im Gemisch verwendet werden, wobei Rapsöl nur im Gemisch mit anderen Ölen, wie etwa den vorgenannten geeignet angewendet werden kann. Es ist entscheidend ist, dass die Flüssigkeit eine ausreichend tiefe Temperatur einnehmen kann, um ein wässriges Wirkstoffge- misch kontinuierlich durchzufrieren, ohne durch zu tiefe Temperaturen eine Viskosität einzunehmen, die die Ausbildung der Kugelform der eingebrachten zu gefrierenden Flüssigkeit verhindert, oder die bewirkt, dass der Gefriervorgang schon vor der Ausbildung der Kugelform so weit fortschreitet, dass unförmiges Eis entsteht.
[00014] Als zu Eisperlen zu gefrierende Flüssigkeit eignet sich vorliegend ein in Wasser gelöster, emulgierter oder in Form von im Wasser als Schwebepartikel vorliegender Wirkstoff, der als Insektizid, Herbizid, Fungizid, Dünge-, Boden- und/oder Wasserverbesserungsmittel wirkt. Bekannte Insektizide, die hierfür in Frage kommen, sind BTI oder BS-Endotoxin.
[00015] Die Kühlvorrichtung wird mit dem Aufnahmegefäß für das Wirkstoffgemisch mittels einer Pumpe verbunden sein. Das Gefäß, in dem die hydrophobe Flüssigkeit enthalten ist, weist einen Aufnahmeabschnitt auf, über den es befüllt wird und entsprechend einen Auslassabschnitt, in dem eine Entnahmevorrichtung vorgesehen ist, die vorteilhaft dazu dient, die hydrophobe Flüssigkeit und Eisperlen abzulassen. Dabei ist es möglich, auf einfache Weise eine Auslassöffnung vorzusehen, so dass das Produkt mit der hydrophoben Flüssigkeit abfließt es ist jedoch auch möglich, die entstandenen Eisperlen mit einer entsprechenden Absaugpumpe abzusaugen oder sie mit einem Schöpfer abzuschöpfen.
[00016] Um die Eisperlen von der hydrophoben Flüssigkeit zu trennen, kann eine einfache mechanische Trennvorrichtung, wie ein Sieb oder eine Zentrifuge oder eine Kombination beider Techniken vorgesehen werden, wobei die überschüssige hydrophobe Flüssigkeit vorteilhaft zurückgewonnen und nach entsprechender Kühlung erneut in die Vorrichtung überführt werden kann. Damit gestalten sich mit der vorliegend beschriebenen Vorrichtung verwendbare Verfahren aus ökonomischer Sicht sehr günstig, da wenig Verlust an Kühlflüssigkeit auftritt.
[00017] Wie vorstehend beschrieben, soll sich die hydrophobe Flüssigkeit gegenüber den verharrenden Auslassröhrchen oder Kanülenspitzen wegfließend bewegen oder es wird eine Relativgeschwindigkeit zwischen der hydrophoben Flüssigkeit und den Kanülenspitzen bzw. Auslassröhrchen bereitgestellt, indem entweder die Kanülenspitzen bzw. Auslassröhrchen oder der Behälter mit der ruhenden hydrophoben Flüssigkeit bewegt werden. In allen Fällen sorgt die Relativbewegung dafür, dass die Tropfen der zu gefrierenden Flüssigkeit separiert in die hydrophobe Flüssigkeit eintreten und eine Vereinigung von Tropfen zu größeren Gebilden ausgeschlossen wird, und die Tropfen zu einzelnen Eisperlen gefrieren.
[00018] Bei in die hydrophobe Flüssigkeit eingetauchten Kanülenspitzen beein- flusst unter anderem die Relativgeschwindigkeit der hydrophoben Flüssigkeit zu den Kanülenspitzen den Durchmesser der erzeugten Eisperlen.
[00019] Im Falle der frei über der Flüssigkeit angeordneten Tropfvorrichtung entscheiden der Kanülendurchmesser, der hydrostatische. Druck und die Größe und Ausformung der Abreißfläche an den Kanülenspitzen über den Durchmesser der Tropfen. Die kugelige Form selbst nimmt der Tropfen in Abhängigkeit von der O- berflächenspannung naturgesetzlich an, wenn er nicht z. B. durch eine zu hohe Viskosität der hydrophoben Flüssigkeit oder durch zu große Scherkräfte in der Nähe der Behälterwände bei einem bewegten hydrophoben Fluid daran gehindert wird
[00020] Die relative Bewegung der beiden Reaktionssubstanzen können vorteilhaft durch zwei grundlegend unterschiedliche Reaktortypen erreicht werden:
[00021] Der eine Reaktor besteht im Wesentlichen aus einem vertikal orientier- ten Strömungsrohr, das vorteilhaft isoliert sein kann oder das mittels einer Kühlvorrichtung gekühlt wird.
[00022] Eine zweite Reaktorform sieht die Gestaltung als Strömungskanal vor. Hier kann der Strömungskanal entlang seiner Haupterstreckungsrichtung eine Neigung aufweisen. Die Orientierung des vertikalen Strömungsreaktors oder des geneigten Strömungskanals bewirkt bereits, dass die hydrophobe Flüssigkeit strömt; die entsprechenden Mittel zur Beschleunigung der hydrophoben Flüssigkeit sind im Falle des vertikalen Strömungsreaktors in der Durchsatzmenge zu sehen, im Falle des Strömungskanals entscheidet bei gegebener Durchsatzmenge die Neigung des Kanals über die Mächtigkeit des Fließquerschnittes der hydrophoben Flüssigkeit im Kanal, und somit über die Fließgeschwindigkeit.
[00023] Eine vorteilhafte Form der Zufuhr der hydrophoben Flüssigkeit in einen Reaktor mit einem vertikal orientierten Strömungsrohr kann über eine Verteilervorrichtung realisiert werden, in die die Zuführvorrichtung für die gekühlte hydrophobe Flüssigkeit mündet. Diese Verteilervorrichtung erstreckt sich horizontal in dem Aufnahmeabschnitt im Bereich der im Strömungsrohr ausgebildeten Oberfläche der hydrophoben Flüssigkeit. Als Verteilervorrichtung kann ein Hohlprofil gewählt werden, das entlang einer Länge einer Seite - der „oberen Seite" nicht geschlossen ist und damit eine schlitzförmige Austrittsöffnung für die hydrophobe Flüssigkeit aufweist. Mit seiner geschlossenen, unteren Fläche schwimmt das Hohlprofil in der hydrophoben Flüssigkeit, die einen Füllstand hat, der wenig unterhalb des Niveaus des Austrittsschlitzes liegt, so dass die Flüssigkeit von dem Austrittsschlitz zur Flüssigkeitsoberfläche hinab fließt. Wenn die Seitenwände des Hohlprofils vorteilhaft gerundet zu dem Austrittsschlitz hin gebogen sind, kann die Flüssigkeit ü- ber die gerundete Schulter langsam fließen ehe sie in den vertikalen Strömungsabschnitt im Strömungsrohr übertritt.
[00024] Die schlitzförmige Austrittsöffnung verläuft unterhalb der Pipettiervorrich- tung, wobei es vorteilhaft ist, dass diese zwei parallel verlaufenden Reihen Aus- lassröhrchen aufweist, die sich jeweils nach unten zu einem der Abschnitte neben dem Austrittsschiitz erstrecken. Entsprechend werden die aus den Tropfen der je- weiligen Auslassröhrchen-Reihen gebildeten Eisperlen beidseitig an dem Hohlprofil vorbei mit der Strömung der hydrophoben Flüssigkeit in den Strömungsabschnitt und von dort in den Auslassabschnitt mitgeführt.
[00025] Ferner ist es möglich, bei dem vertikal angeordneten Strömungsreaktor unmittelbar in einen oberen Abschnitt, der als Aufnahmeabschnitt für das zuzuführende hydrophobe Fluid dient, die Pipettiervorrichtung vorzusehen. Bei einem Strömungsreaktor mit kreisförmigem Querschnitt kann hierbei am oberen Ende des Rohres eine Schulter vorgesehen sein, die einen Übergang zu einem verbreiterten Rohrabschnitt als Aufnahmeabschnitt führt. Grundsätzlich ist dies auch bei Reaktoren mit polygonalen Querschnitten möglich. In diesen verbreiterten Rohrabschnitt kann nunmehr die Pipettiervorrichtung eingebracht werden, wobei die Pipettiervorrichtung hinsichtlich ihrer äußeren Kontur an die Kontur des Aufnahmeabschnitts des Strömungskanals angepasst ist.
[00026] In einen zylindrischen Strömungsreaktor einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, dessen Rohrquerschnitt sich an seinem Aufnahmeabschnitt sprunghaft verbreitert, kann entsprechend eine Pipettiervorrichtung mit ebenfalls zylindrischer Form eingesetzt werden. Die Kanülen können dabei in die Wandung des zylindrischen Gefäßes so eingesetzt werden, dass sie im Wesentlichen quer zur Längsachse des Strömungsreaktors stehen. Dabei ist es möglich, mehrere Reihen an Kanülen umlaufend und übereinander, entsprechend auf Lücke, an der Wandung des Pipettiervorrichtungsgefäßes vorzusehen.
[00027] Die Wandung des zylindrischen Gefäßes, welches das wässrige Wirkstoffgemisch enthält, ist dabei von der äußeren Wandung des Strömungsreaktors soweit beabstandet, dass ein Ring als Trennring um das zylindrische Wasser- Wirkstoffgefäß angeordnet werden kann. Der Ring wird auf der Schulter des Strömungsreaktors abgestützt, wobei jedoch ein Ringspalt verbleibt. Das tiefgekühlte hydrophobe Fluid kann nunmehr zwischen die Wandung des Trennrings und die äußere Wandung in den entstandenen Einfüllraum des Strömungsreaktors eingefüllt werden, und es fließt unter dem Ringspalt entlang der Schulter, bis es bei dem verjüngten Abschnitt des Strömungsreaktors in Richtung der Entnahmevorrichtung abfließt.
[00028] Die in den Aufnahmeabschnitt des Strömungsreaktors eingesetzte Pipet- tiervorrichtung ist mit ihrem Boden, gegebenenfalls durch Abstandshalter, jedenfalls soweit über der Schulter abgestützt, dass das unter dem Ringspalt durchströmende hydrophobe Fluid das Gefäß mit der Wasser-Wirkstoffmischung ungehindert unterfließen kann. Die im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Kanülenspitzen erlauben damit dem aus den Kanülenspitzen austretenden Wasser- Wirkstoffgemisch, zunächst eine Strecke von ca. 3 bis 7 cm in den Luftspalt zu fallen, ehe sie auf das Öl auftreffen. Der Luftspait ist zwischen der äußeren Wandung des zylindrischen Gefäßes und der ringförmigen trennenden Einlage bereitgestellt.
[00029] Die auf den hydrophoben Fluidstrom, der ein Ölstrom sein kann, auftreffenden Tropfen veriassen den Strömungsreaktor, der sich an seinem unteren Ende vorteilhaft trichterförmig verjüngen kann, durch einen Auslassstutzen. Von dort kommend wird der die Eisperlen enthaltende Strom der weiteren Behandlung zugeführt.
[00030] Weitere Ausführungsformen sehen vor, dass eine Trennvorrichtung zum Abtrennen des Eisperlenprodukts von der hydrophoben Flüssigkeit unmittelbar an die Entnahmevorrichtung angeschlossen ist. Die als Strömungskanal ausgebildete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine gerade Form o- der eine Ringform aufweisen. Dabei kann die gerade Form als einfacher, nach o- ben offener Kanal gestaltet sein, sie kann jedoch auch als Bandförderer ausgeführt sein.
[00031] Der Strömungskanal kann ebenfalls aus ökonomischen Gründen entsprechend isoliert sein oder seine Wandung kann mit einer Kühlvorrichtung gekoppelt sein. Durch eine entsprechende Neigung des Strömungskanals werden auch hier bereits ein Fließen der hydrophoben Flüssigkeit und damit die gewünschte Relativgeschwindigkeit zwischen hydrophober Flüssigkeit und Kanülenspitzen erreicht. Der Strömungskanal wird an einem Ende mit eisgekühlten hyd- rophoben Flüssigkeiten beaufschlagt, an dem auch die Pipettiervorrichtung angeordnet ist. An seinem anderen Ende weist der Strömungskanal eine Auslassöffnung auf, die entsprechend mit einer Trennvorrichtung, wie einer Zentrifuge oder einem Sieb, verbunden sein kann. Aufgrund dieser Ausführungsform kann das in der Trennvorrichtung abgetrennte hydrophobe Medium zurückgewonnen und nach entsprechender Kühlung wieder in den Prozess zurückgeführt werden.
[00032] Vorteilhaft kann eine um ihre Längsachse drehbare Platte als Stauvorrichtung im Fluidpfad zwischen Pipettiervorrichtung und der Auslassvorrichtung angeordnet sein. Diese drehbare Platte bewirkt, dass die ankommenden, sich im Gefrieren befindlichen Wasser-Wirkstoffgemischtropfen unter die Oberfläche der hydrophoben Flüssigkeit abgetaucht werden. Aufgrund der hydrodynamischen Effekte berühren die Tropfen die Platte nicht und werden nicht beschädigt, durch das Hinabführen in eine größere Tiefe der hydrophoben Flüssigkeit wird jedoch das weitere Durchfrieren gefördert.
[00033] Das mit den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausführbare Verfahren sieht grundsätzlich vor, dass eine hydrophobe Flüssigkeit mittels einer entsprechenden Kühlvorrichtung auf eine abhängig von den Eigenschaften der ausgewählten hydrophoben Flüssigkeit und der zu gefrierenden Flüssigkeit sowie der gewünschten Prozessdauer geeignete Temperatur, die in jedem Fall unter 0 0C liegt, gekühlt wird, ehe sie in das Aufnahmegefäß gefüllt wird, das entsprechend ein Strömungsreaktor oder ein Strömungskanal sein kann. Dabei ist der zum Kühlen der hydrophoben Flüssigkeit benötigte Energieaufwand gering, verglichen mit dem Energieaufwand für die Bereitstellung von Stickstoff für Verfahren zur Herstellung ähnlicher Produkte.
[00034] Parallel dazu wird das wässrige Wirkstoff gern isch in das Pipettiergefäß gegeben, wobei, da die Kanülen nicht gesperrt sind, durch das alleinige Wirken der Schwerkraft das wässrige Wirkstoffgemisch tropfenweise über die Kanülen in die hydrophobe Flüssigkeit überführt werden kann. Die Tropfgeschwindigkeit lässt sich dabei über die Austrittsöffnung und/oder den hydrostatischen Druck bestimmen. [00035] Je nach Anordnung der Kanülenspitzen oberhalb der Oberfläche der hydrophoben Flüssigkeit oder unterhalb der Oberfläche derselben legen die Tropfen dabei einen Fallweg in der Luft zurück. Sobald die Tropfen die Flüssigkeit berühren, beginnen sie auszufrieren und beginnen, auf der Oberfläche des hydrophoben Mediums zu treiben oder aufzuschwimmen, da je nach Temperatur desselben die spezifischen Dichte sehr nahe bei derjenigen des ausfrierenden Materials liegen kann.
[00036] Bei nicht eingetauchten Kanülen bleiben die Tropfen bei den horizontal orientierten Reaktoren auf dem kalten hydrophoben Medium liegen und gefrieren zunächst nur an ihrer Unterseite. Vorteilhafter Weise werden sie bei einer Ausführungsform der Vorrichtung, die die drehbar gelagerte Platte vorsieht, unter die O- berfläche gezwungen, wohingegen bei einem vertikal orientierten Strömungsrohr ein Sog, der durch die kontinuierliche Durchströmung des Reaktors entsteht, die Tropfen mit nach unten zieht, so dass das weitere Ausfrieren erfolgt. Nach dem Zurücklegen einer entsprechenden Fließstrecke ist die Bildung eines perlenförmi- gen Eisprodukts aus dem wässrigen Wirkstoffgemisch abgeschlossen. Dann verlassen kugelig gefrorene Tropfen den Reaktor zusammen mit dem hydrophoben Medium, respektive mit dem Öl, durch die Auslauföffnung.
[00037] Nunmehr kann das Gemisch aus hydrophober Flüssigkeit und den Eisperlen entnommen werden, indem entweder ein Ablassen aus dem Kanal oder dem Strömungsreaktor erfolgt, oder indem, was lediglich den Strömungskanal betrifft, der auch ringförmig ausgeführt sein kann, ein Abschöpfen oder Absaugen mit entsprechenden Vorrichtungen erfolgt.
[00038] Die abgetrennten Eisperlen können ihrer Verwendung zugeführt werden, während die abgetrennte überstehende hydrophobe Flüssigkeit erneut auf Prozesstemperatur heruntergekühlt und am Aufnahmeabschnitt dem Aufnahmegefäß zugeführt wird.
[00039] Vorteilhaft sind die entstehenden Eisperlenprodukte kugelrund, homogen durchgefroren und lassen sich in Abhängigkeit des Kanüleninnendurchmes- sers bezüglich ihrer Größe einstellen.
[00040] Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Herstellung der Eisperlen können eine Strömung der hydrophoben Flüssigkeit durch entsprechende Bereitstellung einer Neigung der Aufnahmegefäße schaffen, es ist jedoch auch möglich, dass der Behälter für die hydrophobe Flüssigkeit operativ mit Antriebsmitteln gekoppelt ist, so dass der Behälter selbst in Bewegung versetzt wird, unter der Pipet- tiervorrichtung vorbeibewegt wird, wodurch die aus den Kanülen austretenden Tropfen vereinzelt in die hydrophobe Flüssigkeit eintropfen und gefrieren zu lassen. Durch die ruhende Flüssigkeit können vorteilhaft Scherkräfte im Bereich der Behälterwände vermieden werden, und die gesamte Breite des Behälters mit Tropfen beaufschlagt werden.
[00041] Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt:
Fig. 1a einen frontalen Längsschnitt eines vertikalen Strömungsreaktors Fig. 1b einen perspektivischen Längsschnitt des Reaktors aus Fig. 1a, Fig. 1c schematisch einen Ausschnitt der Pipettiervorrichtung, die in dem Aufnahmebereich des Strömungsreaktors aus Fig. 1a angeordnet ist, Fig. 2a eine perspektivische Seitenansicht einer als Strömungskanal ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Eisperlen, Fig. 2b das Strömungsverhalten der Fluide der Vorrichtung aus Fig. 2a, Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht auf eine als Ring-Strömungskanal ausgebildete Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Erzeugung der Eisperlen, Fig. 4 eine als Bandreaktor ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 5a eine perspektivische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer als vertikalen Strömungsreaktor ausgebildeten Vorrichtung, Fig. 5b einen perspektivischen Längsschnitt des Strömungsreaktors aus Fig. 5a, Fig. 5c eine frontale Längsschnitt des Strömungsreaktors aus Fig. 5a, Fig. 5d eine frontale Längsschnitt aus Fig. 5a des Aufnahmeabschnitts mit der Verteilervorrichtung,
Fig. 5e einen perspektivischen Längsschnitt der Verteilervorrichtung aus Fig. 5a,
Fig. 5f eine perspektivische Draufsicht auf die Verteilervorrichtung aus Fig. 5a.
[00042] Es wird darauf verwiesen, dass der Begriff „Reaktor" im Folgenden als ein Gefäß verstanden werden soll, in dem eine Reaktion wie die Änderung eines Aggregatszustands einer Flüssigkeit abläuft. Geeignete Reaktoren umfassen einen als Kanal ausgeführten Strömungsreaktor, der ein den Ausführungen als geneigter Kanal oder „Rutsche", als Förderband oder als sich drehender Ringreaktor, sozusagen als „Karussell" beschrieben ist. Ein weiterer geeigneter Reaktor ist ein vertikales Strömungsrohr.
[00043] Unter dem wässrigen Wirkstoff-Gemisch wird entweder eine wirkstoff- haltige wässrige Flüssigkeit verstanden, die eine als Insektizid, Herbizid, Fungizid, als Düngemittel, als Boden- oder Wasserverbesserungsmittel wirkende Substanz in Wasser gelöst enthält. Vorliegend besonders interessierende Wirkstoffe sind Insektizide, die in Bacillus Thuringiensis lsraelensis (BTI) oder Bacillus Sphaericus (BS-Endotoxin) enthalten sind; oder es ist ein Lebensmittel wie ein Fruchtsaft gemeint. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn es sich bei der zu gefrierenden Flüssigkeit um Wasser bzw. um Wasser mit darin gelösten oder darin emulgierten oder in Wasser schwimmenden oder schwebenden Stoffen handelt, welche die Gefriereigenschaften des Wassers nicht wesentlich verändern, so dass die hydrophobe Flüssigkeit, die als Gefriermedium für das wässrigen Wirkstoff-Gemisch eingesetzt wird, eine Temperatur aufweisen kann, die möglichst wenig unter 0 0C aufweisen muss, um das gewünschte Eisperlen-Produkt zu schaffen.
[00044] Es kann sich zur Erreichung einer verbesserten Produktionsrate als geeignet erweisen, das Verfahren bei einer niedrigeren Temperatur des hydrophoben Mediums auszuführen; eine Temperatur von etwa -12 0C hat sich bei den beschriebenen wässrigen Wirkstoff-Gemischen und einer Eisperlengröße von etwa 3,5 mm (Durchschnitt), die für das Streuen der Perlen aus der Luft vorteilhaft ist, bewährt. Je nach Tropfengröße, die die Perlengröße bestimmt, der Zusammensetzung der zu gefrierenden Flüssigkeit oder der gewünschten Geschwindigkeit des Gefriervorganges können deutlich tiefere Temperaturen erforderlich sein.
[00045] Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommende hydrophobe Flüssigkeit muss immer eine Viskosität aufweisen, welche es der zu gefrierenden Flüssigkeit erlaubt, die Kugelform einzunehmen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit einfach und günstig zu beschaffen ist. Es kann sich bei der hydrophoben Flüssigkeit um Erdölfraktionen handeln, beispielsweise um Kero- sin und Petroleum, auch um Motoröl oder Hydrauliköl, die selbst bei sehr niedrigen Temperaturen eine niedrige Viskosität aufweisen.
[00046] Geeignet sind auch einige pflanzliche Öle, die auf Grund dessen, dass sie nicht toxisch sind, auch in der Natur ausgebracht werden können, oder die sogar verzehrgeeignet sind. Zu beachten ist, das Öle, die bereits bei Raumtemperatur oder darunter liegenden Temperaturen zähflüssig oder gar ausgehärtet sind, wie Palmöl, nicht geeignet sind, wohingegen als besonders geeignete pflanzliche Öle Leindotteröl und Leinöl aufgefunden wurden. Auch Rapsöl eignet sich, jedoch nur bedingt, da es auf Grund seiner Viskosität nur im Gemisch mit den vorgenannten Ölen auf geeignete Weise eingesetzt werden kann.
[00047] Grundsätzlich sind die erfindungsgemäßen Vorrichtungen dazu geeignet, wirkstoffh altige Eisperlen herzustellen. Dazu ist es erforderlich, dass zur Erzielung einer Produktgruppe des Nichtlebensmittelbereichs ein Wirkstoff wie beispielsweise BTI, vorzugsweise in Wasser gelöst, gemischt oder emulgiert wird, damit der Wirkstoff samt der Trägerflüssigkeit zu Perlen beziehungsweise kugelförmigen Eispartikeln gefroren wird. Derartige Eisperlen, die homogen durchgefroren sind und über einen gewünschten Durchmesser verfügen, wobei eine Charge hergestellter Eisperlen insgesamt bezüglich der Eisperlendurchmesser homogen sein soll, sind dazu geeignet, mittels Luftfahrzeugen wie beispielsweise Hubschraubern, die über geeignete Ausgabevorrichtungen verfügen, auf der Erdoberfläche ausgebracht zu werden. Hier ist beispielsweise an die Ausgabe des Insektizids BTI, gelöst in Wasser und zu Eisperlen gefroren, auf Gewässeroberflächen wie bestimmten Bereichen der Rheinauen gedacht, um zu einem entsprechend geeigneten Zeitpunkt Schnakenlarven zu vernichten. [00048] Eine Lebensmittelproduktgruppe kann als wässriges Gemisch einen Fruchtsaft enthalten, oder eine Fruchtsaftmischung, eine Fruchtsirup- oder Nektarmischung oder eine zum Verzehr als Eis geeignete Grundkomponente, die dann durch die Herstellung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und das nicht vollständige Abtrennen der hydrophoben Flüssigkeit einen Film derselben aufweist; dies kann ausgenutzt werden, indem ein wertvolles Lebensmittelöl im Her- stellungsprozess verwendet wird und der am Produkt anhaftende Rest als Nah- rungsergänzungsmittel, etwa wegen enthaltener Omega-3-Fettsäuren, dient.
[00049] Derartige Eisperlen können mit gewünschten Größen als homogen geformte und durchgefrorene Partikel mittels einer Vorrichtung hergestellt werden, die eine Pipettiervorrichtung umfasst, wobei vorliegend unter Pipettiervorrichtung nicht eine Bürette mit einer einzigen Pipette zu verstehen ist, sondern ein Gefäß, das einstückig gefertigt sein kann und eine Vielzahl sich verjüngender Auslass- röhrchen in einer Gefäßwandung aufweist, oder das aus einem Gefäß hergestellt wurde, an dessen Wandung eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen vorgesehen sind, in die die Kanülen dicht eingepasst worden sind. Grundsätzlich ist es denkbar, auf Kanülen zu verzichten und lediglich Löcher von maximal 1 ,0 mm Durchmesser in den Boden der Pipettiervorrichtung vorzusehen.
[00050] Wird nun eine Flüssigkeit, wie vorliegend das wässrige Wirkstoffgemisch, aus der die Eisperlen hergestellt werden sollen, in das Gefäß gefüllt, so gelangen Tropfen über eine Vielzahl von Kanülenspitzen der Kanülen aus dem Gefäß. Dabei kann es sich bei der Wandung sowohl um eine Seitenwand als auch um den Boden des Gefäßes handeln; dies hängt davon ab, wie die Pipettiervorrichtung in Bezug zu einem weiteren Gefäß angeordnet ist. Bei diesem weiteren Gefäß handelt es sich um ein Aufnahmegefäß für eine hydrophobe Flüssigkeit. Diese hydrophobe Flüssigkeit wird mittels einer Kühlvorrichtung vorgekühlt, wobei sie auf eine Temperatur im Bereich von 0° C bis -30 =C, vorteilhaft von -5 0C bis - 30 0C, besonders vorteilhaft auf eine Temperatur im Bereich von -12 0C bis -18 0C, heruntergekühlt wird.
[00051] Nunmehr wird die Pipettiervorrichtung derart über dem Aufnahmegefäß beziehungsweise an dem Aufnahmegefäß für die hydrophobe Flüssigkeit angeordnet, dass die aus dem Pipettiergefäß hervorstehenden Kanülenspitzen so in Richtung des Aufnahmegefäßes für die hydrophobe Flüssigkeit weisen, dass sie entweder bis zu 0,5 cm in die Flüssigkeit eintauchen oder bis zu 10 cm oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind, so dass die Tropfen einen Weg von ca. 10 cm, vorteilhaft jedoch nicht mehr als 5 cm in der Luft zurücklegen, ehe sie auf die Oberfläche der hydrophoben Flüssigkeit auftreffen. Die Kühlvorrichtung ist mit dem Aufnahmegefäß für die hydrophobe Flüssigkeit unter Berücksichtigung eines möglichen kurzen Weges über eine Zuführvorrichtung verbunden.
[00052] Der gesamte Prozess ist bei allen Anlagenvarianten ein kontinuierlicher Vorgang, der stets unter Verwendung einer Pumpe betrieben wird, die üblicherweise dauerhaft während der Prozessführung läuft. Dabei besteht keine direkte Verbindung zwischen Pumpe und Reaktor, vielmehr läuft das Ö! während der Abtrennung des Eises kontinuierlich in einen offenen Auffangbehälter, aus dem ebenfalls das Öl aus der Zentrifuge läuft. Aus diesem Behälter saugt die Pumpe das nun durch den Prozess erwärmte Öl und pumpt es durch den Wärmetauscher der Kältemaschine zurück in den Reaktor.
[00053] Die Stelle, an der die hydrophobe Flüssigkeit im Aufnahmegefäß zugeführt wird, wird nachfolgend auch als Aufnahmeabschnitt bezeichnet. Entsprechend dem Aufnahmeabschnitt, an dem die hydrophobe Flüssigkeit zugeführt wird, gibt es auch einen Auslassabschnitt; hierunter ist der Teil des Aufnahmegefäßes zu verstehen, an dem eine Entnahmevorrichtung für die hydrophobe Flüssigkeit und das Eisperlenprodukt, das von der hydrophoben Flüssigkeit mitgeführt wird, vorgesehen ist. Eine einfache Entnahmevorrichtung kann aus einer Öffnung entstehen, an die sich entsprechend ein Stutzen- oder Schlauchstück zur Überführung des Produkts mitsamt der hydrophoben Flüssigkeit in abwärts gelegene weitere Verarbeitungsvorrichtungen erstreckt; es ist jedoch auch denkbar, dass eine Absaugpumpe vorgesehen ist, mit der das von hydrophober Flüssigkeit geführte Eisperlenprodukt abgesaugt wird, auch eine einfache Vorrichtung nach Machart einer Schöpfkelle ist denkbar. Zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Aus- lassabschnitt befindet sich ein Strömungsabschnitt.
[00054] Wenn das wässrige Wirkstoffgemisch aus der Pipettiervorrichtung über die Kanülen die Kanülenspitzen in Tropfenform verlässt, und, entweder unmittelbar oder nach Zurücklegen eines Fallwegs in der Luft, in die hydrophobe, eiskalte Flüssigkeit eindringt und somit einen Fluidpfad zurücklegt, beginnen die Tropfen mit dem Eindringen in die hydrophobe Flüssigkeit auszufrieren und der Vorgang des Durchfrierens wird beim Zurücklegen eines Fließwegs in der hydrophoben Flüssigkeit abgeschlossen.
[00055] Der Einsatz eines vertikal stehenden Strömungsreaktors ist besonders günstig, da dieser sich geschickt mit der Pipettiervorrichtung verbinden lässt. Um die Pipettiervorrichtung auf geeignete Weise an dem als Strömungsreaktor ausgebildeten Aufnahmegefäß anzuordnen, kann der vertikal angeordnete Strömungsreaktor, der einen kreisförmigen oder polygonalen Querschnitt haben kann, an seinem oberen Ende einen größeren Öffnungsquerschnitt aufweisen, als es der Rohrquerschnitt in einem mittleren Bereich ist. Der Übergang zwischen den beiden voneinander abweichenden Rohrquerschnitten wird durch eine Schulter realisiert, die horizontal verläuft oder eine Neigung von bis zu 15° aufweisen kann. In diesen verbreiterten Öffnungsquerschnitt kann die Pipettiervorrichtung so angeordnet werden, dass die aus der Pipettiervorrichtung herausweisenden Kanülenspitzen, die im Übrigen horizontal in mehreren Reihen umlaufend an der Gefäßwand des Pipettierungsgefäßes angeordnet sein können, um mindestens 5 mm, eher bis zu 5 cm von der Wandung des Strömungsreaktor beabstandet sind. Das Gefäß kann auf der Schulter des Strömungsreaktors abgestützt sein.
[00056] Weiter ist vorgesehen, in den Spalt, der sich zwischen der vertikalen Wandung des Pipettiergefäßes und der vertikalen Strömungsreaktorwand ergibt, eine Trennvorrichtung wie einen Trennring, der auf der Schulter punktuell abgestützt sein kann, äquidistant zur Strömungreaktorwand und umlaufend um das Pi- pettiergefäß angeordnet ist, wobei zwischen den Kanülenspitzen und der den Kanülenspitzen zugewandten Seite der Trennvorrichtung ein Luftspalt bereitgestellt ist, wohingegen zwischen der Trennvorrichtung und der Strömungsreaktorwand ein Raum zum Einfüllen des kalten Fluids verbleibt. Dieses unterströmt eine auf der Schulter abgestützten Kante der Trennwand, die dort zumindest eine Spalte offen lässt. Die Höhe dieser Trennwand ist zumindest so hoch, dass sie sich über die höchst liegende Öffnung einer Kanülenspitze hinaus erstreckt. Die auf den hydrophoben Fluidstrom, der ein Ölstrom sein kann, auftreffenden Tropfen wollen zunächst absinken, werden aber mit Einsetzen des Gefriervorgangs spezifisch leichter. Gleichgültig ob sie nun je nach Temperatur und damit der Dichte der hydrophoben Flüssigkeit im Medium treiben oder emporsteigen würden, werden sie beim vertikalen Reaktor mit dem Ölstrom in die Tiefe gezogen, wobei sie weiter gefrieren. Sie verlassen den Strömungsreaktor, der sich an seinem unteren Ende vorteilhaft trichterförmig verjüngen kann, durch einen Auslassstutzen. An diesem Stutzen kann ein Schlauch oder ein Rohr angeschlossen sein mit dem man den die Eisperlen enthaltenden Strom der weiteren Behandlung zuführen kann. Mit der Länge des Schlauches oder Rohres kann man die Verweildauer der Eisperlen in dem hydrophoben Medium verlängern, um etwa ein besseres Ausfrieren zu erreichen.
[00057] Vorteilhaft lassen sich diese Vorrichtungen mit zylindrischen Elementen realisieren, so dass die Trennwand als Ring ausgebildet um das Pipettiergefäß herum angeordnet ist. In diesem Fall weisen die Pipettenspitzen des ebenfalls zylindrischen Pipettiergefäßes radial in Richtung des Trennrings.
[00058] Es ist anzumerken, dass auch im Vertikalreaktor, wie in anderen geeigneten Reaktortypen, Scherkräfte an der Innenwand des Rohres und auch an der ringförmig konzentrisch angeordneten Tropfen-Aufgabe-Fläche auftreten. Diese wirken sich nicht nachteilig auf die Gestalt der Eisperlen aus: Was die Scherkräfte an der Rohrinnenwand anbelangt, so zeigen die Tropfen offenbar keine Neigung beim Absinken so weit nach außen zu driften, dass sie hier beeinträchtigt würden. Bei der Tropfen-Aufgabe verhalten sich so, dass sich die Tropfen durch die Scherkräfte am Boden der Aufgabefläche und bei der Umlenkung von der horizontalen in die vertikale Bewegungsrichtung verformen. Sobald sie dann durch die Durchströmung mitgenommen werden und im vertikalen Bereich des Reaktors absinken, nehmen sie dort die Kugelform ein.
[00059] Ferner ist es grundsätzlich wichtig, dass die Temperatur der hydrophoben Flüssigkeit geeignet gewählt wird: Ist das Medium zu kalt, so beginnt der Gefriervorgang sofort beim Auftreffen der Tropfen auf das Medium, und die Verformung wird konserviert. Als ideale Temperatur hat sich bei Verwendung von Pflanzenöl der Temperaturbereich von -12 0C bis -14 0C herausgestellt.
[00060] Ferner ist es günstig, wenn an der senkrechten Außenwand des Reaktors im Bereich der Aufgabe der hydrophoben Flüssigkeit und der Tropfen eine Überlaufleitung angebracht ist, die zu dem Ansauggefäß führt, aus welcher- die Pumpe das Öl entnimmt und dem Wärmetauscher zuführt. Damit entbindet man sich der Notwendigkeit eine sehr genaue Balance zwischen der Aufgabemenge und der Abflussmenge einstellen zu müssen.
[00061] Durch diese Gestaltung der Vorrichtung ist es nunmehr möglich, dass das auf die gewünschte Temperatur gekühlte Öl in den Spalt zwischen Strömungsreaktor und Trennwand eingefüllt wird, so dass es unter dem Spalt der Trennwand, respektive dem Ringspalt hindurch und über die Schulter in Richtung des verjüngten Rohrquerschnitts fließt. Dabei verbleibt ein Luftraum zwischen den Öffnungen der Kanülenspitzen und der Oberfläche der hydrophoben Flüssigkeit, so dass die Tropfen in dem Spalt, der sich zwischen der Pipettiergefäßwand und der Trennwand bildet, herabfallen und auf die hydrophobe Flüssigkeitsoberfläche auftreffen können, wobei die unmittelbar einfrierenden Wasser-Wirkstoffgemischtropfen von der fließenden hydrophoben Flüssigkeit mitgenommen und entlang dem vertikalen Strömungsweg des Strömungsreaktors geführt werden.
[00062] Beim Durchlaufen dieses Fluidpfads erfolgt ein homogenes Durchfrieren der Tropfen, so dass diese, wenn sie an dem Auslassabschnitt des Strömungsreaktors ankommen, perfekt kugelig geformt und durchgefroren sind.
[00063] Eine geeignete Ausführungsform des Strömungsreaktors sieht vor, dass dieser an seinem Auslassabschnitt trichterförmig verjüngt ist und der Trichter in einen Auslassstutzen mündet. Diese trichterförmige Verjüngung ist bei zylindri- sehen Strömungsreaktoren ebenso möglich wie bei Strömungsreaktoren, die einen polygonalen Querschnitt aufweisen.
[00064] Ferner kann zur Verringerung der Fließgeschwindigkeit der hydrophoben Flüssigkeit der Auslassquerschnitt der Auslassöffnung entsprechend klein gewählt werden und es ist möglich, den sich an die Auslassöffnung anschließenden Stutzen horizontal oder auf andere Weise gebogen oder abgeknickt zu führen.
[00065] Ein vergleichbares Ergebnis hinsichtlich der Erzielung der gewünschten Eisperlenprodukte lässt sich mit einem Aufnahmegefäß erzielen, das als Strömungskanal ausgestaltet ist, wobei der Strömungskanal entlang seiner Haupt- erstreckungsrichtung eine Neigung aufweisen kann. Grundsätzlich kann der Kanal als einfaches Halbrohr ausgeführt sein, auch einfache kastenförmige Ausführungen sind möglich. Dabei ist stets eine Pumpe an der Vorrichtung angeordnet und das Öl läuft bereits durch die kontinuierliche Beschickung ab, selbst wenn die Rutsche horizontal gelagert ist. Die Relativgeschwindigkeit von Öl zu Kanülen hat sich mit 5 cm pro Sekunde als ideal erweisen, eine Neigung ist dann nicht zwingend erforderlich.
[00066] Beim Förderband stellt das Band durch seine mitdrehenden Seitenwände (Wellband) das Reaktorgefäß dar. Bandgeschwindigkeit und Aufgabemenge an Öl werden so balanciert, dass die Filmdicke bzw. Mächtigkeit gleich bleibt, und das Öl sich nach der Aufgabe am Kopfende in Relation zum Band nicht bewegt.
[00067] Bei dieser Gestaltung des Aufnahmegefäßes kann die Pipettiervorrich- tung als Kasten ausgestaltet sein, wobei die Kanülen in einer Bodenseite des nach oben zumindest teilweise geöffneten und mit entsprechenden Vorratsgefäßen verbundenen Kasten, so angeordnet sind, dass die Pipettenspitzen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche stehen und entweder in diese eintauchen oder etwa 3 cm bis 10 cm, vorteilhaft 5 cm über der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind.
[00068] Die Kanülen können auch so gestaltet sein, dass die Kanülenspitzen leicht abgeknickt gestaltet sind, so dass die Linie, die sich zwischen dem Knick der Kanüle und der Kanülenspitzenöffnung bildet, zu der Fiüssigkeitsoberfläche einen Winkel von 0 bis 30°, vorteilhaft von ca. 15° ausbildet. Die aus dem Pipettiergefäß über die Kanülen geführten und aus den Kanülenspitzen austretenden Tropfen fallen nunmehr wenige Zentimeter durch die Luft und treffen dann auf den Strom der hydrophoben Flüssigkeit auf. Dort werden sie mitgerissen, bis sie am Ende des Strömungskanals über eine Entnahmevorrichtung entnommen werden, was im Wesentlichen auch mit der Abführung eines entsprechenden Anteils an hydrophober Flüssigkeit verbunden ist.
[00069] Da der Strömungskanal sowohl eine gerade Form als auch eine Ringform aufweisen kann, wobei die Ringform nicht geeignet ist, bezüglich der Horizontalen geneigt zu sein und insofern der Anordnung einer Pumpvorrichtung zum Bewegen der hydrophoben Flüssigkeit bedarf oder einer Vorrichtung zum Bewegen des Strömungskanals oder der Pipettiervorrichtung, kann auch die Entnahmevorrichtung abhängig von der Gestalt des Strömungskanals unterschiedlich ausgestaltet sein: so kann es sich bei der Entnahmevorrichtung, insbesondere bei der geraden, geneigten Form des Strömungskanals als hinreichend erweisen, lediglich einen Ablaufstutzen am Ende des Kanals vorzusehen, über den die hydrophobe Flüssigkeit samt dem mitgeführten Eisperlenprodukt ausgelassen wird. Es kann jedoch auch geeignet sein, gerade in der ringförmigen Ausführungsform, die Eisperlen aus der hydrophoben Flüssigkeit abzuschöpfen oder mittels einer entsprechenden Absaugvorrichtung abzusaugen.
[00070] Allgemein lässt sich zu dem geneigten und als "Rutsche" ausgebildeten Kanal, bei dem ein horizontal orientierter Kanal vom Kälte übertragenden hydrophoben Medium durchströmt wird, das am Aufnahmeabschnitt bzw. Kopfende aufgegeben wird und das den Reaktor zusammen mit den gefrorenen Eisperlen am Auslassabschnitt oder Fußende verlässt. Es ist anzumerken, dass die zu gefrierende Flüssigkeit nahe dem Kopfende mittels der Pipettiervorrichtung zugegeben wird, weil der Strömungsweg erforderlich ist, damit der Gefrierprozess kontinuierlich stattfinden kann, und damit die Tropfen während des Gefriervorgangs separiert bleiben.
[00071 ] Bei zunehmender Tropffrequenz sollte die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden, um die Separierung der gefrierenden Tropfen zu gewährleisten. Die Strömungsgeschwindigkeit und die Mächtigkeit des hydrophoben Mediums im Kanal kann durch die Aufgabemenge des Mediums pro Zeiteinheit, durch Aufstauen, durch Neigung des Kanals (positiv und negativ), und durch die Kombination dieser Methoden gesteuert werden. Die notwendige Verweildauer der Tropfen in dem Kälte übertragenden Medium muss durch die entsprechende Länge des Kanals ermöglicht werden.
[00072] Es ist zu beachten, dass ein Wärmeeintrag in das hydrophobe Medium durch das Durchlaufen des Wärmetauschers kompensiert werden muss.
[00073] Auf Grund der laminaren Strömung sollte sichergestellt sein, dass ein noch nicht mit einer stabilisierenden Eishülle umgebener Tropfen nicht in Bereiche des Kanals gelangt, wo die aus den Unterschieden in der Strömungsgeschwindigkeit resultierenden Scherkräfte größer sind als die Kräfte, die die Kugelbildung bewirken, da ansonsten eine Verformung während des Gefriervorganges eintritt. Diese Bereiche sind naturgemäß nahe des Kanalbodens und der Kanalwände zu finden. Daher kann die Verformung verhindert werden, indem die Auslassenden der Kanülen wenige Millimeter tief in das hydrophobe Medium eingetaucht werden und indem außerdem die randständigen Kanülen um wenigstens 3 cm von der Strömungskanalwand beabstandet werden; ferner sollte die eine Mächtigkeit des Übertragungsmediums im Kanal wählt, die gewährleistet, dass die Tropfen bevor sie eine stabilisierende Eishülle haben, nicht in den Tiefenbereich absinken bzw. gar den Kanalboden berühren, wo die Scherkräfte zu Verformungen führen .
[00074] Bei der Verwendung von Pflanzenöl als Übertragungsmedium wirkt es sich für den weiteren Weg der entlang des Strömungskanals durchfrierenden Eisperlen günstig aus, dass sich ihr spezifisches Gewicht durch das Gefrieren verringert, und die Eisperlen, je nach Temperatur des Pflanzenöls, in der Schwebe bleiben, bzw. sogar aufschwimmen. Werden niederviskose Mineralöle bzw. synthetische Öle als hydrophobes Medium genommen, so müsste auf Grund der hohen Absinkgeschwindigkeit der Tropfen in diesen Ölen so sollte eine deutlich niedrigere Temperatur des Öles gewählt als diese für Pflanzenöle bei ansonsten gleichblei- benden Prozessparametern gewählt werden müsste; alternativ könnt eine größere Mächtigkeit des Ölstroms, oder eine Kombination von beidem gewählt werden.
[00075] Die Eisrutsche ist daher eine Vorrichtungsvariante, die insbesondere für die Verwendung von Pflanzenölen als hydrophobem Medium geeignet ist; der Vorteil der Rutsche ergibt sich aus ihrem simplen Aufbau und der einfachen Prozessführung.
[00076] Ein Vorteil des vertikalen Reaktors besteht darin, dass dort keine störenden Scherkräfte auftreten und dass keine große exponierten Oberfläche des hydrophoben Mediums vorliegt, die, wenn die Produktion nicht im Kühlhaus erfolgt, gut isoliert werden sollte um neben den energetischen Aspekten auch zu berücksichtigen, dass an der Oberfläche des hydrophoben Mediums Kondensation von Luftfeuchtigkeit und damit eine Anreicherung von Wasser erfolgen kann.
[00077] Alle Ausführungsformen der Reaktoren haben jedoch gemeinsam, dass sie stromabwärts der Entnahmevorrichtung mit einer Trennvorrichtung gekoppelt sein können, um das Eisperlenprodukt von der hydrophoben Flüssigkeit zu trennen. Eine derartige Trennvorrichtung kann eine Zentrifuge oder auch ein Sieb sein.
[00078] Besonders vorteilhaft kann die abgetrennte Flüssigkeit erneut gekühlt werden, indem sie unmittelbar aus dem Abtrenngefäß der Kühlvorrichtung überführt wird, von dort kann sie in das Verfahren rückgeführt werden, indem sie mittels einer entsprechenden Schlauch- oder Leitungsverbindung am Aufnahmeabschnitt des entsprechenden Aufnahmegefäßes wieder zugeführt wird.
[00079] Wenn ein ringförmiger oder ein gerader Strömungskanal gewählt wird, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Stauvorrichtung im Strom der hydrophoben Flüssigkeit vorgesehen ist, wobei die Stauvorrichtung im Bereich von ca. zwei Drittein bis der Hälfte des durch den Strömungskana! bereitgestellten Fließwegs der hydrophoben Flüssigkeit angeordnet ist. Bei der Stauvorrichtung kann es sich um eine einfache Platte handeln, deren Form der Querschnittskontur des Kanals angepasst ist. Die Platte ist mittels einer Achse an den Seitenwänden des Kanals befestigt und rotiert in Strömungsrichtung. Durch diese Platte wird be- wirkt, dass der fließende Strom hydrophober Flüssigkeit die auf die Platte zukommenden, im Gefrieren befindlichen Tropfen zum Abtauchen zwingt. Dabei berühren die Tropfen aufgrund einer durch die hydrodynamischen Effekte erzeugten Stauwelle an der Unterkante der Platte diese nicht direkt, sondern werden durch die Stauwelle nach unten gezwungen, so dass das Ausfrieren in Kugelform nicht behindert wird.
[00080] Die Tropfen werden damit in eine tiefer liegende Schicht der hydrophoben Flüssigkeit gezwungen und können auf geeignete Weise ohne verformt zu werden beim Zurücklegen der verbleibenden Fließstrecke ausfrieren.
[00081] Bei dem Eiskarussell, das alternativ ebenfalls eingesetzt werden kann, bewegt sich das ganze Gefäß mit dem darin ruhenden hydrophoben Medium unter der außerhalb des Gefäßes, z. B. an einem Stativ befestigten Pipettiervorrichtung, der ebenso angeordneten Aufgabevorrichtung für das hydrophobe Medium und der Produktentnahmevorrichtung hindurch. Diese Funktionsweise gilt für das Karussell, welches sich um eine zentrale Achse dreht, wie auch für das Förderband, das mit seinem Wellrand einen sich bewegenden Kanal darstellt, in dem das hydrophobe Medium bis zum Verlassen des Bandes an dessen Auslassende Fußende ruht. Der Vorteil dieser beiden Varianten besteht darin, dass hier keine Scherkräfte auftreten, da sich das hydrophobe Medium im Kanal nicht bewegt.
[00082] Am Ausgang des jeweiligen Reaktors, aus dem das Öl/Eis-Gemisch kontinuierlich austritt, werden die Eisperlen vorteilhafterweise durch Abtropfen möglichst weitgehend vom Öl getrennt, bevor sie der Zentrifuge zugeführt werden. Um diesen Vorgang in die Kontinuität des Gesamtprozesses einzufügen, kann das aus dem Reaktorabfluss austretende Öl/Eis-Gemisch in ein schräg gestelltes Rohr geleitet werden, das durch viele Schlitze durchbrochen sein kann und sich langsam um seine Längsachse dreht. Ein großer Teil des Öls fließt durch die Schlitze ab und läuft in den unter dem Rohr positionierten Auffangbehälter, aus dem die Pumpe das Öl über den Wärmetauscher zurück zum Reaktor pumpt. Somit ist der Kreislauf geschlossen. Die Eisperlen gelangen nach dem Durchlaufen des Abtropfrohres in die Zentrifuge. Das hier abgeschleuderte Öl fließt ebenfalls in den Auf- fangbehälter. Nach dem Abschleudern bleibt eine geringe Ölmenge am Eis haften. An einem Kilo Eisperlen verbleiben etwa 10 Gramm öl. Die so der Anlage entzogene Ölmenge wird ständig aus einem Vorratsbehälter ergänzt.
[00083] Anders als auf konventionelle Weise mittels Stickstoff hergestellte Eis- - perlen zeigt das erfindungsgemäße Produkt eine homogene und kugelige Struktur, alle Kugeln, die aus Kanülen mit gleichem Innendurchmesser austreten gelassen wurden, weisen im Wesentlichen einen gleichen Durchmesser auf, was das Produkt für die Ausbringung mittels Luftverkehrsmitteln über Land oder Wasser besonders geeignet macht, da damit die Streuwirkung optimiert werden kann.
[00084] Die Wahl der Austrittsöffnung der Kanülenspitzen bestimmt die Größe der Kugeldurchmesser; bekannte Kanülen werden üblicher weise über ihren Außendurchmesser klassifiziert und für das vorliegende Verfahren kommen insbesondere Kanülen mit Außendurchmessern von 1 mm bis 8 mm in Frage, wobei sich ein Außendurchmesser von 1 ,2 mm als ideal erweisen hat.
[00085] Die Fig. 1a, 1b, 2a, 3, 4 und 5a zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Fig. 1a zeigt den Längsschnitt eines vertikal angeordneten Strömungsreaktors 2, der in seinem mittleren Abschnitt 2" verjüngt ist und einen Strömungsabschnitt 2" bereitstellt. Der Strömungsreaktor 2 breitet sich oberhalb seines Strömungsabschnitts 2" über eine umlaufende Schulter 13 in einen Aufnahmeabschnitt 2', an dem die Aufgabe der hydrophoben, eisgekühlten Flüssigkeit erfolgt. Der Aufnahmeabschnitt 2' des zylindrisch gestalteten Strömungsreaktors 2 ist von der zentral angeordneten Pipettiervorrichtung 3 durch einen Trennring 14 getrennt. Der Trennring 14 sitzt punktuell auf der Schulter 13 auf und ist um einen nicht durchgängigen Ringspalt 14' von der Schulter 13 beabstandet. Diese Anordnung ist ebenfalls in Fig. 1b gezeigt. Die Pipettiervorrichtung 3, die das Gefäß 4 umfasst, in dessen Wandung 4' zwei nebeneinander angeordnete, umlaufende Reihen um Kanülen 5 angeordnet sind, ist ebenfalls oberhalb der Schulter 13 angeordnet, und, was figurativ nicht gezeigt ist, auf dieser beabstandet festgelegt. [00086] Grundsätzlich kann die Pipettiervorrichtung auch mittels einer Halterung in der gezeigten Position gehalten werden und muss dann nicht von der Schulter 13 abgestützt werden. Der Strömungsreaktor 2 verjüngt sich an seinem Auslassende 2"' im trichterförmigen Sammler 6, der in einen Auslassstutzen 7 mündet. Mittels eines Flansches 21 kann der Strömungsreaktor positioniert und gehalten werden.
[00087] Wie aus Fig. 1c deutlich wird, die das in Fig. 1a stricheliert markierte Detail A zeigt, ist das Gefäß 4 der Pipettiervorrichtung 3 so an dem Bereich 2" des Strömungsreaktors 2 positioniert, dass ein Luftspalt 15' zwischen einem Boden des Gefäßes 4 und der Oberfläche 20' einer fließenden hydrophoben Flüssigkeit 20 verbleibt. Die eisgekühlte hydrophobe Flüssigkeit 20 wird, wie durch Pfeil b gezeigt, in einen Ringspalt 15 zwischen dem Trennring 14 und der äußeren Reaktorwand des Aufnahmeabschnitts 2" eingefüllt. Durch den Ringspalt 14' strömt die Flüssigkeit, wie weiter angezeigt wird durch Pfeil b, über die Schulter 13 in den verjüngten Abschnitt 2" des Strömungsreaktors. Die Flüssigkeit 11 , die in die Pipettiervorrichtung 3 eingefüllt ist, tritt über die Kanülenspitzen der Kanülen 5 aus und fällt tropfenweise in den Luftspalt 15' zwischen der äußeren Gefäßwand und dem Trennring 14 herab und trifft nach etwa 5 cm Fallhöhe auf die Oberfläche 20' der hydrophoben Flüssigkeit auf.
[00088] Nunmehr beginnt das Ausfrieren des wässrigen Wirkstoffgemischs 11 zu Eisperlen 10, die von der strömenden hydrophoben Flüssigkeit 20 mitgerissen und, dem Strömungsweg a,b folgend, in die Tiefe gezogen werden, wo sie sich, wie in Fig. 1a und 1b gezeigt, im Sammler 6 sammeln können, ehe sie über den Auslassstutzen 7 ausgelassen werden.
[00089] Ebenfalls einen vertikalen Strömungsabschnitt weist die in Fig. 5a gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Herstellung der Eisperlen auf. Diese Vorrichtung 1 gleicht einem hochkant stehenden Quader, über dessen geöffneter Oberseite die Pipettiervorrichtung 3 angeordnet ist. Entsprechend der rechteckigen Oberfläche des Strömungsreaktors 2 ist auch das Gefäß 4, das das wässrige Wirkstoffgemisch 11 enthält, mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet, dessen Längsausdehnung im Wesentlichen der Längsausdehnung der Rechteckoberfläche des Strömungsreaktors 2 entspricht, während die Breite des Gefäßes 4 in der dargestellten Ausführungsform geringer als die Breite des Strömungsreaktors ist. Vom Boden des Gefäßes 4 erstrecken sich zwei parallel in Längsrichtung angeordnete Reihen von Kanülen 5, deren Auslassenden zwischen 3 und 10 cm über der Oberfläche 20' der hydrophoben Flüssigkeit liegen, die mittels einer Verteilervorrichtung 30, die nachfolgend genauer beschrieben wird, dem Strömungsreaktor 2 zugeführt wird. Die Speisung der Verteilervorrichtung 30 mit der gekühlten, hydrophoben Flüssigkeit, insbesondere mit Öl, ganz besonders bevorzugt mit Speiseöl, erfolgt über die Zuführleitung 19, die aufgrund der geringeren Breite der Pipet- tiervorrichtung 3 bequem Platz findet. Am unteren Ende des Strömungsreaktors 2 ist zur Entnahme der hydrophoben Flüssigkeit mit dem fertigen Eisperlenprodukt ein Auslassstutzen 7 angeordnet.
[00090] In Fig. 5b ist die Anordnung der Verteilervorrichtung 30 in dem Strömungsreaktor 2 verdeutlicht. Die Verteilervorrichtung 30 wird durch ein Hohlprofil gebildet, an dessen nach oben, in Richtung der Pipettiervorrichtung 3 weisender Seite sich ein Spalt 31 erstreckt, durch den die hydrophobe Flüssigkeit 20 in den Strömungsreaktor 2 übertritt (Pfeil c). Der Fluidpfad b der hydrophoben Flüssigkeit verläuft somit von der Zuführleitung 19 durch das Hohlprofil 30 und dessen Austrittsspalt 31 , von wo aus sich der Fluidpfad beidseitig aufteilt, vertikal durch den Strömungsreaktor 2 nach unten zu dem Auslassstutzen 7. Die zwei Kanülenreihen 5 der Pipettiervorrichtung 3 sind parallel zu dem Austrittsspalt 31 versetzt angeordnet, so dass ein Weg a, den jeweils die Hälfte der Tropfen aus Wirkstofflösung 11 verfolgt, ausgehend von dem Quellspalt 31 nach rechts und links an der Verteilervorrichtung 30 vorbei entsprechend den Fluidpfaden b verläuft.
[00091] Der durch den Quellspalt 31 gebildete „Fluidberg" 20" ist in Fig. 5c gut zu sehen. Durch eine schwimmende Anordnung der Verteiiervorrichtung 30 in dem Aufnahmeabschnitt 2' des Strömungsreaktors 2 ergibt sich das dargestellte Gefälle des auf dem Hohlprofil beidseitig des Spalts 31 gebildeten Fluidfilms: Die Oberfläche 20' der hydrophoben Flüssigkeit verläuft ausgehend von dem „Fluidberg" 20" beidseitig über die gerundeten Ränder des Hohlprofils 30 bis zu dem Oberflächenniveau, das in dem Reaktor 20 gehalten wird.
[00092] Die schwimmende Anordnung der Verteilervorrichtung 30 wird durch je einen Auftriebskörper 32 an den Längsenden des Hohlprofils 30 realisiert, was in Fig. 5e und 5f deutlicher zu sehen ist. Während der Passage des entsprechend dimensionierten Strömungsabschnitts 2" frieren die eingetropften Wirkstoffperlen aus, so dass die Entnahme im Auslassabschnitt 2'" durch den Stutzen 7 erfolgen kann. Der Aufnahmeabschnitt des Reaktors 2 mit der Zufuhr der gekühlten, hydrophoben Flüssigkeit 20 und der Aufgabe der Wirkstofflösung 11 haltigen Tropfen ist in Fig. 5d detailliert dargestellt. Tropfen der Wirkstofflösung 11 fallen aus dem Gefäß 4 durch die Kanülen 5 beidseitig des Austrittspalts 31 der Verteilervorrichtung
30 auf den gekühlten hydrophoben Fluidfilm 20'", und werden mit der Strömung b der hydrophoben Flüssigkeit, die beidseitig des „Fluidbergs" an der Verteilervorrichtung 30 verläuft, in den vertikalen Strömungsabschnitt des Reaktors 2 abtransportiert. Dort erfolgt dann das Ausgefrieren zu den Eisperlen 10.
[00093] Ein in Fig. 5e dargestellter Längsschnitt im Bereich der Zuführleitung 19 durch die Verteilervorrichtung 30, die durch ein oben geschlitztes Hohlprofil bereitgestellt ist, verdeutlicht noch mal den Fluidpfad b, den die gekühlte, hydrophobe Flüssigkeit durch den Austrittsspalt 31 nimmt. Die schwimmende Anordnung der Verteilervorrichtung 30 im Reaktor wird durch den Auftrieb der Auftriebskörper 32 (in Fig. 5e ist einer der Auftriebskörper 32 dargestellt), die an den Stirnseiten des Hohlprofils befestigt sind, bereitgestellt. Die Anordnung zweier Auftriebs- bzw. Schwimmkörper 32 an den beiden Stirnseiten des Hohlprofils 30 sind der Fig. 5f zu entnehmen. Gleichzeitig bilden die Auftriebskörper 32 stirnseitige Abschlüsse, so dass die durch die Zuführleitung 19 zugeführte Flüssigkeit nur durch den Austrittsspalt 31 austreten kann. Die Zuführleitung 19 ist hier mittig an dem Hohlprofil
31 angeordnet, um eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteüung zu erhalten.
[00094] Die weitere Aufarbeitung nach der Entnahme der in der hydrophoben Flüssigkeit mitgeführten Eisperlen, sowie der Bereitstellung und Rezyklierung der gekühlten, hydrophoben Flüssigkeit erfolgt völlig analog zu der nachfolgend be- schriebenen Aufarbeitung der in Fig. 2a, 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen der Vorrichtung, die vorliegend in Fig. 2a als langgestreckter Strömungskanal 102 gestaltet ist.
[00095] Während in Fig. 2a eine einfache kastenförmige Rinne als Strömungskanal 102 eingesetzt wird, ist in Fig. 4 ein Bandförderer gezeigt, der eine Vorrichtung darstellt, in der das hydrophoben Medium ruht, während der Wellenrand einen sich bewegenden Kanal darstellt.
[00096] Fig. 3 zeigt den Strömungskanal in einer ringförmigen Ausführungsform, dort bewegt sich das ganze Gefäß mit dem darin ruhenden hydrophoben Medium der außerhalb des Gefäßes angeordneten Pipettiervorrichtung hinweg.
[00097] Die Ausführungsformen der Fig. 2a, 4 und 3 weisen einen Aufnahmeabschnitt 102' des Aufnahmegefäßes auf, an dem mittels einer Zuführleitung 19, siehe Fig. 3 und Fig. 4 aus entsprechenden Kühlvorrichtungen das auf ca. -5 bis ca. -30 0C gekühlte hydrophobe Fluid in das Aufnahmegefäß gefüllt wird. Die Zuführleitung ist in Fig. 2a nicht gezeigt. Unmittelbar am Aufnahmeabschnitt 102' ist die Pipettiervorrichtung 3 angeordnet, die vorliegend aus einem kastenförmigen Gefäß 4 besteht, aus dessen Bodenseite, die vorliegend auch als Wandung verstanden wird, eine Vielzahl von in Reihen angeordneter Kanülen 5 erstrecken. Die Kanülen 5 sind dabei in einem Neigungswinkel zur Oberfläche der hydrophoben Flüssigkeit befestigt.
[00098] Das in den Vorrichtungen der Fig. 2a, 4 und 3 gezeigte Prinzip, das dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist in Fig. 2b auf einfache Weise verdeutlicht: Die Pipettiervorrichtung 3 weist an ihrer Bodenseite angeordnete Kanülen 5 auf und ist mit einem wässrigen Wirkstoffgemisch 11 befüllt. Wenn zuviel wässriges Wirkstoffgemisch 11 in das Gefäß 4 gegeben wurde, so kann der Überschuss über den Ablaufstutzen 19' ablaufen. Das wässrige Wirkstoffgemisch wird in Tropfen 11 ' ausgegeben und fällt auf die Oberfläche 20' der hydrophoben Flüssigkeit, hier nicht näher zeichnerisch dargestellt. Die unmittelbar bei Berührung der Oberfläche 20' mit dem Einfrieren beginnenden Tropfen ändern ihren Aggregatszustand und bilden allmählich Eisperlen 10, die mit dem Strom, siehe Pfeil b, geführt werden.
[00099] Fig. 2b verdeutlicht außerdem das Prinzip der Stauplatte 17, die, wie in Fig. 2a gezeigt, entlang ihrer Längsachse A-A durch eine Drehachse 17' an den Seitenwänden des Strömungskanals 102 so befestigt ist, dass sie in die hydrophobe Flüssigkeit hineinragt. Dabei wird durch die sich drehende Stauplatte die Oberfläche 20' abgesenkt, indem die Flüssigkeit unter die Stauplatte 17 gedrückt wird. Mit der entstehenden Stauwelle werden die noch nicht vollständig durchgefrorenen Eisperlen 10 in die Tiefe und unter die Oberfläche 20' der hydrophoben Flüssigkeit gezwungen, so dass sie weiterhin homogen ausfrieren.
[000100] Wie in Fig. 2a und 4 gezeigt, kann das in der hydrophoben Flüssigkeit enthaltene Eisperlenprodukt durch den Auslassstutzen 7 aus dem Strömungskanal 102 entnommen werden.
[000101] Fig. 4 macht die weitere Aufarbeitung deutlich. Der Eisperlen enthaltene Flüssigkeitsstrom wird in eine als Trennvorrichtung dienende Zentrifuge 16 geführt, die von einem Aufnahmegefäß 16' umgeben ist. Die abgetrennte hydrophobe Flüssigkeit wird mittels einer Zuführleitung 15 unmittelbar in die Kühlvorrichtung 18 zurückgeführt, wo sie nach weiterer, beziehungsweise erneuter Kühlung auf die gewünschte Temperatur mittels der Zuführleitung 19 am Aufnahmeabschnitt 2' in das Aufnahmegefäß gegeben wird. Nach dem ersten Zentrifugiervorgang kann in einer zweiten Zentrifuge 16, falls erforderlich, eine Nachtrennung erfolgen.
[000102] Schließlich zeigt Fig. 3 den ringförmig ausgestalteten Strömungskanal 102, an dessen Aufnahmeabschnitt 2' ebenfalls eine Vorrichtung zur Beaufschlagung des Aufnahmegefäßes, hier der kreisförmigen Rinne, mit eisgekühlter hydrophober Flüssigkeit erfolgt. Die Flüssigkeit wird in der Kühlvorrichtung 18 auf die gewünschte Temperatur gebracht und über die Zuführleitung 19 in den Aufnahmeabschnitt überführt. Unmittelbar stromabwärts des Auslassstutzens, der sich an die Zuführleitung 19 anschließt, ist eine ebenfalls kastenförmig ausgestaltete Pipettier- vorrichtung 3 angeordnet, die, wie zu sehen ist, nach oben offen ist. Der ringförmig ausgestalteten Strömungskanal wird bewegt, während hydrophobe Medium ruht, bis nach zurücklegen eines Kreises der Vorrichtung die hydrophobe Flüssigkeit mit den inzwischen entstandenen Eisperlen die Absaugvorrichtung passiert und über den Absaugstutzen 8 abgesaugt und unmittelbar in eine Zentrifugiervorrichtung 16 zum Abtrennen der hydrophoben Flüssigkeit überführt wird.
[000103] Damit ist es möglich, dass mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen in großen Mengen Eisperlen erzeugt werden können. Die Partikel sind dabei homogen durchgefroren, ideal kugelig und die in einem Batch produzierten Eisperlen weisen im Wesentlichen gleiche Durchmesser auf.
[000104] Das Produkt dieser Qualität lässt sich erhalten, weil eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen hydrophober Flüssigkeit und den Kanülen, welche das wässrige Wirkstoffgemisch austropfen lassen, durch in Bewegung setzen entweder der Flüssigkeit oder der Kanülen bereitgestellt wird, und sich daher die frierenden Kügelchen dicht aneinander gereiht von den Kanülen ablösen und sich unter die Flüssigkeitsoberfläche zu senken beginnen. Sobald die Perlen geerntet werden, indem sie abgeschöpft oder abgesiebt oder auf andere Weise abgetrennt werden, erweist es sich auch hierbei als vorteilhaft, eine hydrophobe Flüssigkeit, wie eine Erdölfraktion oder ein Pflanzenöl zu verwenden, da diese Substanzen eine Trennung der Eisperlen voneinander durch Zentrifugieren oder Abschleudern bei Temperaturen unterhalb 0 0C erlauben. Die hydrophoben Medien sind bei den herrschenden Temperaturen gefahrlos handhabbar, selbst Kerosin und Petroleum. Weiter ist das Verfahren besonders vorteilhaft, da nach Abtrennen des Produkts eine Rezyklierung des hydrophoben Mediums möglich ist, was das Verfahren aus ökologischer und ökonomischer Sicht vorteilhaft gestaltet. BEZUGSZEICHENLISTE

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Eisperlen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest umfasst:
- eine Kühlvorrichtung (18) zum Kühlen einer hydrophoben Flüssigkeit (20) auf eine Temperatur von zumindest -5 0C,
- ein Aufnahmegefäß (2,102) mit der die hydrophoben Flüssigkeit (20) und
- eine an dem Aufnahmegefäß (2,102) angeordnete Pipettiervorrichtung (3), die ein Gefäß (4) für ein wässriges Gemisch (11) aufweist, wobei eine Vielzahl sich verjüngender Auslassröhrchen (5) in einer Gefäßwandung (4') angeordnet ist und sich in das Aufnahmegefäß (2,102) erstreckt, wobei ein Auslassende eines Auslassröhrchens (5) im Bereich von 3 cm bis 10 cm von einer Oberfläche (20') der hydrophoben Flüssigkeit (20) beabstandet angeordnet ist,
- zumindest eine Einrichtung zur Bereitstellung einer Relativgeschwindigkeit zwischen der Pipettiervorrichtung (3) und der Flüssigkeit (20) , wobei ein Fluidpfad (a) für das in der Pipettiervorrichtung (3) vorliegende wässriges Gemisch (11) von dem Gefäß (4) über die Auslassröhrchen (5) zum Bilden der Eisperlen (10) in der hydrophoben Flüssigkeit (20) bereitgestellt wird.
2. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Eisperlen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophobe Flüssigkeit (20) eine Erdölfraktion umfassend Kerosin und Petroleum, ein pflanzliches Öl, insbesondere ein pflanzliches Öl aus der Gruppe umfassend Leindotteröl, Leinöl, oder ein Gemisch aus zumindest einer Erdölfraktionen und/oder aus einem pflanzlichen Öl und Rapsöl ist oder aus pflanzlichen Ölen ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (18) eine Temperatur der hydrophoben Flüssigkeit (20) in einem Bereich von 0 0C bis -30 0C, bevorzugt in einem Bereich von -5 0C bis -20 0C, besonders bevorzugt von -10 0C bis -14 0C bereitstellt.
4. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegefäß (2,102)
- einen Aufnahmeabschnitt (2',102'), der mit der Zuführvorrichtung (19) für die gekühlte Flüssigkeit (20) verbunden ist,
- einen Strömungsabschnitt (2", 102") und
- einen Auslassabschnitt (2'", 102'") mit wenigstens einer Entnahmevorrichtung (7), insbesondere einer Entnahmevorrichtung, die eine Auslassöffnung mit Stutzen (7), einen mit einer Absaugpumpe verbundenen Eisperlen-Absaugstutzen (8) oder
- eine Eisperlen-Schöpfvorrichtung umfasst, für zumindest ein Teil der hydrophoben Flüssigkeit (20) und für die Eisperlen (10) aufweist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegefäß (2,102) für die Flüssigkeit (20) ein bezüglich einer Vertikalen hinsichtlich einer Haupterstreckungsrichtung ausgerichteter Strömungsreaktor (2), insbesondere ein gekühlter und/oder ein isolierter Strömungsreaktor (2) ist.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (19) für die gekühlte Flüssigkeit (20) mit einer Verteilervorrichtung fluidisch verbunden ist, die in dem Aufnahmeabschnitt (2') unterhalb der Pipettier- vorrichtung (3) angeordnet ist, wobei die Verteilervorrichtung ein Hohlprofil (30) mit einer schlitzförmigen Austrittsöffnung (31) für die Flüssigkeit (20) ist und wobei sich die Austrittsöffnung (31) nach oben öffnet, wobei sich die Vielzahl von Aus- lassröhrchen (5) der Pipettiervorrichtung (3) vertikal nach über einen Abschnitt des Hohlprofils (30) neben der Austrittsöffnung (31) erstreckt.
7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilervorrichtung schwimmend in dem Strömungsreaktor (2) angeordnet ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (21) des vertikalen Strömungsreaktors (2) über eine Schulter (13) in den Strömungsabschnitt (2") mündet, und die Pipettiervorrichtung (3) mit einem die Auslassröhrchen (5) umfassenden Abschnitt in dem Aufnahmeabschnitt (2') über der Schulter (13) lokalisiert angeordnet ist, und über der Schulter (13) ein Trennring (14) unter Bereitstellung eines Ringspaltes (14') zwischen einer unteren Kante des Trennrings (14) und der Schulter (13) und beanstandet von der Pipettiervorrichtung (3) angeordnet ist, wobei ein Einfüllraum (15) für einfließende Flüssigkeit (20) und ein Luftspalt (15') für aus den Auslassröhrchen (5) tropfendem wässrigen Gemisch (11) geschaffen wird, die auf einen durch den Ringspalt (14') tretenden Strom der hydrophoben Flüssigkeit (20) auftrifft.
9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegefäß (2,102) für die Flüssigkeit (20)
- ein bezüglich einer Horizontalen mit einer Neigung im Bereich von 0° bis 30 ° hinsichtlich einer Haupterstreckungsrichtung ausgerichteter, zumindest teilweise nach oben geöffneter Strömungskanal (102), insbesondere eine gekühlter und/oder eine isolierter Strömungskanal (102) ist.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (102) eine gerade Form oder eine Ringform aufweist; dabei ist der der Strömungskanal (102) operativ mit Antriebsmitteln gekoppelt, die einen Antrieb des Strömungskanals (102) zur Ausführung einer
- Drehbewegung um eine zentrale vertikale Drehachse des kreisförmig geschlossenen Strömungskanals (102) oder
- wellenförmigen Förderbewegung in einer Längsrichtung des Strömungskanals (102) mit gerader Form bereitstellt.
11. Vorrichtung (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stauvorrichtung, insbesondere eine um eine Längsachse (171) drehbare Platte (17) quer zu der Haupterstreckungsrichtung des Strömungskanals in einem Fluidpfad (b) der Flüssigkeit (20) angeordnet ist.
12. Verfahren zur Herstellung von Eisperlen (10) unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 1,7, umfassend die Schritte
- Bereitstellen einer mittels der Kühlvorrichtung (18) auf eine Temperatur von zumindest -5° C gekühlten hydrophoben Flüssigkeit (20),
- Zuführen der gekühlten hydrophoben Flüssigkeit (20) in ein Aufnahmegefäß (2,102) und Zuführen eines wässrigen Gemischs (11) in ein Gefäß (4) einer Pipet- tiervorrichtung (3),
- tropfenweise Überführen von wässrigen Gemisch (11) entlang einem Fluidpfad (a) von dem Gefäß (4) über eine Vielzahl von Ausiassröhrchen (5) in die Flüssigkeit (20) unter Bereitstellung einer Relativgeschwindigkeit zwischen der Flüssigkeit (20) und den Ausiassröhrchen (5), wobei bei einem Auftreffen des wässrigen Wirkstoffgemischs (11) auf die Flüssigkeit (20) zumindest eine der beiden Flüssigkeiten gegenüber der anderen beschleunigt ist,
- Gefrieren des in die gekühlte Flüssigkeit (20) eingetropften wässrigen Gemischs (11) und Bilden der Eisperlen (10) aus derselben.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das wässrige Wirkstoffgemisch (11) einen Wirkstoff enthält, der ausgewählt ist aus Insektizid, Herbizid, Fungizid, Düngemittel, Boden- und/oder Wasserverbesserungsmittel, insbesondere ein Insektizid umfassend Bacillus thuringiensis israelensis (BTI)- und/oder Bacillus sphaericus (BS)-Endotoxin.
14. Eisperlen (10), herstellbar durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Eisperlen (10) eine homogene Beschaffenheit und eine kugelförmige Gestalt mit einem im Wesentlichen einheitlichen Durchmesser aufweisen.
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