EP3638411A1 - Verfahren und mischvorrichtung zur steuerung der einbringung eines pulverförmigen stoffes in eine flüssigkeit für ein inline-mischverfahren - Google Patents

Verfahren und mischvorrichtung zur steuerung der einbringung eines pulverförmigen stoffes in eine flüssigkeit für ein inline-mischverfahren

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EP3638411A1
EP3638411A1 EP18718687.9A EP18718687A EP3638411A1 EP 3638411 A1 EP3638411 A1 EP 3638411A1 EP 18718687 A EP18718687 A EP 18718687A EP 3638411 A1 EP3638411 A1 EP 3638411A1
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mixing
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Claus Patscheider
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Definitions

  • Method and mixing device for controlling the introduction of a powdery substance into a liquid for an in-line mixing process
  • the invention relates to a first method for controlling the introduction of a powdered substance in a liquid consisting of at least one component for an in-line mixing method according to the independent claim 1 and a corresponding second method according to the preamble of the independent claim 2, wherein the introduction and treatment the powdery substance is quasi under the reaction kinetic conditions of a residence time behavior of a continuously operating homogeneous reaction vessel takes place and a mixing device for performing the respective method.
  • the mixer technology knows mixing processes which are operated batchwise or so-called in-line processes.
  • the mixing of liquid and powdered substance is carried out kinetic reaction kinetically in a so-called batch-operated reaction vessel (mixing vessel).
  • a certain amount of liquid is placed in the mixing container and it is so long supplied powdered substance until a desired or scheduled predetermined dry matter concentration of the powdered substance is present in the liquid.
  • powdery substance and liquid are preferably continuously stirred and / or mixed to form a mixed product, and the mixed product is homogenized with the aim of uniform distribution of the pulverulent substance.
  • the supply of the powdery substance can take place continuously or discontinuously.
  • the mixing of liquid and pulverulent substance is carried out in a reaction-kinetic manner in a so-called continuously operated reaction vessel. be done (mixing container).
  • mixing container A distinction is made between a single-pass and a multi-pass method.
  • liquid and pulverulent material the latter either continuously or discontinuously, are fed to the mixing container and a mixed product corresponding to the supplied quantities of liquid and pulverulent material is continuously removed from the mixing container.
  • Stirring and / or mixing or shearing and homogenization ensure that the theoretical postulate is that the mixed product has the same composition (eg dry matter concentration) at every point and that no temperature differences occur.
  • the dry matter concentration in the discharged mixed product remains constant over the duration of the mixing process.
  • a mixed product prepared in a first phase and adequately made to the one-pass process is recirculated in a second phase through the mixing vessel, wherein powdered material is further supplied either continuously or discontinuously.
  • the mixed product is recirculated until it has a grown to a predetermined final dry matter concentration.
  • various embodiments of the method are known, which provide that the entire mixed product discharged from the mixing container is either led again directly through the mixing process or first passed through a storage volume and then fed again to the mixing process. Between these two characteristics, any division ratios can be realized.
  • the present invention is exclusively concerned with mixing processes, which are operated in the inline process and here in all possible forms (single pass and any variants of the multi-pass process).
  • the mixing procedures and associated mixing equipment have been made public, for example, at the following Internet link: http://www.gea.com/products/ High-Shear-Inline-Mixer.isp ".
  • US Pat. No. 3,425,667 A describes a one-pass process for the continuous, controlled mixing of pigments and fillers with binder solutions or other liquids, in which solid and liquid components are controlled in a controlled manner. Herten quantities are fed into a flow mixing device and mixed there with each other. The control involves measuring the ratio of liquid and solid components in the mixture after the mixture has passed through the flow mixer. The regulation of the liquid supply takes place as a function of this measurement, with the regulation of the supply of solids comprising separate control agents.
  • the mixing devices mentioned above preferably also comprise so-called vacuum mixers which have a mixing container with a stirring and / or shearing and homogenizing device.
  • the free surface of the liquid which may for example have a free fill level with a height between 0.4 to 4 m in the mixing vessel, is subject to a corresponding height range associated negative pressure to atmospheric pressure, for example, 0.2 to 0.8 bar, so that the Liquid on the one hand in the mixing process can be easily freed from gas components and on the other hand in the bottom region of the mixing container under all operating conditions has a negative pressure to atmospheric pressure.
  • the introduction of the powdery substance into the mixing container takes place via an opening in the container wall below the free fill level.
  • This opening continues in a tubular inlet connection in the direction of the outside of the mixing container, to which a pipeline leading to a powder reservoir, for example, is connected.
  • the inlet nozzle and thus the pipeline are designed to be shut off via an inlet valve controlling the supply of the pulverulent material, so that on the one hand the mixing device is sealed off from its environment via this path and, on the other hand, an amount of pulverulent substance in the powder storage container in case of need due to the prevailing pressure conditions can be supplied automatically.
  • a related mixing device with a preferably discontinuous supply of the powdery substance is described in the document DE 10 2015 016 766 A1.
  • a discontinuous supply of the powdered substance has the advantage that the supply always takes place via the full open position of the inlet valve designed as a lifting valve, thereby minimizing the risk of clogging of the inlet valve.
  • depend gig greater than the duration of the respective open position more or less large amounts of the powdery substance are intermittently introduced into the liquid, so that in principle there is a risk that it comes to appropriate agglomerations of the powdery substance by the stirring and / or shearing and homogenizing -Form to dissolve completely to the subsequent entry of powdered material, while at the same time the greatest possible uniform distribution of the powdery substance is desirable.
  • This object is achieved in procedural terms by a first method with the features of the independent claim 1 and by a second method with the features of the independent claim 2. Furthermore, the object is achieved in device-technical terms by a mixing device for carrying out the respective method with the features of claim 12 or 13.
  • the invention relates to a method for controlling the introduction of a pulverulent substance into a liquid consisting of at least one component for an inline Mixing process, wherein the term "component” is to be understood as meaning that these can generally be discrete, separate liquids which can also be supplied separately from one another to the mixing process.
  • a one-step procedure is typically used to prepare low viscosity basic low dry matter base slurries or, for example, for skimmed milk powder in water or cocoa powder in milk or, more generally, when a powdery material with good solubility needs to be dissolved in a short time
  • the goal being a predetermined, fixed time constant dry matter concentration of the powdered substance in the liquid.
  • the liquid and the powdery substance are thereby continuously stirred and / or mixed to a mixed product and the mixed product is homogenized.
  • the treatment processes “stirring”, in which no or only a very small mechanical force is applied to the mixed product, and “mixing”, in which applied to the mixed product a significant shearing force and therefore the “mixing” subsequently in this regard also
  • the mixing product is continuously removed in accordance with the supplied quantities of liquid and powdered material
  • a formulation of the mixed product is at least as far as the preset dry matter concentration and the reaction conditions are each specified in the form of default data.
  • the idea of solution consists in that the discontinuous supply of the pulverulent substance takes place in a manner known per se in pulses by a chronological succession of metering pulses.
  • the reaction conditions in this regard, in a preferred embodiment, that the powdery substance is sucked by a negative pressure (vacuum) in the headspace of the mixing vessel to atmospheric pressure.
  • the metering pulses are each by a flow rate of the powdery substance rh P , a duration of the dosing pulse At1 and a time interval of adjacent dosing pulses At2.
  • the predetermined dry matter concentration c is defined according to equation (1), wherein in the most general case, the flow rate of the powder Substance ih P is a time-dependent flow rate powdery substance ip (t) and a flow rate liquid rh F is a time-dependent flow rate liquid rh F (t):
  • Ratio V is kept constant, and the predetermined dry matter concentration c is constant in the necessary manner.
  • a significant control technical feature is that a time-dependent current consumption l (t) is determined which is proportional to a stirring and / or shearing and homogenizing power required for a temporarily present mixed product. The latter always occurs approximately in the form of a Gaussian normal distribution when a defined amount of powdered substance m P is introduced and treated in pulses in the mixing process or the mixing container.
  • the time-dependent current consumption l (t) decays, namely to a reference current consumption l 0 , which is characteristic for the completely homogenized one Mixed product to be provided stirring and / or shearing and homogenizing performance.
  • the relevant Reference current consumption l 0 is stored in the default data and can be used from there, and it depends on the recipe of the mixed product and the reaction conditions for the mixing process.
  • the control measure according to the invention thus consists essentially in the fact that the duration of the metering pulse At1 and the time interval of adjacent metering pulses At2 are selected such that at the respective end of the interval of adjacent metering pulses At2 the time-dependent current consumption I (t) for stirring and / or or shearing and homogenizing of the temporarily present mixed product to the reference current absorption l 0 , which is required for the relevant treatment of the homogenized mixed product, within a practically acceptable tolerance.
  • the invention is based on a known method for controlling the introduction of a pulverulent substance into a liquid consisting of at least one component for an in-line mixing process, which also classifies as a multi-pass process or a multi-stage process becomes.
  • the multi-pass process is typically used for blended products which ultimately have a higher dry matter concentration and / or a higher viscosity, for example when larger amounts of powdered material need to be emulsified with oil, gum or flavors, because these blended products are mixed with the single pass feedstock. Method can not be displayed.
  • the introduction and treatment of the powdery substance, kinetic reaction takes place, again, as in the first method, almost under the conditions of a residence time behavior of a continuously operating homogeneous reaction vessel.
  • the second method is characterized in a conventional manner in such a way that presented in a first phase liquid in a mixing vessel and this liquid, the powdery substance is fed discontinuously, at the end of the first phase, a dry matter concentration is reached, which is below one for the End of the entire mixing process predetermined final value is.
  • the liquid and the powdery substance are continuously stirred in the first phase and / or mixed to a mixed product and the mixed product is homogenized.
  • the mixed product obtained in the first phase is recirculated through the mixing tank and it is further supplied to the recirculated amount of mixed product corresponding amounts of powdered material discontinuously.
  • the mass balance is designed according to the continuity condition in such a way that the mass flow of mixed product discharged from the mixing process corresponds to the mass flow mixed product passing through the recirculation plus the metered flow rate of pulverulent substance.
  • the mixed product is recirculated until a time-dependent course of a dry matter concentration of the powdery substance in the mixed product has grown to a predetermined final value.
  • a formulation of the mixed product is predetermined in each case in the form of default data, at least with regard to the time-dependent course of a dry substance concentration assigned to the predetermined end value.
  • the inventive idea of solution in the second method is that the discontinuous supply of the pulverulent substance is known in a manner known per se. se pulse manner is carried out by a temporal sequence of dosing pulses.
  • the reaction conditions provide for the powdery substance to be sucked in through a negative pressure (vacuum) in the headspace of the mixing container relative to atmospheric pressure.
  • the metering pulses are each characterized by a flow rate of the powdered substance rh P , a time duration of the metering pulse Et1 and a time interval of adjacent metering pulses At2.
  • the multi-stage sequence in the second phase of the second method results in a time-dependent course of a dry matter concentration c (t), which ends according to plan in the predetermined end value, being between the course of a dry matter concentration without saturation character (approximately linear course) or Saturation character (degressive course) is to be distinguished.
  • the time-dependent course of a dry matter concentration ending in the predetermined end value is defined according to the invention by the sequence of clearly defined metering pulses.
  • a significant control technical feature is that a time-dependent current consumption l (t) is determined which is proportional to a stirring and / or shearing and homogenizing power required for a temporarily present mixed product.
  • the latter always occurs in the form of approximately Gaussian normal distribution, if a defined amount of powdered Pululmoi substance introduced and treated in the mixing process or the mixing container.
  • the relevant course of a reference current consumption l 0 (t) is stored in the default data and can be drawn from there, and it depends on the recipe of the mixed product and the reaction conditions for the mixing process.
  • the duration of the dosing pulse At1 for the subsequent dosing pulse is shortened in the first case and extended in the second case.
  • the time-duration interval ratio V is increased.
  • This control measure with a variable time-to-interval ratio V requires the controller the ability to shorten or lengthen the duration of the metering pulse At1 with constant time interval of adjacent metering pulses .DELTA.2 or, with unchanged duration of the metering pulse At1 the time interval of adjacent metering pulses Adequately lengthen or shorten At2.
  • the control measure according to the invention therefore essentially consists in both embodiments of the second method in that the duration of the metering pulse At1 and the time interval of adjacent metering pulses At2 are selected such that the current-dependent current consumption l (t) determined at the respective end of the interval of adjacent metering pulses At2 for stirring and / or shearing and homogenizing the temporarily present mixed product to the time-dependent course of a reference current absorption l 0 (t), which is required for the relevant treatment of the homogenized mixed product, within a practically acceptable tolerance.
  • the second method which is primarily suitable for concentrating the dry matter concentration to a predetermined final value, comprises dividing the recirculated mixed product into a first portion and a second portion, feeding the first portion directly to the mixing process, and the complementary second portion passed over a storage volume and then also fed to the mixing process.
  • This division offers the possibility, as suggested, to adjust the first fraction recirculated immediately above the mixing process between zero and one hundred percent of the recirculated mixed product.
  • Such a configuration and mode of operation offers the possibility of concentrating smaller amounts of the desired mixed product exclusively in the mixing container at a maximum possible first proportion (100%).
  • the flow rate of the powdery substance over the period of the metering pulse is constant. This is ensured, in particular, by virtue of the fact that a controllable opening for the supply of the pulverulent substance assumes only either a full open position or a closed position.
  • another embodiment provides for both method that the shortening or extension of the duration of the metering pulse then takes place when a by a permissible current exceedance or a permissible current underflow each determined Stromkorridor by an upward deviating power consumption or a downward deviating power consumption is left.
  • the permissible current overshoot and the permissible current undershoot are each by a percentage of the associated reference current consumption or the associated time-dependent course of a reference current consumption determined.
  • the degree of shortening or lengthening of the duration of the metering pulse is determined as a function of the degree of deviation of the time-dependent current consumption from the associated reference current consumption or the associated time-dependent course of a reference current consumption.
  • another embodiment provides for both methods that the control of the introduction of the powdered substance into the further recipe-dependent specification data underlying at least one liquid is based on empirical values Previous mixing processes are obtained and stored, these Vorga- a flow rate of the at least one liquid, a mixing or solution temperature (reaction temperature), a pressure above the liquid column, from which a reaction pressure results, speeds of means for stirring and / or shearing and Homogenize and one of the associated reference current consumption or the associated time-dependent course of a reference current consumption dependent allowable current exceedance and a permissible current underrun.
  • another embodiment provides for both methods that the target-oriented recipe-dependent control parameters obtained during the control of the introduction of the pulverulent substance into the at least one liquid, namely, the duration of the metering pulse and the time interval between adjacent metering pulses, stored and used for subsequent control of the same recipes.
  • a mixing device for carrying out the first method consists, in a manner known per se, of a mixing container which has an inlet connection for the supply for a liquid, a discharge nozzle for removal of a mixed product and a stirring device and / or a shearing and homogenizing device.
  • an inlet valve is arranged with a valve closure member.
  • the inlet valve can be adjusted with the valve closing element either between completely closed (closed position) or completely open (open position).
  • a powdery substance is introduced into the liquid with the inlet valve, wherein the valve closure member can be transferred into the closed position or into the open position by means of a control device associated with the inlet valve.
  • the control device of the mixing device provides formulation-dependent default data and recipe-dependent control parameters in the form of the duration of the metering pulse and the time interval of adjacent metering pulses. Furthermore, the control device according to the invention has at least one signal sensor designed as a measuring device, which detects a time-dependent current consumption of the stirring device and / or the shearing and homogenizing device. Equipped with these properties, the control device controls the closing or the open position of the valve closure member as a function of the time-dependent current consumption and in relation to the default data and the control parameters.
  • a mixing device for carrying out the second method is constructed substantially adequately to the mixing device for carrying out the first method.
  • the difference results from the task underlying the second method, by recirculation of the mixed product to achieve the greatest possible concentration of small to largest amounts of mixed product with pulverulent material.
  • a constructive supplement to the mixing device in the form of a circulation line is provided which branches off from a line connected to the outlet connection and opens directly into the mixing container.
  • valve closing member is formed at least in its powder-loaded area as a diameter-equal cylindrical rod on the same diameter a valve plate is formed.
  • valve closing member When the inlet valve is in its full open position, the valve closing member is due to this embodiment largely moved out of the fully formed flow of the powdered substance so that it is not a flow obstacle on the one hand and on the other hand is a seat seal, which is in the valve plate recording, in the vicinity of the wall of a valve housing and thus outside of the fully formed flow region of the pipe flow and is at most only affected by the near-wall, stagnant flow in this edge region.
  • 1a shows a schematic representation of a mixing device for an in-line mixing method, which can be operated as a second method, a so-called multi-pass method;
  • FIG. 3 is a qualitative representation for the first method of a time-dependent current consumption l (t) for a sequence of dosing pulses with a constant duration of the dosing pulse At1 and with a time interval of adjacent dosing pulses At2;
  • FIG. 4 is a qualitative representation of the first method, a time-dependent current consumption l (t) for a sequence of metering pulses with a constant duration of the metering pulse At1 / 2 and with a time interval of adjacent metering pulses At2 / 2;
  • FIG. 5 shows a qualitative depiction for the second method of a time-dependent current consumption l (t) for a sequence of metering pulses with a constant duration of the metering pulse At1 and with a constant time interval of adjacent metering pulses At2 for realizing a time-dependent approximately linearly increasing course of a dry matter Concentration (without saturation character) and Figure 6 in a qualitative representation for the second method, a time-dependent current consumption l (t) for a sequence of dosing pulses with a steadily decreasing duration of the dosing At1 and with a constant time interval of adjacent Dosierimpulse At2 to realize a time-dependent degressive course a desiccant concentration (with saturation character).
  • a mixing device 1000 has inter alia a mixing container 100, which consists of a preferably cylindrical container casing 100.1, an upper container bottom 100.2 and a lower container bottom 100.3.
  • the lower container bottom 100.3 preferably tapers downwards, usually conically or in the form of a circular cone, and has at the lower end an outlet connection 100.4 for a mixed product M, which is removed with a mixed flow rh M.
  • the mixing tank 100 is fed via a feed port 100.5 a liquid F with a flow rate liquid m F , which forms a free level N, above the usually in the subject mixing device 1000 (vacuum mixer), a pressure above the liquid column p, a negative pressure opposite atmospheric pressure, prevails.
  • the inlet valve 20 is used for the discontinuous supply of a powdered substance P with a mass flow of powdered material m P , which is supplied via a feed line 18, into the liquid F or into the mixed product M.
  • the inlet valve 20 is associated with a control device 30, which is provided with a control head housing 14 of the inlet valve 20 communicates via a signal line 22 and the inlet valve 20, if necessary, transferred to its open or closed position.
  • the required stirring action can also be achieved by means of fluidics, for example by pumping the liquid F or the mixed product M via a circulation line, not shown in FIG. 1, or a circulation line 28 having a preferably tangential inlet of the liquid F or the mixed product as shown in FIG M in the mixing container 100, reached or supported.
  • the mixed product M should be read and vice versa.
  • the stirring device 24 is preferably in the lower region of the lower container bottom 100.3 and preferably eccentrically in this a driven by a second drive motor 50 at a rather high second speed n2 shearing and homogenizing device 26 is provided.
  • This sucks the liquid F preferably on the one hand from above and throws them on the other hand ring in the near-wall region of the lower tank bottom 100.3 such that preferably forms an outwardly inwardly directed circulation flow in the mixing vessel 100.
  • liquid F and powdered substance P or the resulting mixed product M are very intensively mechanically mixed and preferably homogenized.
  • the inlet valve 20 is designed as a lifting valve ( Figure 2). It has a valve seat 2 a in a valve housing 2 a and a cooperating with this valve plate 8a, which is formed on a valve closing member 8. As a rule, the valve closing member 8 receives a seat seal 10, which in the closed position of the inlet valve 20 in cooperation with the valve seat 2a causes the seal.
  • the valve seat 2a has a seat opening 2b, through which the pulverulent substance P supplied via a pipe connection 2c from the supply line 18 is introduced into the liquid F (FIG. 1).
  • the seat opening 2b is with the valve plate 8a between fully closed, the closed position, o- fully open, the open position, adjustable.
  • the valve housing 2 is connected via a lantern housing 4 with a drive housing 6 for driving the valve closure member 8.
  • valve closure member 8 is at least in its powder-loaded area as a diameter-equal cylindrical rod formed on the diameter equal to the valve plate 8a is formed.
  • the control device 30 (FIG. 1) has at least one signal sensor 16.
  • the at least one signal sensor 16 is a measuring device, for example for mixing parameters, such as, for example, the volume flow liquid rh F , the pressure above the liquid column p in the mixing tank 100, a mixing or solution temperature T of the liquid F, a dry matter concentration c or a time-dependent course of a dry matter Concentration c (t), rotational speeds n1, n2 and a time-dependent current consumption l (t) of the stirring and / or shearing and homogenizing device 24, 26.
  • the signal sensor 16 is shown in FIG. 1 by way of example for the time-dependent current consumption l (t). of the second drive motor 50 of the shearing and homogenizing device 26.
  • additional or alternative further measuring devices can be provided which determine the other mixing parameters.
  • a mixing device 1000 for the second method differs from that for the first method only in that a circulation line 28 is provided, which branches off from a line connected to the outlet connection 100.4 and directly into the mixing vessel 100, preferably via its own recirculation port 100.6, opens ,
  • the line connected to the outlet connection 100.4 can be guided via one or more storage containers and finally connected to the inlet connection 100.5.
  • the introduction and treatment of the powdery substance P takes place quasi under the reaction kinetic conditions of a residence time behavior of a continuously operating homogeneous reaction vessel. It will be the liquid F via the inlet port 100.5 with the flow rate liquid m F , which can be a time-dependent flow rate liquid (m F (t)) in the most general case, and the powdered substance P via the inlet valve 20 discontinuously with the flow rate powdered substance m P , in the In the most general case, a time-dependent flow rate of pulverulent substance (m P (t)) may also be supplied to the mixing process in the mixing vessel 100, the target being the predetermined, unchanging, dry matter concentration c of the pulverulent substance P in the liquid F.
  • the liquid F and the powdery substance P are continuously stirred and / or mixed to the mixed product M and the mixed product M is homogenized.
  • the mixed product M is discharged continuously in accordance with the supplied amounts of liquid F and powdered substance P with the flow rate mixed product m M.
  • the discontinuous supply of the powdery substance P takes place over a period of time t pulse-wise by a chronological sequence of metering pulses i (FIGS. 3 and 4) which respectively characterize the flow rate of the pulverulent substance m P , a duration of the metering pulse At1 and a time interval of adjacent metering pulses At2 are.
  • the shearing and homogenizing device 26 for example, is connected to the second drive motor 50 in the same way.
  • the time-dependent current consumption l (t) applied over the corresponding time duration t is determined or measured.
  • the latter is proportional to a mixing and / or shearing and homogenizing power (FIG. 1) required for a mixing product M * temporarily present in the mixing container 100 immediately after the metering pulse i, which is produced by the stirring and / or shearing and homogenizing Device 24, 26 is applied at this stage of the treatment.
  • the course of the time-dependent current consumption l (t) is similar to a Gaussian distribution curve, it increases with the intermittently entering mass flow of powdery substance rp, reaches a maximum, and then after dissolution of the powdered substance P, ie at a then achieved homogenized mixed product M to gradually decrease to an initial value.
  • this typical behavior is utilized in terms of control technology in that a reference current consumption I 0 is used which is characteristic of the stirring and / or shearing and homogenizing power to be produced on the homogenized mixed product M.
  • the tolerance consists in a specification of a permissible current overshoot AM and in a permissible current undershoot ⁇ 2 (FIG. 3).
  • the shortening or the extension of the duration of the metering pulse At1 takes place when a current corridor determined by the permissible current excess ⁇ 1 or the permissible current shortage ⁇ 2 is determined by the time-dependent current consumption l * (t), l ** (t) deviating upwards or downwards. is left.
  • the permissible excess current and the permissible current undershoot AM, ⁇ 2 are preferably each determined by a percentage of the associated reference current consumption l 0 .
  • the degree of shortening or extension of the duration of the metering pulse At1 is preferably determined as a function of the degree of deviation of the time-dependent current consumption l (t) from the associated reference current consumption l 0 .
  • the permissible excess current AM which is ultimately determined by the respective recipe of the mixed product M, and the permissible current shortage ⁇ 2 can be part of the specification data D for the mixing process.
  • targeted recipe-dependent control parameters S namely the duration of the metering pulse ⁇ and the time interval of adjacent metering pulses At2 are stored and used for subsequent control of the same recipes.
  • the control device 30 of the mixing device 100 according to the invention is set up so that it can provide the formulation-dependent default data D and the formulation-dependent control parameters S in the form of the duration of the metering pulse At1 and the time interval of adjacent metering pulses At2.
  • the control device 30 furthermore has at least the signal sensor 16 designed as a measuring device (FIG. 1), which detects the time-dependent current consumption l (t) of the stirring device 24 and / or the shearing and homogenizing device 26 (FIGS. 3, 4).
  • the control device 30 controls the closing or the open position of the valve closing member 8 (FIG. 2) as a function of the time-dependent current consumption l (t) and in relation to the default data D and the control parameters S.
  • liquid F is introduced into the mixing container 100 (feed via the feed connection 100.5) and the powdered substance P is fed discontinuously to this total introduced liquid F via the inlet valve 20 with the mass flow of pulverulent substance m P , at the end of the first Phase a dry matter concentration c is reached, which is below a predetermined end of the entire mixing process final value c E.
  • the liquid F and the powdery substance P are continuously stirred by means of the stirring device 24 and / or mixed by means of the shearing and homogenizing device 26 to the mixed product M and the mixed product M is homogenized.
  • the mixed product M obtained in the first phase is recirculated via the mixing tank 100 and it is further recirculated Amount of mixed product M corresponding amounts of powdered substance P fed discontinuously.
  • the amount of mixed product M discharged into the recirculation can be divided into a first portion a and a second portion b ((a + b) M). Accordingly, in the second phase at constant level N, the mass balance is necessarily based on the continuity condition.
  • the mixed product M is recirculated until a time-dependent course of a dry matter concentration c (t) of the powdery substance P in the mixed product M has grown to the predetermined final value CE.
  • a formulation of the mixed product M are predetermined at least in terms of the time-dependent course of a dry matter concentration c (t) assigned to the predetermined end value CE and the reaction conditions in each case in the form of the default data D.
  • the inventive idea of solution corresponds in essential features to that according to the first method.
  • the multi-stage sequence in the second phase of the second method results in the time-dependent course of a dry matter concentration c (t), which ends according to plan in the predetermined end value CE, wherein between the course of a dry matter concentration c (t) without saturation character 5) or with a saturation character (degressive time-dependent progression, see FIG.
  • the time-dependent course of a dry substance concentration c (t) ending in the predetermined final value c E is defined by the sequence of specific metering pulses i, ie uniquely determined by the duration of the metering pulse At1 and the interval of adjacent metering pulses At2.
  • the time-dependent current consumption l (t) decays, namely on a time-dependent course of a reference current consumption l 0 (t), which is characteristic of the homogenized mixed product M under the conditions of the associated time-dependent course of a dry matter concentration c (t) to be provided agitating and / or shearing and homogenizing Performance (see Figure 5: approximately linear time-dependent Course of a reference current consumption l 0 (t); Figure 6: degressive time-dependent course of a reference current consumption l 0 (t)).
  • the relevant course of a reference current consumption l 0 (t) is stored in the default data D, and it depends on the recipe of the mixed product M and the reaction conditions for the mixing process.
  • the duration of the dosing pulse At1 for the subsequent dosing pulse is shortened in the first case and longer in the second case!
  • the flow rate of powdered material m P is introduced in the period t of the entire mixing process at approximately constant level N in the mixing vessel 100 in a present almost invariable volume of the mixed product V M (V M »constant), with a density P of the mixed product M increases, namely according to the time-dependent course of a dry matter concentration c (t), which grows to the predetermined end value CE.
  • a related course describes a successful mixing process, which on the one hand protects the mixed product M and on the other hand is designed to be energy-efficient. It does not require control measures in the sense explained above. Only when deviations from the permissible current exceeding or current undershooting ⁇ , ⁇ 2 occur, the control mechanisms, as described for the first method in connection with FIGS. 3 and 4, apply mutatis mutandis.
  • control devices 30 with a variable time-interval ratio V require the control device 30 to be able to shorten or lengthen the duration of the metering pulse At1 with a constant interval of adjacent metering pulses ⁇ 2 or, if the metering pulse At1 has not changed, the interval between adjacent metering pulses ⁇ 2 adequately extend or shorten.
  • control measures according to the invention thus consist essentially in both embodiments of the second method in that the time duration of the metering pulse At1 and the interval between adjacent metering pulses .DELTA..2 are selected so that at the respective end of the interval of adjacent metering pulses .DELTA.2 the time-dependent determined power consumption l (t) for stirring and / or mixing and homogenizing the temporarily present mixing product M * to the time-dependent course of a reference current absorption l 0 (t), which is required for the relevant treatment of the homogenized mixed product M, within a practically acceptable tolerance , REFERENCE LIST OF ABBREVIATIONS USED
  • V At1 / At2
  • V M Volume of the mixed product Density of mixed product a first fraction (immediate recirculation)

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes (P) in eine aus wenigstens einer Komponente bestehende Flüssigkeit (F) für ein Inline-Mischverfahren nach dem Nebenanspruch 1 oder dem Oberbegriff des Nebenanspruchs 2 sowie eine Mischvorrichtung zur Durchführung des jeweiligen Verfahrens, die sicherstellen, dass die bisher bekannt gewordenen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Dies wird verfahrenstechnisch mit einem ersten Verfahren unter anderem dadurch erreicht, • dass die diskontinuierliche Zufuhr des pulverförmigen Stoffes (P) impulsweise durch eine zeitliche Abfolge von Dosierimpulsen (i) erfolgt, die jeweils durch einen Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes (ṁP), eine Zeitdauer des Dosierimpulses (Δt1) und einen Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse (Δt2) charakterisiert sind, • dass eine zeitabhängige Stromaufnahme (l(t)) ermittelt wird, die proportional zu einer für ein temporär vorliegendes Mischprodukt (M*) erforderlichen Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung ist, und • dass am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse (Δt2) und bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme (l(t)) von der Referenzstromaufnahme (lo) um mehr als eine vorgegebene Toleranz, und zwar entweder nach oben oder nach unten, unter Einhaltung des Verhältnisses (V = Δt1/Δt2) die Zeitdauer des Dosierimpulses (Δt1) für den nachfolgenden Dosierimpuls (i) im ersten Fall verkürzt und im zweiten Fall verlängert wird.

Description

Verfahren und Mischvorrichtung zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes in eine Flüssigkeit für ein Inline-Mischverfahren
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein erstes Verfahren zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes in eine aus wenigstens einer Komponente bestehende Flüssigkeit für ein Inline-Mischverfahren nach dem Nebenanspruch 1 und ein ent- sprechendes zweites Verfahren nach dem Oberbegriff des Nebenanspruchs 2, bei denen die Einbringung und Behandlung des pulverförmigen Stoffes quasi unter den reaktionskinetischen Bedingungen eines Verweilzeitverhaltens eines kontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionskessels erfolgt sowie eine Mischvorrichtung zur Durchführung des jeweiligen Verfahrens.
STAND DER TECHNIK
Die Mischertechnologie kennt mit Blick auf die Einbringung eines pulverförmigen Stoffes in eine Flüssigkeit und dessen Gleichverteilung und ggf. Auflösung in der Flüssigkeit Mischverfahren, die absatzweise (sog. Batch-Verfahren) oder kontinuierlich (sog. Inline-Verfahren) betrieben werden.
Beim Batch-Verfahren wird das Mischen von Flüssigkeit und pulverförmigem Stoff reaktionskinetisch in einem sogenannten diskontinuierlich betriebenen Reaktions- kessel (Mischbehälter) durchgeführt. Eine bestimmte Menge Flüssigkeit wird in dem Mischbehälter vorgelegt und es wird so lange pulverförmiger Stoff zugeführt, bis eine gewünschte bzw. planmäßig vorgegebene Trockenstoff-Konzentration des pulverförmigen Stoffes in der Flüssigkeit vorliegt. Pulverförmiger Stoff und Flüssigkeit werden dabei vorzugsweise fortwährend gerührt und/oder zu einem Mischprodukt gemischt und das Mischprodukt wird mit dem Ziel einer Gleichverteilung des pulverförmigen Stoffes homogenisiert. Die Zufuhr des pulverförmigen Stoffes kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.
Beim Inline-Verfahren wird das Mischen von Flüssigkeit und pulverförmigem Stoff reaktionskinetisch in einem sogenannten kontinuierlich betriebenen Reaktionskes- sei (Mischbehälter) durchgeführt. Dabei wird zwischen einem Eindurchgang- und einem Mehrdurchgang-Verfahren unterschieden. Beim Eindurchgang-Verfahren wird dem Mischbehälter stetig Flüssigkeit und pulverförmiger Stoff, letzterer entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich, zugeführt und es wird aus dem Misch- behälter ein Mischprodukt entsprechend den zugeführten Mengen an Flüssigkeit und pulverförmigem Stoff kontinuierlich abgeführt. Rühren und/oder Mischen bzw. Scheren und Homogenisieren sorgen dafür, so ist das theoretische Postulat, dass das Mischprodukt an jeder Stelle die gleiche Zusammensetzung (z.B. Trockenstoff-Konzentration) hat und keine Temperaturunterschiede auftreten. Die Tro- ckenstoff-Konzentration im abgeführten Mischprodukt bleibt, über die Dauer des Mischprozesses gesehen, unverändert konstant.
Beim Mehrdurchgang-Verfahren wird ein in einer ersten Phase und adäquat zum Eindurchgang-Verfahren hergestelltes Mischprodukt in einer zweiten Phase über den Mischbehälter rezirkuliert, wobei pulverförmiger Stoff weiterhin entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführt wird. Das Mischprodukt wird so lange rezirkuliert, bis es dabei eine bis auf einen vorgegebenen Endwert aufgewachsene Trockenstoff-Konzentration aufweist. Hinsichtlich der Rezirkulation sind verschiedene Ausprägungen des Verfahrens bekannt, die vorsehen, dass das gesamte aus dem Mischbehälter abgeführte Mischprodukt entweder erneut unmittelbar über den Mischprozess geführt oder zunächst über ein Speichervolumen geführt und dann gleichfalls dem Mischprozess erneut zugeführt wird. Zwischen diesen beiden Ausprägungen sind beliebige Aufteilungsverhältnisse realisierbar. Die vorliegende Erfindung befasst sich ausschließlich mit Mischverfahren, die im Inline-Verfahren und hier in allen möglichen Ausprägungen (Eindurchgang- und beliebige Varianten des Mehrdurchgangverfahrens) betrieben werden. Diesbezügliche Mischverfahren und die zugeordneten Mischvorrichtungen wurden der Öffentlichkeit beispielweise unter folgendem Internet-Link bekannt gemacht: ..http://www.gea.com/de/products/ High-Shear-Inline-Mixer.isp".
Die US 3 425 667 A beschreibt ein Eindurchgang-Verfahren zur kontinuierlichen, kontrollierten Vermischung von Pigmenten und Füllstoffen mit Bindemittellösungen oder anderen Flüssigkeiten, bei dem feste und flüssige Komponenten in kontrol- Herten Mengen in ein Durchflussmischgerät eingespeist und dort miteinander gemischt werden. Die Kontrolle umfasst die Messung des Verhältnisses von flüssigen und festen Komponenten in der Mischung, nachdem die Mischung das Durchflussmischgerät passiert hat. Die Regulierung der Flüssigkeitszufuhr findet in Ab- hängigkeit von dieser Messung statt, wobei die Regulierung der Zufuhr von Feststoffen getrennte Steuerungsmittel umfasst.
Die vorstehend erwähnten Mischvorrichtungen umfassen bevorzugt auch sogenannte Vakuummischer, die einen Mischbehälter mit einer Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Einrichtung aufweisen. Die freie Oberfläche der Flüssigkeit, die in dem Mischbehälter beispielsweise ein freies Füllstandsniveau mit einer Höhe zwischen 0,4 bis 4 m aufweisen kann, unterliegt dabei einem diesem Höhenbereich entsprechend zugeordneten Unterdruck gegenüber Atmosphärendruck von beispielsweise 0,2 bis 0,8 bar, damit die Flüssigkeit einerseits beim Mischprozess leichter von Gasbestandteilen befreit werden kann und andererseits im Bodenbereich des Mischbehälters unter allen Betriebsbedingungen einen Unterdruck gegenüber Atmosphärendruck aufweist. Die Einleitung des pulverförmigen Stoffes in den Mischbehälter erfolgt über eine Öffnung in der Behälterwandung unterhalb des freien Füllstandsniveaus. Diese Öffnung setzt sich in einem rohrförmigen Ein- trittsstutzen in Richtung der Außenseite des Mischbehälters fort, an den eine beispielsweise zu einem Pulvervorratsbehälter führende Rohrleitung angeschlossen ist. Der Eintrittsstutzen und damit die Rohrleitung sind über ein die Zufuhr des pulverförmigen Stoffes steuerndes Einlaufventil absperrbar ausgebildet, damit einerseits die Mischvorrichtung über diesen Weg gegenüber ihrer Umgebung abge- schlössen und andererseits eine im Pulvervorratsbehälter vorgelegte Menge des pulverförmigen Stoffes im Bedarfsfalle der Flüssigkeit aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse selbsttätig zugeführt werden kann. Eine diesbezügliche Mischvorrichtung mit einer vorzugsweise diskontinuierlichen Zufuhr des pulverförmigen Stoffes ist in der Druckschrift DE 10 2015 016 766 A1 beschrieben.
Eine diskontinuierliche Zufuhr des pulverförmigen Stoffes, wie sie beispielsweise in der DE 10 2015 016 766 A offenbart ist, hat den Vorteil, dass die Zufuhr immer über die volle Offenstellung des als Hubventil ausgebildeten Einlaufventils erfolgt und dadurch die Gefahr des Verstopfens des Einlaufventils minimiert wird. Abhän- gig von der Zeitdauer der jeweiligen Offenstellung werden mehr oder weniger große Mengen des pulverförmigen Stoffes stoßweise in die Flüssigkeit eingebracht, sodass grundsätzlich die Gefahr besteht, dass es zu entsprechenden Zusammenballungen des pulverförmigen Stoffes kommt, die durch die Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Einrichtung bis zum nachfolgenden Eintrag von pulverförmigem Stoff vollständig aufzulösen sind, wobei gleichzeitig eine weitestgehende Gleichverteilung des pulverförmigen Stoffes anzustreben ist. Es hat sich in diesem Zusammenhang gezeigt, dass sich die stoßweise Zufuhr des pulverförmigen Stoffes in einem Anstieg der Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung (Antriebs- leistung für die zugeordneten Einrichtungen), abbildet, die notwendig ist, um das in dieser Phase des Mischprozesses temporär vorliegende Mischprodukt zu behandeln. Der Verlauf der diesbezüglichen Antriebsleistung, die proportional zur Stromaufnahme der zugeordneten Antriebsmotore ist, entspricht näherungsweise einer Gauß'schen Normalverteilungskurve.
Erschwerend kommt im Mischprozess hinzu, dass das Verweilzeitverhalten eines kontinuierlich betriebenen Reaktionskessels bzw. Mischbehälters zwar theoretisch an jeder Stelle eine gleiche Zusammensetzung des Mischprodukts postuliert, dass es praktisch jedoch, verstärkt durch die betriebsbedingte diskontinuierliche Zufuhr des pulverförmigen Stoffes, zu unterschiedlichen Verweilzeiten der inhomogen verteilten Zusammenballungen des pulverförmigen Stoffes kommen kann.
Es kann daher zum einen nicht ausgeschlossen werden, dass sich mehr oder weniger große Zusammenballungen, die nach unterdurchschnittlicher Verweilzeit den Mischbehälter verlassen, nicht vollständig auflösen und im Mischprodukt nachhaltig existent sind. Durch die vorstehend beschriebenen Inhomogenitäten des pulverförmigen Stoffes in dem Mischprodukt besteht in diesem zum anderen die Gefahr eines mikrobiologischen Wachstums (Keimwachstum), das insbesondere dann, wenn der Mischbehälter beheizt ist und die Inhomogenitäten unter diesen thermischen Bedingungen gegebenenfalls überdurchschnittlich lange im Mischbehälter verweilen, befördert wird. Darüber hinaus kommt es unter den letztgenannten Bedingungen verstärkt zur Belagbildung (sogenanntes Produkt-Fouling) an den beheizten Wandungen des Mischbehälters, die einerseits den Wärmeüber- gang behindert und andererseits die Standzeit des Mischbehälters bis zum nächstfälligen Reinigungszyklus verkürzt.
Da es bislang an zielführenden Steuerungsmechanismen fehlt, um Inhomogenitä- ten hinsichtlich der Verteilung und des Auflösungsgrades von Zusammenballungen des pulverförmigen Stoffes und unverhältnismäßig große Schwankungen der Zufuhr des pulverförmigen Stoffes zu vermeiden und eine Blockierung der Mischvorrichtung wegen zu hoher Trockenstoff-Konzentration im Mischbehälter zu verhindern, wird bislang, um vermeintlich auf der sicheren Seite zu agieren, bei Mischvorrichtungen der in Rede stehenden Art das Rühren und/oder Scheren und Homogenisieren des temporär vorliegenden Mischprodukts über die gesamte Zeitdauer des Mischprozesses intensiver betrieben, als dies über weite Zeitabschnitte erforderlich ist. Diese zu intensive Behandlung kann sich einerseits produktschädigend auswirken und ist andererseits nicht energieeffizient.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zwei gattungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffe in eine aus wenigstens einer Komponente bestehende Flüssigkeit für ein Inline-Mischverfahren und zugeordnete Mischvorrichtungen zur Durchführung des jeweiligen Verfahrens derart weiterzubilden, dass die vorstehend angegebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch ein erstes Verfahren mit den Merkmalen des Nebenanspruchs 1 und durch ein zweites Verfahren mit den Merkmalen des Nebenanspruchs 2 gelöst. Ferner wird die Aufgabe in vorrichtungstechnischer Hinsicht durch eine Mischvorrichtung zur Durchführung des jeweiligen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 12 bzw. 13 gelöst.
Erstes Verfahren
Die Erfindung geht mit Blick auf ein erfindungsgemäßes erstes Verfahren aus von einem Verfahren zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes in eine aus wenigstens einer Komponente bestehende Flüssigkeit für ein Inline- Mischverfahren, wobei die Begrifflichkeit„Komponente" so zu verstehen ist, dass es sich hierbei in der Regel um diskrete, voneinander getrennte Flüssigkeiten handeln kann, die auch voneinander getrennt dem Mischprozess zugeführt werden können. Dieses erste Verfahren, ein sogenanntes Eindurchgang-Verfahren bzw. ein einstufiger Ablauf, wird typischerweise angewendet zur Herstellung niedrigviskoser Basisschlämme mit niedriger Trockenstoff-Konzentration oder z.B. für Magermilchpulver in Wasser oder Kakaopulver in Milch oder, allgemeiner gefasst, wenn ein pulverförmige Stoff mit guter Löslichkeit in kurzer Zeit aufgelöst werden muss. Dabei erfolgt die Einbringung und Behandlung des pulverförmigen Stoffes, reaktionskinetisch betrachtet, quasi unter den Bedingungen eines Verweilzeitverhaltens eines kontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionskessels, und zwar dergestalt, dass die Flüssigkeit kontinuierlich und der pulverförmige Stoff diskontinuierlich einem Mischbehälter zugeführt werden, wobei das Ziel eine vorgegebene, zeitlich unveränderliche Trockenstoff-Konzentration des pulverförmigen Stoffes in der Flüssigkeit ist. Die Flüssigkeit und der pulverförmige Stoff werden dabei fortwährend gerührt und/oder zu einem Mischprodukt gemischt und das Mischprodukt wird homogenisiert. In der Regel überlagern sich die Behandlungsverfahren „Rühren", bei dem auf das Mischprodukt keine oder nur eine sehr geringe mechanische Kraft aufgewendet wird, und„Mischen", bei dem auf das Mischprodukt eine deutliche Scherkraft angewendet und daher das„Mischen" nachfolgend diesbezüglich auch als„Scheren" klassifiziert wird, wobei das„Homogenisieren" meist integraler Bestandteil des Mischens ist. Das Mischprodukt wird entsprechend der zugeführten Mengen an Flüssigkeit und pulverförmigem Stoff kontinuierlich abgeführt. Bei dem in Rede stehenden Mischverfahren sind eine Rezeptur des Misch- Produktes wenigstens hinsichtlich der vorgegebenen Trockenstoff-Konzentration und die Reaktionsbedingungen jeweils in Form von Vorgabedaten vorgegeben.
Der Lösungsgedanke besteht darin, dass die diskontinuierliche Zufuhr des pulverförmigen Stoffes in an sich bekannter Weise impulsweise durch eine zeitliche Ab- folge von Dosierimpulsen erfolgt. Die Reaktionsbedingen sehen diesbezüglich in einer bevorzugten Ausgestaltung vor, dass der pulverförmige Stoff durch einen Unterdruck (Vakuum) im Kopfraum des Mischbehälters gegenüber Atmosphärendruck angesaugt wird. Die Dosierimpulse sind jeweils durch einen Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes rhP, eine Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und einen Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 charakterisiert.
Durch ein festes Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und dem zugeordneten Zeitabstand At2 benachbarter Dosierimpulse (V = = konstant) ist die vorgegebene Trockenstoff-Konzentration c nach Gleichung (1 ) definiert, wobei im allgemeinsten Falle der Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes ihP ein zeitabhängiger Mengenstrom pulverförmiger Stoff i p(t) und ein Mengenstrom Flüssigkeit rhF ein zeitabhängiger Mengenstrom Flüs- sigkeit rhF (t) sind:
c = = k = k = konstant (1 )
Die zeitabhängigen Stoffströme rhP(t) und mF(t) sind bei dem in Rede stehenden Mischprozess über die Zeit gesehen konstant (mP = konstant; mF = konstant), sodass sich aus dem Quotienten aus beiden Größen wiederum eine Konstante k = ergibt. Da auch voraussetzungsgemäß das Zeitdauer-Zeitabstand- rhF(t)
Verhältnis V konstant gehalten wird, ist auch die vorgegebene Trockenstoff- Konzentration c in der notwendigen Weise konstant. Ein signifikantes steuerungstechnisches Merkmal besteht darin, dass eine zeitabhängige Stromaufnahme l(t) ermittelt wird, die proportional zu einer für ein temporär vorliegendes Mischprodukt erforderlichen Rühr- und/oder Scher- und Homoge- nisier-Leistung ist. Letztere tritt immer dann näherungsweise in Form einer Gauß'schen Normalverteilung auf, wenn eine definierte Menge pulverförmiger Stoff mP impulsweise in den Mischprozess bzw. den Mischbehälter eingebracht und behandelt wird.
Sobald sich der pulverförmige Stoff in der aufnehmenden Flüssigkeit gleichverteilt, d.h. möglichst homogen verteilt und ggf. dabei aufgelöst hat, klingt die zeitabhän- gige Stromaufnahme l(t) ab, und zwar auf eine Referenzstromaufnahme l0, die charakteristisch ist für die am vollständig homogenisierten Mischprodukt zu erbringende Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung. Die diesbezügliche Re- ferenzstromaufnahme l0 ist in den Vorgabedaten hinterlegt und kann von dort herangezogen werden, und sie ist abhängig von der Rezeptur des Mischproduktes und den Reaktionsbedingungen für den Mischprozess. Am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 und bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von der Referenzstromaufnahme l0 um mehr als eine vorgegebene Toleranz, wobei eine Abweichung entweder nach oben oder nach unten vorliegen kann, wird unter Einhaltung des aus der vorgegebenen Trockenstoff-Konzentration c resultierenden festen Verhältnisses V=At1/At2 die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 für den nachfolgenden Dosierimpuls im ersten Fall verkürzt und im zweiten Fall verlängert. Diese steuerungstechnische Maßnahme führt zwangsläufig im gleichen Verhältnis zu einer entsprechenden Verkürzung oder Verlängerung des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2, bezogen auf den nachfolgenden Dosierimpuls.
Die erfindungsgemäße steuerungstechnische Maßnahme besteht im Kern somit darin, dass die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und der Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 so gewählt werden, dass sich am jeweiligen Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 die zeitabhängig ermittelte Stromauf- nähme l(t) zum Rühren und/oder Scheren und Homogenisieren des temporär vorliegenden Mischproduktes an die Referenzstromaufnahme l0, die zur diesbezüglichen Behandlung des homogenisierten Mischprodukts erforderlich ist, im Rahmen einer praxisrelevanten zulässigen Toleranz annähert. Zweites Verfahren
Die Erfindung geht mit Blick auf ein erfindungsgemäßes zweites Verfahren aus von einem bekannten Verfahren zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmi- gen Stoffes in eine aus wenigstens einer Komponente bestehende Flüssigkeit für ein Inline-Mischverfahren, das auch als Mehrdurchgang-Verfahren oder mehrstufi- ger Ablauf klassifiziert wird. Das Mehrdurchgang-Verfahren wird typischerweise angewendet für Mischprodukte, die im Endergebnis eine höhere Trockenstoff- Konzentration und/oder eine höhere Viskosität aufweisen, beispielsweise wenn größere Mengen pulverförmiger Stoff beispielsweise mit Öl, Gummi oder Aromen emulgiert werden müssen, weil diese Mischprodukte mit dem Eindurchgang- Verfahren nicht darstellbar sind. Dabei erfolgt die Einbringung und Behandlung des pulverförmigen Stoffes, reaktionskinetisch betrachtet, wiederum, wie beim ersten Verfahren, quasi unter den Bedingungen eines Verweilzeitverhaltens eines kontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionskessels.
Das zweite Verfahren zeichnet in an sich bekannter Weise dergestalt aus, dass in einer ersten Phase Flüssigkeit in einem Mischbehälter vorgelegt und dieser Flüssigkeit der pulverförmige Stoff diskontinuierlich zugeführt wird, wobei am Ende der ersten Phase eine Trockenstoff-Konzentration erreicht ist, die unterhalb eines für das Ende des gesamten Mischprozesses vorgegebenen Endwertes liegt. Die Flüssigkeit und der pulverförmige Stoff werden in der ersten Phase fortwährend gerührt und/oder zu einem Mischprodukt gemischt und das Mischprodukt wird homogenisiert. In einer zweiten Phase wird das in der ersten Phase gewonnene Mischprodukt über den Mischbehälter rezirkuliert und es werden weiterhin der rezirkulierten Menge Mischprodukt entsprechende Mengen an pulverförmigem Stoff diskontinuierlich zugeführt. Die Mengenbilanz gestaltet sich demnach in der zweiten Phase bei konstantem Füllstandsniveau nach der Kontinuitätsbedingung derart, dass der aus dem Mischprozess abgeführte Mengenstrom Mischprodukt dem über die Re- zirkulation geführten Mengenstrom Mischprodukt zuzüglich dem dosierten Mengenstrom pulverförmiger Stoff entspricht.
Das Mischprodukt wird so lange rezirkuliert, bis ein zeitabhängiger Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration des pulverförmigen Stoffes im Mischprodukt auf einen vorgegebenen Endwert aufgewachsen ist.
Bei dem in Rede stehenden Mischverfahren sind eine Rezeptur des Mischproduktes wenigstens hinsichtlich des dem vorgegebenen Endwert zugeordneten zeitab- hängigen Verlaufs einer Trockenstoff-Konzentration und die Reaktionsbedingungen jeweils in Form von Vorgabedaten vorgegeben.
Der erfinderische Lösungsgedanke besteht beim zweiten Verfahren darin, dass die diskontinuierliche Zufuhr des pulverförmigen Stoffes in an sich bekannter Wei- se impulsweise durch eine zeitliche Abfolge von Dosierimpulsen erfolgt. Die Reak- tionsbedingen sehen diesbezüglich in einer bevorzugten Ausgestaltung und adäquat zum ersten Verfahren vor, dass der pulverförmige Stoff durch einen Unterdruck (Vakuum) im Kopfraum des Mischbehälters gegenüber Atmosphärendruck angesaugt wird. Die Dosierimpulse sind jeweils durch einen Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes rhP, eine Zeitdauer des Dosierimpulses Ät1 und einen Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 charakterisiert.
Durch den mehrstufigen Ablauf in der zweiten Phase des zweiten Verfahrens ergibt sich ein zeitabhängiger Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t), der planmäßig in dem vorgegebenen Endwert endet, wobei zwischen dem Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration ohne Sättigungscharakter (näherungsweise linearer Verlauf) oder mit Sättigungscharakter (degressiver Verlauf) zu unterscheiden ist.
» Bei dem Verlauf ohne Sättigungscharakter lassen sich im Rahmen der Aufnahmekapazität oder der Löslichkeitsgrenze der Flüssigkeit in gleichen Zeitabständen gleiche Mengen pulverförmiger Stoff dosieren, sodass sich bei vollständiger Homogenisierung des Mischprodukts ein zeitabhängiger näherungsweise linear ansteigender Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration einstellt. · Bei dem Verlauf mit Sättigungscharakter lassen sich im Rahmen der Aufnahmekapazität oder der Löslichkeitsgrenze der Flüssigkeit in gleichen Zeitabständen nur stetig abnehmende Mengen pulverförmiger Stoff dosieren, sodass sich bei vollständiger Homogenisierung des Mischprodukts ein zeitabhängiger degressiv ansteigender Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration einstellt.
Der in dem vorgegebenen Endwert endende zeitabhängige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration ist erfindungsgemäß durch die Abfolge eindeutig bestimmter Dosierimpulse definiert.
Ein signifikantes steuerungstechnisches Merkmal besteht darin, dass eine zeitab- hängige Stromaufnahme l(t) ermittelt wird, die proportional zu einer für ein temporär vorliegendes Mischprodukt erforderlichen Rühr- und/oder Scher- und Homoge- nisier-Leistung ist. Letztere tritt immer dann in Form näherungsweise einer Gauß'schen Normalverteilung auf, wenn eine definierte Menge pulverförmiger Stoff impulsweise in den Mischprozess bzw. den Mischbehälter eingebracht und behandelt wird.
Sobald sich der pulverförmige Stoff in der aufnehmenden Flüssigkeit (erste Phase) und in dem aufnehmenden Mischprodukt (zweite Phase) gleichverteilt, d.h. möglichst homogen verteilt und gegebenenfalls dabei aufgelöst hat, klingt die zeitabhängige Stromaufnahme l(t) ab, und zwar auf einen zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t), der charakteristisch ist für die am homogenisierten Mischprodukt unter den Bedingungen des zugeordneten zeitabhängigen Verlaufs einer Trockenstoff-Konzentration c(t) zu erbringende Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung. Der diesbezügliche Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) ist in den Vorgabedaten hinterlegt und kann von dort herangesogen werden, und er ist abhängig von der Rezeptur des Mischproduktes und den Reaktionsbedingungen für den Mischprozess.
Am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 und bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) um mehr als eine vorgegebene Toleranz, wobei eine Abweichung entweder nach oben oder nach unten vorliegen kann, wird die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 für den nachfolgenden Dosierimpuls im ersten Fall verkürzt und im zweiten Fall verlängert.
Für zeitabhängige Verläufe einer Trockenstoff-Konzentration ohne Sättigungscharakter sieht eine erste Ausgestaltung des zweiten Verfahrens vor, dass diese Ver- läufe jeweils durch ein festes Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 definiert sind (V = At1/At2 = konstant).
Der jeweilige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) ist über die Zeit t an- steigend, weil der fortlaufend impulsweise dosierte Mengenstrom des pulverförmi- gen Stoffes mP, der im allgemeinsten Falle ein zeitabhängiger Mengenstrom pul- verförmiger Stoff mP(t) ist, über die gesamte Zeitdauer t des Mischprozesses gesehen, konstant ist (rhP = konstant). Der Mengenstrom pulverförmiger Stoff mP wird in der Zeitdauer t vielfach, und zwar (t/At2)-mal, bei annähernd unveränderli- chem Füllstandsniveau im Mischbehälter in eine unveränderliche Menge Flüssigkeit ITIF des vorliegenden Mischprodukts eingebracht, wobei sich der zeitabhängige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration nach Gleichung (2), wie folgt, darstellt: c(t) = (2) mF+ mp— Atl
In den meisten praxisrelevanten Fällen kann, weil der erste Term der nachfolgenden Relation in der Regel klein gegenüber dem zweiten Term ist, näherungsweise t
r p— -bxl « mF
gesetzt werden, sodass sich nach Gleichung (2a) für den zeitabhängigen Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) mit einer ersten Proportionalitätskonstante kl = — näherungsweise ergibt:
m
c(t) * ίϋέ£ϋ = ίήΡ Atl t = mp y t = kl v t (2a) J mF mp At2 mF '
Diese steuerungstechnische Maßnahme mit einem festen Zeitdauer-Zeitabstand- Verhältnjs V (V = At1/At2 = konstant) führt zwangsläufig im gleichen Verhältnis zu einer entsprechenden Verkürzung oder Verlängerung des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2, bezogen auf den nachfolgenden Dosierimpuls.
Für zeitabhängige Verläufe einer Trockenstoff-Konzentration mit Sättigungscharakter sieht eine zweite Ausgestaltung des zweiten Verfahrens vor, dass diese Verläufe durch ein variables Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 definiert sind (V = At1/At2 konstant), wobei
• bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) um mehr als die vorgegebene Toleranz nach oben das Zeitdauer-Zeitabstand- Verhältnis V verkleinert und
• bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) um mehr als die vorgegebene Toleranz nach unten das Zeitdauer-Zeitabstand- Verhältnis V vergrößert wird. Der jeweilige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) ist über die Zeit t degressiv ansteigend, weil der fortlaufend impulsweise dosierte Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes mP, über die gesamte Zeitdauer t des Mischprozesses gesehen, zwar konstant ist (r P = konstant), die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 jedoch stetig abnimmt und somit eine stetig abnehmende Menge pulverförmiger Stoff eindosiert wird. Der Mengenstrom pulverförmiger Stoff mP wird in der Zeitdauer t bei annähernd unveränderlichem Füllstandsniveau im Mischbehälter in ein vorliegendes nahezu unveränderliches Volumen des Mischprodukts VM eingebracht (VM « konstant), wobei eine Dichte P des Mischprodukts entsprechend dem zeitabhängigen Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) zunimmt und letztere sich nach Gleichung (3) mit einer zweiten Proportionalitätskonstante k2 =— , wie folgt, darstellt:
Diese steuerungstechnische Maßnahme mit einem variablen Zeitdauer-Zeitab- stand-Verhältnis V erfordert von der Steuerung die Fähigkeit, die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 bei unveränderlichem Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse Δ.2 zu verkürzen oder zu verlängern oder bei unveränderter Zeitdauer des Dosierimpulses At1 den Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 adäquat zu verlängern oder zu verkürzen.
Die erfindungsgemäße steuerungstechnische Maßnahme besteht im Kern somit bei beiden Ausgestaltungen des zweiten Verfahrens darin, dass die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und der Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 so gewählt werden, dass sich am jeweiligen Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 die zeitabhängig ermittelte Stromaufnahme l(t) zum Rühren und/oder Scheren und Homogenisieren des temporär vorliegenden Mischproduktes an den zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t), der zur diesbezüglichen Behandlung des homogenisierten Mischprodukts erforderlich ist, im Rahmen einer praxisrelevanten zulässigen Toleranz annähert. Das für eine Aufkonzentrierung der Trockenstoff-Konzentration auf einen vorgegebenen Endwert vorrangig geeignete zweite Verfahren sieht vor, dass das rezirkulierte Mischprodukt in einen ersten Anteil und in einen zweiten Anteil aufgeteilt wird, dass der erste Anteil unmittelbar dem Mischprozess zugeführt wird und dass der komplementäre zweite Anteil über ein Speichervolumen geführt und dann gleichfalls dem Mischprozess zugeführt wird. Diese Aufteilung bietet die Möglichkeit, wie dies vorgeschlagen wird, den unmittelbar über den Mischprozess rezirkulierten ersten Anteil zwischen null und hundert Prozent des rezirkulierten Mischprodukts einzustellen. Eine derartige Ausgestaltung und Betriebsweise bietet die Möglichkeit, bei maximal möglichem erstem Anteil (100 %) kleinere Mengen des gewünschten Mischprodukts ausschließlich im Mischbehälter aufzukonzentrieren. Große Mengen Mischprodukt werden mit einem großen zweiten Anteil über entsprechend große Speichervolumen rezirkuliert und aufkonzentriert, wobei das Aufteilungsverhältnis so gewählt werden kann, dass der erste Anteil, der unmittelbar über den Mischprozess rezirkuliert wird, die in diesem Mischprozess installierten mechanischen Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Mechanismen durch strömungsmechanische Wirkmechanismen ergänzt und intensiviert.
Erstes und zweites Verfahren
Um die Dosierung des pulverförmigen Stoffes möglichst störungsfrei zu gestalten, wird für das erste und das zweite Verfahren vorgeschlagen, dass der Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes über die Zeitdauer des Dosierimpulses konstant ist. Dies wird insbesondere dadurch sichergestellt, dass eine steuerbare Öffnung für die Zufuhr des pulverförmigen Stoffes nur entweder eine volle Offenstellung oder eine Schließstellung einnimmt.
Um die Steuerung des Misch prozesses möglichst handhabbar zu machen, sieht eine andere Ausgestaltung für beide Verfahrens vor, dass die Verkürzung oder die Verlängerung der Zeitdauer des Dosierimpulses dann erfolgt, wenn ein durch eine zulässige Stromüberschreitung oder eine zulässige Stromunterschreitung jeweils bestimmter Stromkorridor durch eine nach oben abweichende Stromaufnahme oder eine nach unten abweichende Stromaufnahme verlassen wird. Dabei sind die zulässige Stromüberschreitung und die zulässige Stromunterschreitung jeweils durch einen prozentualen Anteil von der zugeordneten Referenzstromaufnahme oder dem zugeordneten zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme bestimmt. Damit die Steuerung diesbezüglich möglichst feinfühlig arbeitet, wird weiterhin vorgeschlagen, dass das Maß der Verkürzung oder der Verlängerung der Zeitdauer des Dosierimpulses in Abhängigkeit von dem Maß der Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme von der zugeordneten Referenzstromaufnahme oder dem zugeordneten zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme bestimmt ist.
Um die im Praxisbetrieb für eine bestimmte Rezeptur gewonnenen Betriebsdaten für nachfolgende Mischprozesse mit gleicher Rezeptur nutzbar zu machen, sieht eine andere Ausgestaltung für beide Verfahrens vor, dass die der Steuerung der Einbringung des pulverförmigen Stoffes in die wenigstens eine Flüssigkeit zugrunde liegenden weiteren rezepturabhängigen Vorgabedaten aus Erfahrungswerten früherer Mischprozesse gewonnen und gespeichert werden, wobei diese Vorga- bedaten ein Mengenstrom der wenigstens einen Flüssigkeit, eine Misch- oder Lösungstemperatur (Reaktionstemperatur), ein Druck oberhalb der Flüssigkeitssäule, aus dem ein Reaktionsdruck resultiert, Drehzahlen von Einrichtungen zum Rühren und/oder Scheren und Homogenisieren und eine von der zugeordneten Referenzstromaufnahme oder dem zugeordneten zeitabhängigen Verlauf einer Referenz- Stromaufnahme abhängige zulässige Stromüberschreitung und eine zulässige Stromunterschreitung sind.
Um die im Praxisbetrieb für eine bestimmte Rezeptur gewonnenen Betriebsdaten für nachfolgende Mischprozesse mit gleicher Rezeptur nutzbar zu machen, sieht eine weitere Ausgestaltung für beide Verfahrens vor, dass die im Verlauf der Steuerung der Einbringung des pulverförmigen Stoffes in die wenigstens eine Flüssigkeit gewonnenen zielführenden rezepturabhängigen Steuerungsparameter, und zwar die Zeitdauer des Dosierimpulses und der Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse, gespeichert und für nachfolgende Steuerungen gleicher Rezepturen herangezogen werden.
Mischvorrichtungen (erstes und zweites Verfahren)
Eine Mischvorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrens besteht in an sich bekannter Weise aus einem Mischbehälter, der einen Zulaufanschluss zur Zufuhr für eine Flüssigkeit, einen Auslaufstutzen zur Abfuhr für ein Mischprodukt und eine Rühreinrichtung und/oder eine Scher- und Homogenisier-Einrichtung aufweist. An dem Mischbehälter ist ein Einlaufventil mit einem Ventilschließglied angeordnet. Das Einlaufventil ist mit dem Ventilschließglied entweder zwischen vollständig ge- schlössen (Schließstellung) oder vollständig geöffnet (Offenstellung) einstellbar. Ein pulverförmiger Stoff wird mit dem Einlaufventil in die Flüssigkeit eingebracht, wobei mit einer dem Einlaufventil zugeordneten Steuereinrichtung das Ventilschließglied in die Schließ- oder in die Offenstellung überführbar ist. Erfindungsgemäß stellt die Steuereinrichtung der Mischvorrichtung rezepturabhängige Vorgabedaten und rezepturabhängige Steuerungsparameter in Gestalt der Zeitdauer des Dosierimpulses und des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse bereit. Weiterhin weist die Steuereinrichtung erfindungsgemäß wenigstens einen als Messeinrichtung ausgebildeten Signalaufnehmer auf, der eine zeitab- hängige Stromaufnahme der Rühreinrichtung und/oder der Scher- und Homogenisier-Einrichtung erfasst. Mit diesen Eigenschaften ausgestattet steuert die Steuereinrichtung die Schließ- oder die Offenstellung des Ventilschließgliedes in Abhängigkeit von der zeitabhängigen Stromaufnahme und in Relation zu den Vorgabedaten und den Steuerungsparametern an.
Eine Mischvorrichtung zur Durchführung des zweiten Verfahrens ist im Wesentlichen adäquat zur Mischvorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrens aufgebaut. Der Unterschied resultiert aus der dem zweiten Verfahren zugrundeliegenden Aufgabe, durch Rezirkulation des Mischproduktes eine weitestgehende Aufkonzentrierung kleiner bis größter Mengen Mischprodukt mit pulverförmigem Stoff zu erreichen. Hierzu ist eine konstruktive Ergänzung der Mischvorrichtung in Form einer Zirkulationsleitung vorgesehen, die von einer an den Auslaufstutzen angeschlossenen Leitung abzweigt und unmittelbar in den Mischbehälter einmündet.
Um das als Hubventil ausgebildete Einlaufventil, das den pulverförmigen Stoff ausschließlich in seiner vollen Offenstellung zuführt und somit die Verstopfungsanfälligkeit von vornherein minimiert, noch weiter diesbezüglich zu optimieren und zum Beispiel Tot- und Hohlräume im pulverbeaufschlagten Bereich des Ventilge- häuses des Einlaufventils zu vermeiden, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass das Ventilschließglied zumindest in seinem pulverbeaufschlagten Bereich als durchmessergleiche zylindrische Stange ausgebildet ist, an der durchmessergleich ein Ventilteller angeformt ist. Wenn sich das Einlaufventil in seiner vollen Offenstellung befindet, ist das Ventilschließglied mit seinem Ventilteller aufgrund dieser Ausführungsform weitestgehend aus der voll ausgebildeten Strömung des pulverförmigen Stoffes herausgefahren, sodass es einerseits kein Strömungshindernis darstellt und andererseits liegt eine Sitzdichtung, die in dem Ventilteller Aufnahme findet, in der Nähe der Wandung eines Ventilgehäuses und damit außerhalb des voll ausgebildeten Strömungsbereichs der Rohrströmung und wird dadurch allenfalls nur von der wandnahen, stagnierenden Strömung in diesem Randbereich tangiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine eingehendere Darstellung der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen. Während die Erfindung in den verschiedensten Ausgestaltungen eines ersten und eines zweiten Verfahrens zur Steuerung der Einbringung eines pulverför- migen Stoffes in eine aus wenigstens einer Komponente bestehenden Flüssigkeit für ein Inline-Mischverfahren realisiert ist, werden in der Zeichnung ein bevorzugtes erstes und zweites Verfahren sowie eine Mischvorrichtung zur Durchführung des jeweiligen Verfahrens beschrieben. Es zeigen Figur 1 in schematischer Darstellung eine Mischvorrichtung für ein Inline- Mischverfahren, das als erstes Verfahren, einem sogenannten Ein- durchgang-Verfahren, betrieben wird;
Figur 1a in schematischer Darstellung eine Mischvorrichtung für ein Inline- Mischverfahren, das als zweites Verfahren, einem sogenannten Mehr- durchgang-Verfahren, betrieben werden kann;
Figur 2 in perspektivischer Darstellung und im Halbschnitt ein Einlaufventil zur
Zuführung des pulverförmigen Stoffes in Mischvorrichtungen gemäß den Figuren 1 und 1a ohne ein Steuerkopfgehäuse; Figur 3 in einer qualitativen Darstellung für das erste Verfahren eine zeitabhängige Stromaufnahme l(t) für eine Abfolge von Dosierimpulsen mit einer konstanten Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und mit einem Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2;
Figur 4 in einer qualitativen Darstellung für das erste Verfahren eine zeitabhängige Stromaufnahme l(t) für eine Abfolge von Dosierimpulsen mit einer konstanten Zeitdauer des Dosierimpulses At1/2 und mit einem Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2/2;
Figur 5 in einer qualitativen Darstellung für das zweite Verfahren eine zeitab- hängige Stromaufnahme l(t) für eine Abfolge von Dosierimpulsen mit einer konstanten Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und mit einem konstanten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 zur Realisierung eines zeitabhängigen näherungsweise linear ansteigenden Verlaufs einer Trockenstoff-Konzentration (ohne Sättigungscharakter) und Figur 6 in einer qualitativen Darstellung für das zweite Verfahren eine zeitabhängige Stromaufnahme l(t) für eine Abfolge von Dosierimpulsen mit einer stetig abnehmenden Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und mit einem konstanten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 zur Realisierung eines zeitabhängigen degressiven Verlaufs einer Trocken- stoff-Konzentration (mit Sättigungscharakter).
Mischvorrichtung für erstes Verfahren (Figuren 1 und 2)
Eine Mischvorrichtung 1000 weist unter anderem einen Mischbehälter 100 auf, der aus einem vorzugsweise zylindrischen Behältermantel 100.1 , einem oberen Behälterboden 100.2 und einem unteren Behälterboden 100.3 besteht. Der untere Behälterboden 100.3 verjüngt sich vorzugsweise nach unten, meist kegelförmig oder in Form eines Kreiskegels, und weist am unteren Ende einen Auslaufstutzen 100.4 für ein Mischprodukt M auf, das mit einem Mengenstrom Mischprodukt rhM abgeführt wird. Dem Mischbehälter 100 wird über einen Zulaufanschluss 100.5 eine Flüssigkeit F mit einem Mengenstrom Flüssigkeit mF kontinuierlich zugeführt, die ein freies Füllstandsniveau N ausbildet, über dem im Regelfall bei der in Rede stehenden Mischvorrichtung 1000 (Vakuummischer) ein Druck oberhalb der Flüssigkeitssäule p, ein Unterdruck gegenüber Atmosphärendruck, herrscht. An dem Behältermantel 100.1 oder dem unteren Behälterboden 100.3 ist ein Einlaufventil 20 angeordnet. Das Einlaufventil 20 dient der diskontinuierlichen Zufuhr eines pulverförmigen Stoffes P mit einem Mengenstrom pulverförmiger Stoff mP, der über eine Zuführleitung 18 zugeführt wird, in die Flüssigkeit F oder in das Mischprodukt M. Dem Einlaufventil 20 ist eine Steuereinrichtung 30 zugeordnet, die mit einem Steuerkopfgehäuse 14 des Einlaufventils 20 über eine Signalleitung 22 kommuniziert und das Einlaufventil 20 bedarfsweise in seine Offen- oder Schließstellung überführt. Im Mischbehälter 100 befindet sich eine über einen ersten Antriebsmotor 40 mit einer eher niedrigen ersten Drehzahl n1 angetriebene Rühreinrichtung 24, vorzugsweise zentral angeordnet und mechanisch wirkend, die vorzugsweise bis in den Bereich des unteren Behälterbodens 100.3 hinabreicht. Die erforderliche Rührwirkung kann auch durch strömungsmechanische Mittel, beispielsweise durch Umpumpen der Flüssigkeit F bzw. des Mischprodukts M über eine in Figur 1 nicht dargestellte Kreislaufleitung oder eine wie in Figur 1a gezeigte, vergleichbar wirkende Zirkulationsleitung 28 mit vorzugsweise tangentialem Eintritt der Flüssigkeit F oder des Mischprodukts M in den Mischbehälter 100, erreicht oder unterstützt werden.
Nachfolgend soll, wenn die Aussage der Einfachheit halber auf Flüssigkeit F redu- ziert ist, das Mischprodukt M, wenn dies zutrifft, mitgelesen werden und umgekehrt. Alternativ oder additiv zur Rühreinrichtung 24 ist vorzugsweise im unteren Bereich des unteren Behälterbodens 100.3 und vorzugsweise außermittig in diesem eine über einen zweiten Antriebsmotor 50 mit einer eher hohen zweiten Drehzahl n2 angetriebene Scher- und Homogenisier-Einrichtung 26 vorgesehen. Diese saugt die Flüssigkeit F vorzugsweise einerseits von oben an und wirft sie andererseits ringförmig im wandnahen Bereich des unteren Behälterbodens 100.3 derart aus, dass sich vorzugsweise eine von außen nach innen gerichtete Zirkulationsströmung im Mischbehälter 100 ausbildet. Beim Durchgang durch die Scher- und Homogenisier-Einrichtung 26 werden Flüssigkeit F und pulverförmiger Stoff P oder das daraus resultierende Mischprodukt M sehr intensiv mechanisch gemischt und vorzugweise dabei homogenisiert.
Das Einlaufventil 20 ist als Hubventil ausgebildet (Figur 2). Es weist in einem Ventilgehäuse 2 einen Ventilsitz 2a und einen mit diesem zusammenwirkenden Ventil- teller 8a auf, der an einem Ventilschließglied 8 ausgebildet ist. Im Regelfall nimmt das Ventilschließglied 8 eine Sitzdichtung 10 auf, die in der Schließstellung des Einlaufventils 20 im Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 2a die Abdichtung bewirkt. Der Ventilsitz 2a besitzt eine Sitzöffnung 2b, durch welche der über einen Rohranschluss 2c aus der Zuführleitung 18 zugeführte pulverförmige Stoff P in die Flüssigkeit F eingebracht wird (Figur 1).
Die oberhalb der Anschlussstelle des Einlaufventils 20, die vorzugsweise unmittelbar in der Wandung des Mischbehälters 100 angeordnet ist, anstehende Flüssig- keit F bildet mit ihrer Flüssigkeitssäule eine Höhe h aus (Figur 1), sodass sich der statische Druck im Bereich der vorgenannten Anschlussstelle und damit auch im Bereich der Sitzöffnung 2b aus dem Druck oberhalb der Flüssigkeitssäule p (vorzugsweise Unterdruck) und dem statischen Druck, der sich aus der Höhe der Flüssigkeitssäule h ergibt, zusammensetzt. Bei einem Vakuummischer mit einem Unterdruck von beispielweise p = 0,2 bis 0,8 bar und einer entsprechend diesem Druckbereich zugeordneten Höhe der Flüssigkeitssäule h = 0,2 bis 4 m herrscht im Bereich der Sitzöffnung 2b stets immer noch ein Unterdruck gegenüber Atmosphärendruck, sodass die Sitzöffnung 2b aus dem Mischbehälter 100 heraus besaugt und damit der pulverförmige Stoff P eingesaugt wird. Die Sitzöffnung 2b ist mit dem Ventilteller 8a zwischen vollständig geschlossen, der Schließstellung, o- der vollständig geöffnet, der Offenstellung, einstellbar. Das Ventilgehäuse 2 ist über ein Laternengehäuse 4 mit einem Antriebsgehäuse 6 zum Antrieb des Ventilschließgliedes 8 verbunden. Es handelt sich vorzugsweise um einen druckmittelbeaufschlagten Feder/Kolben-Antrieb, wobei eine Rückstellfeder 12 das Ven- tilschließglied 8 in der Regel in seine Schließstellung überführt, wenn das Antriebsgehäuse 6 nicht mit Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, beaufschlagt ist. Eine Ventilstange 8b, die am Ventilteller 8a des Ventilschließgliedes 8 angreift und durch das Antriebsgehäuse 6 hindurch- und bis in das Steuerkopfgehäuse 14 hineingeführt ist, dient antriebsseitig der axialen Führung des Ventilschließgliedes 8. Das Ventilschließglied 8 ist zumindest in seinem pulverbeaufschlagten Bereich als durchmessergleiche zylindrische Stange ausgebildet, an der durchmessergleich der Ventilteller 8a angeformt ist. Durch diese konstruktive Ausgestaltung werden Hohl- und Toträume im Ventilgehäuse 2 im pulverbeaufschlagten Bewegungsbereich des Ventilschließgliedes 8 vermieden, wobei sich das Ventilschließglied 8 mit seinem endseitigen Ventilteller 8a und der zugeordneten Sitzdichtung 10 weitestgehend aus dem voll durchströmten Bereich des Ventilgehäuses 2 zurückziehen lässt. Die Steuereinrichtung 30 (Figur 1) weist wenigstens einen Signalaufnehmer 16 auf. Der wenigstens eine Signalaufnehmer 16 ist eine Messeinrichtung beispielsweise für Mischparameter, wie beispielsweise der Mengenstrom Flüssigkeit rhF, der Druck oberhalb der Flüssigkeitssäule p im Mischbehälter 100, eine Mischoder Lösungstemperatur T der Flüssigkeit F, eine Trockenstoff-Konzentration c oder ein zeitabhängiger Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t), Drehzahlen n1 , n2 und eine zeitabhängige Stromaufnahme l(t) der Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Einrichtung 24, 26. Der Signalaufnehmer 16 ist in Figur 1 beispielhaft für die zeitabhängige Stromaufnahme l(t) des zweiten Antriebsmotors 50 der Scher- und Homogenisier-Einrichtung 26 dargestellt. In analoger Weise können zusätzlich oder alternativ weitere Messeinrichtungen vorgesehen werden, die die anderen Mischparameter ermitteln.
Mischvorrichtung für zweites Verfahren (Figuren 1a und 2)
Eine Mischvorrichtung 1000 für das zweite Verfahren unterscheidet sich von jener für das erste Verfahren lediglich dadurch, dass eine Zirkulationsleitung 28 vorgesehen ist, die von einer an den Auslaufstutzen 100.4 angeschlossenen Leitung abzweigt und unmittelbar in den Mischbehälter 100, vorzugsweise über einen eigenen Rezirkulationsanschluss 100.6, einmündet. Die an den Auslaufstutzen 100.4 angeschlossene Leitung kann über einen oder mehrere Speicherbehälter geführt und schließlich mit dem Zulaufanschluss 100.5 verbunden sein. Diese konstruktiven Maßnahmen dienen verfahrenstechnischen Zwecken, die vorstehend bereits erläutert wurden. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf eine vollständige Beschreibung der Mischvorrichtung 1000 gemäß Figur 1a verzichtet und diesbezüglich auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen.
Erstes Verfahren (Figuren 3 und 4 in Verbindung mit den Figuren 1 und 2)
Die Einbringung und Behandlung des pulverförmigen Stoffes P erfolgt quasi unter den reaktionskinetischen Bedingungen eines Verweilzeitverhaltens eines kontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionskessels. Es werden die Flüssigkeit F über den Zulaufanschluss 100.5 mit dem Mengenstrom Flüssigkeit mF, der im allgemeinsten Falle ein zeitabhängiger Mengenstrom Flüssigkeit (mF(t)) sein kann, kontinuierlich und der pulverförmige Stoff P über das Einlaufventil 20 diskontinuierlich mit dem Mengenstrom pulverförmiger Stoff mP, der im allgemeinsten Falle ebenfalls ein zeitabhängiger Mengenstrom pulverförmiger Stoff (mP(t)) sein kann, dem Mischprozess im Mischbehälter 100 zugeführt, wobei das Ziel die vorgegebene, zeitlich unveränderliche Trockenstoff-Konzentration c des pulverförmigen Stoffes P in der Flüssigkeit F ist. Die Flüssigkeit F und der pulverförmige Stoff P werden fortwährend gerührt und/oder zu dem Mischprodukt M gemischt und das Mischprodukt M wird dabei homogenisiert. Das Mischprodukt M wird entsprechend der zugeführten Mengen an Flüssigkeit F und pulverförmigem Stoff P mit dem Mengenstrom Mischprodukt mM kontinuierlich abgeführt. Es sind eine Rezeptur des Mischproduktes M wenigstens hinsichtlich der vorgegebenen Trockenstoff- Konzentration c und die Reaktionsbedingungen jeweils in Form von Vorgabedaten D vorgegeben.
Die diskontinuierliche Zufuhr des pulverförmigen Stoffes P erfolgt über eine Zeitdauer t impulsweise durch eine zeitliche Abfolge von Dosierimpulsen i (Figuren 3 und 4), die jeweils durch den Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes mP, eine Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und einen Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 charakterisiert sind. Der Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes mP ist grundsätzlich ein zeitabhängiger Mengenstrom pulverförmiger Stoff rhP(t), wie vorstehend bereits angegeben, wobei beim vorliegenden Anmeldungsgegenstand aufgrund der Bauart und der Schaltcharakteristik des Einlaufventils 20 nähe- rungsweise von einem zeitunabhängigen und damit konstanten Mengenstrom pulverförmiger Stoff mP ausgegangen wird (rhP = konstant). Nach Gleichung (1 ) ist die vorgegebene konstante Trockenstoff-Konzentration c durch ein gleichfalls festes, d.h. konstantes Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosier- impulse At2 definiert (V = At1/At2 = konstant).
Für die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 gemäß Figur 3 wird beispielsweise am zweiten Antriebsmotor 50 der Scher- und Homogenisier-Einrichtung 26 die gleich- falls in Figur 3 über der entsprechenden Zeitdauer t aufgetragene zeitabhängige Stromaufnahme l(t) ermittelt bzw. gemessen. Letztere ist proportional zu einer für ein im Mischbehälter 100 unmittelbar nach dem Dosierimpuls i temporär vorliegendes Mischprodukt M* erforderlichen Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier- Leistung (Figur 1 ), die von der Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier- Einrichtung 24, 26 in dieser Phase der Behandlung aufzubringen ist. Der Verlauf der zeitabhängige Stromaufnahme l(t) ist einer Gauß'schen Normalverteilungskurve ähnlich, er steigt mit dem stoßweise eintretenden Mengenstrom pulverförmiger Stoff r p an, erreicht ein Maximum, um dann nach Auflösung des pulverförmigen Stoffes P, d.h. bei einem dann erreichten homogenisierten Mischprodukt M, auf einen Ausgangswert allmählich abzufallen.
Dieses typische Verhalten wird erfindungsgemäß steuerungstechnisch genutzt, indem aus den Vorgabedaten D eine Referenzstromaufnahme l0 herangezogen wird, die charakteristisch ist für die am homogenisierten Mischprodukt M zu erbringende Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung.
Wenn der Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 nicht ausreicht, um eine dosierte Menge pulverförmiger Stoff mP = rhP Atl aufzulösen, einzumischen und zu homogenisieren, wird eine zeitabhängige nach oben abweichende Stromaufnahme l*(t) gemessen, sodass bei diesem Zustand des temporär vorliegenden Mischprodukts M* am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 ein erneuter Dosierimpuls i noch nicht angezeigt ist. Wird unter vergleichbaren Bedingungen eine zeitabhängige nach unten abweichende Stromaufnahme l**(t) ermittelti dann kann dies ein Indiz dafür sein, dass die durch den Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 auch definierte Rühr- und/oder Scher- und Homo- genisier-Phase übermäßig lang bemessen ist oder dass keine dieser Phase adäquate Menge pulverförmiger Stoff mp dosiert wurde. Dem vorstehend dargestellten Sachverhalt trägt das Verfahren zur Steuerung erfindungsgemäß dadurch Rechnung, dass am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 und bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von der zeitunabhängigen und damit konstanten Referenzstromaufnahme l0 (l0 = konstant) um mehr als eine vorgegebene Toleranz, und zwar entweder nach oben oder nach unten, und unter Einhaltung des festen Zeitdauer-Zeitabstand-Verhält- nisses V (V = At1/At2 = konstant) die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 für den nachfolgenden Dosierimpuls i im ersten Fall verkürzt und im zweiten Fall verlängert wird. Die Toleranz besteht in einer Vorgabe einer zulässigen Stromüber- schreitung AM und in einer zulässigen Stromunterschreitung ΔΙ2 (Figur 3).
Der Fall der Verkürzung ist in Figur 4 dargestellt, wobei in dem dargestellten Fallbeispiel die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und damit auch der zugeordnete Zeitabschnitt benachbarter Dosierimpulse At2 beispielhaft halbiert wurden (At1/2; At2/2). Auch bei diesem Dosiermodus wird wiederum am Ende des Zeitabschnittes benachbarter Dosierimpulse At2/2 eine Überprüfung vorgenommen, ob im Rahmen der vorgegebenen Toleranz eine zeitabhängige nach oben oder nach unten abweichende Stromaufnahme l*(t), l**(t) vorliegt, die eine notwendige Korrektur im vorstehend dargestellten Sinne erforderlich macht.
Die Verkürzung oder die Verlängerung der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 erfolgt dann, wenn ein durch die zulässige Stromüberschreitung ΔΙ1 oder die zulässige Stromunterschreitung ΔΙ2 jeweils bestimmter Stromkorridor durch die zeitabhängige nach oben oder nach unten abweichende Stromaufnahme l*(t), l**(t) ver- lassen wird. Die zulässige Stromüberschreitung und die zulässige Stromunterschreitung AM , ΔΙ2 sind vorzugsweise jeweils durch einen prozentualen Anteil von der zugeordneten Referenzstromaufnahme l0 bestimmt. Weiterhin ist vorzugsweise das Maß der Verkürzung oder der Verlängerung der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 in Abhängigkeit von dem Maß der Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von der zugeordneten Referenzstromaufnahme l0 bestimmt. Die letztlich durch die jeweilige Rezeptur des Mischprodukts M bestimmte zulässige Stromüberschreitung AM und zulässige Stromunterschreitung ΔΙ2 können Bestandteil der Vorgabedaten D für den Mischprozess sein. Im Verlauf der Steuerung der Einbringung des pulverförmigen Stoffes P in die wenigstens eine Flüssigkeit F gewonnene zielführende rezepturabhängige Steuerungsparameter S, nämlich die Zeitdauer des Dosierimpulses ΔΜ und der Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2, werden gespeichert und für nachfolgende Steuerungen gleicher Rezepturen herangezogen. Die Steuereinrichtung 30 der Mischvorrichtung 100 ist erfindungsgemäß so eingerichtet, dass diese die rezepturabhängigen Vorgabedaten D sowie die rezepturabhängigen Steuerungsparameter S in Gestalt der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 bereitstellen kann. Die Steuereinrichtung 30 weist weiterhin wenigstens den als Messeinrichtung ausgebildeten Signalaufnehmer 16 auf (Figur 1), der die zeitabhängige Stromaufnahme l(t) der Rühreinrichtung 24 und/oder der Scher- und Homogenisier-Einrichtung 26 erfasst (Figuren 3, 4). Die Steuereinrichtung 30 steuert erfindungsgemäß die Schließ- oder die Offenstellung des Ventilschließgliedes 8 (Figur 2) in Abhängig- keit von der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) und in Relation zu den Vorgabedaten D und den Steuerungsparametern S an.
Zweites Verfahren (Figuren 5 und 6 in Verbindung mit den Figuren 1a und 2) Um Wiederholungen zu vermeiden, wird bei der nachfolgenden Figurenbeschrei- bung zum zweiten Verfahren in seinen beiden Ausgestaltungen nur auf solche Lösungsmerkmale abgestellt, in denen sich das zweite vom ersten Verfahren unterscheidet. Ansonsten wird auf die Figurenbeschreibung zum ersten Verfahren verwiesen. Die Einbringung und Behandlung des pulverförmigen Stoffes P erfolgt unter den reaktionskinetischen Bedingungen eines Verweilzeitverhaltens eines kontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionskessels. Es wird in einer ersten Phase Flüssigkeit F in dem Mischbehälter 100 vorgelegt (Zufuhr über den Zulaufanschluss 100.5) und der pulverförmige Stoff P wird dieser insgesamt vorgelegten Flüssigkeit F über das Einlaufventil 20 diskontinuierlich mit dem Mengenstrom pulverförmiger Stoff mP zugeführt, wobei am Ende der ersten Phase eine Trockenstoff- Konzentration c erreicht ist, die unterhalb eines für das Ende des gesamten Mischprozesses vorgegebenen Endwertes cE liegt. Die Flüssigkeit F und der pulverförmige Stoff P werden mittels der Rühr-Einrichtung 24 fortwährend gerührt und/oder mittels der Scher- und Homogenisier-Einrichtung 26 zu dem Mischprodukt M gemischt und das Mischprodukt M wird homogenisiert.
In einer zweiten Phase wird das in der ersten Phase gewonnene Mischprodukt M über den Mischbehälter 100 rezirkuliert und es werden weiterhin der rezirkulierten Menge Mischprodukt M entsprechende Mengen an pulverförmigem Stoff P diskontinuierlich zugeführt. Die in die Rezirkulation abgeführte Menge Mischprodukt M kann in einen ersten Anteil a und in einen zweiten Anteil b aufgeteilt werden ((a+b)M). Die Mengenbilanz gestaltet sich demnach in der zweiten Phase bei kon- stantem Füllstandsniveau N zwingend nach der Kontinuitätsbedingung. Das Mischprodukt M wird so lange rezirkuliert, bis ein zeitabhängiger Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) des pulverförmigen Stoffes P im Mischprodukt M auf den vorgegebenen Endwert CE aufgewachsen ist. Bei dem in Rede stehenden Mischverfahren sind eine Rezeptur des Mischproduktes M wenigstens hinsichtlich des dem vorgegebenen Endwert CE zugeordneten zeitabhängigen Verlaufs einer Trockenstoff-Konzentration c(t) und die Reaktionsbedingungen jeweils in Form der Vorgabedaten D vorgegeben. Der erfinderische Lösungsgedanke entspricht in wesentlichen Merkmalen jenem gemäß dem ersten Verfahren. Durch den mehrstufigen Ablauf in der zweiten Phase des zweiten Verfahrens ergibt sich der zeitabhängige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t), der planmäßig in dem vorgegebenen Endwert CE endet, wobei zwischen dem Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) ohne Sätti- gungscharakter (näherungsweise linearer zeitabhängiger Verlauf; siehe Figur 5) oder mit Sättigungscharakter (degressiver zeitabhängiger Verlauf; siehe Figur 6) zu unterscheiden ist. Der in dem vorgegebenen Endwert cE endende zeitabhängige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) ist durch die Abfolge bestimmter Dosierimpulse i, d.h eindeutig festgelegt durch die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und den Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2, definiert.
Sobald sich der pulverförmige Stoff P in der aufnehmenden Flüssigkeit F (erste Phase) und in dem aufnehmenden Mischprodukt M (zweite Phase) gleichverteilt, d.h. möglichst homogen verteilt und ggf. dabei aufgelöst hat, klingt die zeitabhän- gige Stromaufnahme l(t) ab, und zwar auf einen zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t), der charakteristisch ist für die am homogenisierten Mischprodukt M unter den Bedingungen des zugeordneten zeitabhängigen Verlaufs einer Trockenstoff-Konzentration c(t) zu erbringende Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung (siehe Figur 5: annähernd linearer zeitabhängiger Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t); Figur 6: degressiver zeitabhängiger Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t)). Der zeitabhängige Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) beginnt zum Zeitpunkt t = 0, zu dem nur die reine Flüssigkeit F vorliegt, mit einem Anfangswert l0(t = 0) = lo (siehe Figuren 5, 6). Der diesbezügliche Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) ist in den Vorgabedaten D hinterlegt, und er ist abhängig von der Rezeptur des Mischproduktes M und den Reaktionsbedingungen für den Mischprozess.
Am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 und bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) um mehr als eine vorgegebene Toleranz, wobei eine Abweichung entweder nach oben oder nach unten vorliegen kann (siehe Figuren 5, 6), wird die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 für den nachfolgenden Dosierimpuls im ersten Fall verkürzt und im zweiten Fall ver- länger!
Für einen zeitabhängigen Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) ohne Sättigungscharakter, beginnend bei c(t = 0) = 0 für die reine Flüssigkeit F (Figur 5), wie er durch die oben angegebenen Gleichungen (2, 2a) beschrieben werden kann (c(t) = k1 V t), sieht eine Ausgestaltung des zweiten Verfahrens vor, dass dieser Verlauf durch ein festes Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 definiert ist (V = At1/At2 = konstant). Bei Abweichungen von dem zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) wird erfindungs- gemäß bei konstantem Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 verkürzt (wie dies in Figur 4 im Unterschied zu Figur 3 beispielhaft qualitativ aufgezeigt ist) oder verlängert. Diese steuerungstechnische Maßnahme mit einem festen Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V führt zwangsläufig im gleichen Verhältnis zu einer entsprechenden Verkürzung oder Verlängerung des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2, bezogen auf den nachfolgenden Dosierimpuls i. Für einen zeitabhängigen Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) mit Sättigungscharakter (Figur 6), wie er durch die oben angegebene Gleichung (3) beschrieben werden kann (c(t) « k2 Σί=°Δί1 ), sieht eine weitere Ausgestaltung des MW
zweiten Verfahrens vor, dass dieser Verlauf durch ein variables Zeitdauer- Zeitabstand-Verhältnis V zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse At2 definiert ist (V = At1/At2 konstant), wobei
• bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) um mehr als die vorgegebene Toleranz nach oben das Zeitdauer-Zeitabstand- Verhältnis V verkleinert und
• bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme l(t) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) um mehr als die vorgegebene Toleranz nach unten das Zeitdauer-Zeitabstand- Verhältnis V vergrößert wird.
Der jeweilige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t) ist über die Zeitdauer t, beginnend bei c(t = 0) = 0 für die reine Flüssigkeit F (Figur 6), degressiv ansteigend, weil der fortlaufend impulsweise dosierte Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes mP > über die gesamte Zeitdauer t des Mischprozesses gesehen, zwar vorzugsweise konstant ist (mP = konst), die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 jedoch stetig abnimmt und somit eine stetig abnehmende Menge pulverförmiger Stoff mP eindosiert wird. Der Mengenstrom pulverförmiger Stoff mP wird in der Zeitdauer t des gesamten Misch prozesses bei annähernd unveränderlichem Füllstandsniveau N im Mischbehälter 100 in ein vorliegendes nahezu unveränderliches Volumen des Mischprodukts VM eingebracht (VM » konstant), wobei eine Dichte P des Mischprodukts M zunimmt, und zwar entsprechend dem zeitabhängigen Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t), der auf den vorgegebenen Endwert CE aufwächst.
Figur 6 verdeutlicht in Abhängigkeit von dem zeitabhängigen Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration c(t), wie die jeweils dosierte Menge pulverförmiger Stoff mp = riipAtl stetig abnimmt, wobei die jeweils zugeordnete zeitabhängige Strom- aufnähme l(t) sich jeweils am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse At2 an den zugeordneten zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t) angenähert hat bzw. mit diesem weitestgehend deckungsgleich ist. Ein diesbezüglicher Verlauf beschreibt einen gelungenen Mischprozess, der einerseits das Mischprodukt M schont und andererseits energieeffizient ausgestaltet ist. Er erfordert keine steuerungstechnischen Maßnahmen im vorstehend erläuterten Sinne. Erst wenn Abweichungen von der zulässigen Stromüberschreitung oder Stromunterschreitung ΔΜ , ΔΙ2 auftreten, greifen sinngemäß die Steuerungsmechanismen, wie sie zum ersten Verfahren im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 beschrieben wurden.
Diese steuerungstechnischen Maßnahmen mit einem variablen Zeitdauer-Zeitab- stand-Verhältnis V erfordern von der Steuereinrichtung 30 die Fähigkeit, die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 bei unveränderlichem Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse Δί2 zu verkürzen oder zu verlängern oder bei unveränderter Zeitdauer des Dosierimpulses At1 den Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse Δί2 adäquat zu verlängern oder zu verkürzen.
Die erfindungsgemäßen steuerungstechnischen Maßnahmen bestehen im Kern somit bei beiden Ausgestaltungen des zweiten Verfahrens darin, dass die Zeitdauer des Dosierimpulses At1 und der Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse Δί.2 so gewählt werden, dass sich am jeweiligen Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse Δ.2 die zeitabhängig ermittelte Stromaufnahme l(t) zum Rühren und/oder Mischen und Homogenisieren des temporär vorliegenden Mischpro- duktes M* an den zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme l0(t), der zur diesbezüglichen Behandlung des homogenisierten Mischprodukts M erforderlich ist, im Rahmen einer praxisrelevanten zulässigen Toleranz annähert. BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN
1000 Mischvorrichtung
100 Mischbehälter
100.1 Behältermantel
100.2 oberer Behälterboden
00.3 unterer Behälterboden (konisch; kegelförmig)
100.4 Auslaufstutzen
100.5 Zulaufanschluss
100.6 Rezirkulationsanschluss
20 Einlaufventil
30 Steuereinrichtung
40 erster Antriebsmotor
50 zweiter Antriebsmotor
2 Ventilgehäuse
2a Ventilsitz
2b Sitzöffnung
2c Rohranschluss
4 Laternengehäuse
6 Antriebsgehäuse 8 Ventilschließglied
8a Ventilteller
8b Ventilstange
10 Sitzdichtung
12 Rückstellfeder
14 Steuerkopfgehäuse
16 Signalaufnehmer
18 Zuführleitung
22 Signalleitung 24 Rühreinrichtung
26 Scher- und Homogenisier-Einrichtung
28 Zirkulationsleitung
D Vorgabedaten
F Flüssigkeit l0 Anfangswert einer Referenzstromaufnahme
(für das homogenisierte Mischprodukt M; l0(t =0) = l0) l0(t) zeitabhängiger Verlauf einer Referenzstromaufnahme l(t) zeitabhängige Stromaufnahme
(für das temporär vorliegende Mischprodukt M*) l*(t) zeitabhängige nach oben abweichende Stromaufnahme l**(t) zeitabhängige nach unten abweichende Stromaufnahme
ΔΙ1 zulässige Stromüberschreitung
ΔΙ2 zulässige Stromunterschreitung M Mischprodukt
M* temporär vorliegendes Mischprodukt
N Füllstandsniveau
P pulverförmiger Stoff
S Steuerungsparameter
T Misch- oder Lösungstemperatur
V Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis (V = At1/At2) VM Volumen des Mischprodukts Dichte des Mischprodukts a erster Anteil (unmittelbare Rezirkulation)
b zweiter Anteil (mittelbare Rezirkulation) c Trockenstoff-Konzentration (pulverförmiger Stoff P in der Flüssigkeit F) c(t) zeitabhängiger Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration
CE vorgegebener Endwert (des zeitabhängigen Verlaufs) h Höhe der Flüssigkeitssäule
i Dosierimpuls k Konstante (k = ^) k1 erste Proportionalitätskonstante (k1 =— itip ) k2 zweite Proportionalitätskonstante (k2 «— )
"M
mF Menge Flüssigkeit
rhF Mengenstrom Flüssigkeit
mF(t) zeitabhängiger Mengenstrom Flüssigkeit
mM Mengenstrom Mischprodukt
mP Menge pulverförmiger Stoff
riip Mengenstrom pulverförmiger Stoff
rhp(t) zeitabhängiger Mengenstrom pulverförmiger Stoff n1 erste Drehzahl
n2 zweite Drehzahl
P Druck oberhalb der Flüssigkeitssäule t Zeit (allgemein) oder Zeitdauer des Mischprozesses
At1 Zeitdauer des Dosierimpulses
At2 Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes (P) in eine aus wenigstens einer Komponente bestehende Flüssigkeit (F) für ein In- line-Mischverfahren,
• bei dem die Einbringung und Behandlung des pulverförmigen Stoffes (P) unter den Bedingungen eines Verweilzeitverhaltens eines kontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionskessels dergestalt erfolgt,
o dass die Flüssigkeit (F) kontinuierlich und der pulverförmige Stoff (P) diskontinuierlich einem Mischbehälter (100) zugeführt werden, wobei das Ziel eine vorgegebene, zeitlich unveränderliche Trockenstoff- Konzentration (c) des pulverförmigen Stoffes (P) in der Flüssigkeit (F) ist,
o dass die Flüssigkeit (F) und der pulverförmige Stoff (P) fortwährend gerührt und/oder zu einem Mischprodukt (M) gemischt werden und das Mischprodukt (M) homogenisiert wird und
o dass das Mischprodukt (M) entsprechend der zugeführten Mengen an
Flüssigkeit (F) und pulverförmigem Stoff (P) kontinuierlich abgeführt wird,
• bei dem eine Rezeptur des Mischproduktes (M) wenigstens hinsichtlich der vorgegebenen Trockenstoff-Konzentration (c) und die Reaktionsbedingungen jeweils in Form von Vorgabedaten (D) vorgegeben sind,
• bei dem die diskontinuierliche Zufuhr des pulverförmigen Stoffes (P) impulsweise durch eine zeitliche Abfolge von Dosierimpulsen (i) erfolgt, die jeweils durch einen Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes (rhP), eine Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) und einen Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse (At2) charakterisiert sind,
• bei dem die vorgegebene Trockenstoff-Konzentration (c) durch ein festes Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis V zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse (At2) definiert ist (V = At1/At2 = konstant), • bei dem eine zeitabhängige Stromaufnahme (l(t)) ermittelt wird, die proportional zu einer für ein temporär vorliegendes Mischprodukt (M*) erforderlichen Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung ist,
• bei dem aus den Vorgabedaten (D) eine Referenzstromaufnahme (l0) herangezogen wird, die charakteristisch ist für die am homogenisierten Mischprodukt (M) zu erbringende Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung, und
• bei dem am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse (Ät2) und bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme (l(t)) von der Referenzstromaufnahme (l0) um mehr als eine vorgegebene Toleranz, und zwar entweder nach oben oder nach unten, und unter Einhaltung des festen Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnisses (V) die Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) für den nachfolgenden Dosierimpuls (i) im ersten Fall verkürzt und im zweiten Fall verlängert wird.
Verfahren zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes (P) in eine aus wenigstens einer Komponente bestehende Flüssigkeit (F) für ein In- line-Mischverfahren,
• bei dem die Einbringung und Behandlung des pulverförmigen Stoffes (P) unter den Bedingungen eines Verweilzeitverhaltens eines kontinuierlich arbeitenden homogenen Reaktionskessels dergestalt erfolgt,
o dass in einer ersten Phase Flüssigkeit (F) in einem Mischbehälter (100) vorgelegt und dieser Flüssigkeit (F) der pulverförmige Stoff (P) diskontinuierlich zugeführt wird,
o dass die Flüssigkeit (F) und der pulverförmige Stoff (P) fortwährend gerührt und/oder zu einem Mischprodukt (M) gemischt werden und das Mischprodukt (M) homogenisiert wird,
o dass in einer zweiten Phase das in der ersten Phase gewonnene Mischprodukt (M) über den Mischbehälter (100) rezirkuliert wird und weiterhin der rezirkulierten Menge Mischprodukt (M) entsprechende Mengen an pulverförmigem Stoff (P) diskontinuierlich zugeführt werden, und o dass das Mischprodukt (M) so lange rezirkuliert wird, bis ein zeitabhängiger Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration (c(t)) des puiverformigen Stoffes (P) im Mischprodukt (M) auf einen vorgegebenen Endwert (CE) aufgewachsen ist,
• und bei dem eine Rezeptur des Mischproduktes (M) wenigstens hinsichtlich des dem vorgegebenen Endwert (CE) zugeordneten zeitabhängigen Verlaufs einer Trockenstoff-Konzentration (c(t)) und die Reaktionsbedin- gungen jeweils in Form von Vorgabedaten (D) vorgegeben sind,
dadurch gekennzeichnet,
• dass die diskontinuierliche Zufuhr des puiverformigen Stoffes (P) impulsweise durch eine zeitliche Abfolge von Dosierimpulsen (i) erfolgt, die jeweils durch einen Mengenstrom des puiverformigen Stoffes (mP), eine Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) und einen Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse (At2) charakterisiert sind,
• dass der in dem vorgegebenen Endwert (CE) endende zeitabhängige Verlauf einer Trockenstoff-Konzentration (c(t)) durch die Abfolge eindeutig bestimmter Dosierimpulse (i) definiert ist,
• dass eine zeitabhängige Stromaufnahme (l(t)) ermittelt wird, die proportional zu einer für ein temporär vorliegendes Mischprodukt (M*) erforderlichen Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung ist,
• dass aus den Vorgabedaten (D) ein zeitabhängiger Verlauf einer Referenzstromaufnahme (l0(t)) herangezogen wird, der charakteristisch ist für die am homogenisierten Mischprodukt (M) unter den Bedingungen des zugeordneten zeitabhängigen Verlaufs einer Trockenstoff-Konzentration (c(t)) zu erbringende Rühr- und/oder Scher- und Homogenisier-Leistung, und
• dass am Ende des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse (At2) und bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme (l(t)) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme (l0(t)) um mehr als eine vorgegebene Toleranz, und zwar entweder nach oben oder nach unten, die Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) für den nachfolgenden Dosierimpuls (i) im ersten Fall verkürzt und im zweiten Fall verlängert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zeitabhängige Verläufe einer Trockenstoff-Konzentration (c(t)) ohne Sättigungscharakter durch ein festes Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis (V) zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse (At2) definiert sind (V = At1/At2 = konstant).
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zeitabhängige Verläufe einer Trockenstoff-Konzentration (c(t)) mit Sättigungscharakter durch ein variables Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis (V) zwischen der Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) und dem zugeordneten Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse (At2) definiert sind (V = At1/At2), wobei
• bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme (l(t)) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme (l0(t)) um mehr als die vorgegebene Toleranz nach oben das Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis (V) verkleinert und
• bei Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme (l(t)) von dem jeweils zugeordneten Wert im zeitabhängigen Verlauf einer Referenzstromaufnahme (l0(t)) um mehr als die vorgegebene Toleranz nach unten das Zeitdauer-Zeitabstand-Verhältnis (V) vergrößert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mengenstrom des pulverförmigen Stoffes (mP) über die Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) konstant ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verkürzung oder die Verlängerung der Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) dann erfolgt, wenn ein durch eine zulässige Stromüberschreitung (AM ) oder eine zulässige Stromunterschreitung (ΔΙ2) jeweils bestimmter Stromkorridor durch eine nach oben abweichende Stromaufnahme (l*(t)) oder eine nach unten abweichende Stromaufnahme (l**(t)) verlassen wird, wobei die zulässige Stromüberschreitung und die zulässige Stromunter- schreitung (ΔΙ1 , ΔΙ2) jeweils durch einen prozentualen Anteil von der zugeordneten Referenzstromaufnahme (l0; l0(t)) bestimmt sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Maß der Verkürzung oder der Verlängerung der Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) in Abhängigkeit von dem Maß der Abweichung der zeitabhängigen Stromaufnahme (l(t), l*(t), l**(t)) von der zugeordneten Referenzstromaufnahme (l0; l0(t)) bestimmt ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die der Steuerung der Einbringung des pulverförmigen Stoffes (P) in die wenigstens eine Flüssigkeit (F) zugrunde liegenden weiteren rezepturabhängigen Vorgabedaten (D) aus Erfahrungswerten früherer Mischprozesse gewonnen und gespeichert werden, wobei diese Vorgabedaten (D)
• ein Mengenstrom der wenigstens einen Flüssigkeit (ihF),
• eine Misch- oder Lösungstemperatur (T),
• ein Druck oberhalb der Flüssigkeitssäule (p),
• Drehzahlen (n1 , n2) von Einrichtungen zum Rühren und/oder Mischen und Homogenisieren und
• eine von der zugeordneten Referenzstromaufnahme (l0; l0(t)) abhängige zulässige Stromüberschreitung (ΔΙ1 ) und eine zulässige Stromunter- schreitung (ΔΙ2)
sind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die im Verlauf der Steuerung der Einbringung des pulverförmigen Stoffes (P) in die wenigstens eine Flüssigkeit (F) gewonnenen zielführenden rezepturabhängigen Steuerungsparameter (S), und zwar
• die Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) und
• der Zeitabstand benachbarter Dosierimpulse (At2)
gespeichert und für nachfolgende Steuerungen gleicher Rezepturen herangezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das rezirkulierte Mischprodukt (M) in einen ersten Anteil (a) und in einen zweiten Anteil (b) aufgeteilt wird,
dass der erste Anteil (a) unmittelbar dem Mischprozess zugeführt wird und dass der komplementäre zweite Anteil (b) über ein Speichervolumen geführt und dann gleichfalls dem Mischprozess zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Anteil (a) zwischen null und hundert Prozent des rezirkulierten Mischprodukts (M) beträgt.
Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , mit einem Mischbehälter (100), der einen Zulaufanschluss (100.5) zur Zufuhr für eine Flüssigkeit (F), einen Auslaufstutzen (100.4) zur Abfuhr für ein Mischprodukt (M) und eine Rühreinrichtung (24) und/oder eine Scher- und Homo- genisier-Einrichtung (26) aufweist, mit einem an dem Mischbehälter (100) angeordneten Einlaufventil (20) mit einem Ventilschließglied (8), mit dem Ventilschließglied (8), mit dem das Einlaufventil (20) entweder zwischen vollständig geschlossen (Schließstellung) oder vollständig geöffnet (Offenstellung) einstellbar ist, mit dem Einlaufventil (20), durch welches ein pulverför- miger Stoff (P) in die Flüssigkeit (F) eingebracht wird, mit einer dem Einlauf- ventil (20) zugeordneten Steuereinrichtung (30), mit der das Ventilschließglied (8) in die Schließ- oder in die Offenstellung überführbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
• dass die Steuereinrichtung (30) rezepturabhängige Vorgabedaten (D) und rezepturabhängige Steuerungsparameter (S) in Gestalt der Zeitdauer des Dosierimpulses (At1 ) und des Zeitabstandes benachbarter Dosierimpulse (At2) bereitstellt,
• dass die Steuereinrichtung (30) wenigstens einen als Messeinrichtung ausgebildeten Signalaufnehmer (16) aufweist, der eine zeitabhängige Stromaufnahme (l(t)) der Rühreinrichtung (24) und/oder der Scher- und Homogenisier-Einrichtung (26) erfasst, und
• dass die Steuereinrichtung (30) die Schließ- oder die Offenstellung des Ventilschließgliedes (8) in Abhängigkeit von der zeitabhängigen Stromaufnahme (l(t)) und in Relation zu den Vorgabedaten (D) und den Steuerungsparametern (S) ansteuert.
13. Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 mit den Merkmalen des Anspruchs 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zirkulationsleitung (28) vorgesehen ist, die von einer an den Auslaufstutzen (100.4) angeschlossenen Leitung abzweigt und unmittelbar in den Mischbehälter (100) einmündet.
14. Mischvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilschließglied (8) zumindest in seinem pulverbeaufschlagten Bereich als durchmessergleiche zylindrische Stange ausgebildet ist, an der durchmessergleich ein Ventilteller (8a) angeformt ist.
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