ES2949016T3 - Proceso para la producción continua de un producto particulado de adsorción - Google Patents

Proceso para la producción continua de un producto particulado de adsorción Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un aparato para la producción continua de un producto de adsorción en partículas, comprendiendo el aparato: un tambor mezclador que tiene una cavidad alargada para recibir un material adsorbente en partículas, una entrada de adsorbente y una salida de producto, en donde el tambor mezclador está dispuesto de manera que la cavidad está inclinada en la dirección del flujo del material particulado, y en donde la cavidad comprende una zona de transporte inicial adyacente a la entrada y una zona de mezcla después de la zona de transporte inicial; un miembro giratorio que se extiende a través de la cavidad en una dirección longitudinal, en el que el miembro giratorio comprende una paleta transportadora helicoidal en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte inicial e instrumentos de mezcla en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de mezcla; y una o más boquillas de inyección para inyectar un adsorbato líquido a la zona de mezcla. La invención se refiere además a un proceso para la producción continua de un producto de adsorción en partículas utilizando dicho aparato. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso para la producción continua de un producto particulado de adsorción
La invención se refiere a un proceso para la producción continua de un producto particulado de adsorción.
Los procesos para la producción de materiales adsorbentes particulados tal como sílice, carbón vegetal o zeolita que tienen un adsorbato adsorbido sobre los mismos son ampliamente conocidos. Al menos en campos que requieren una alta homogeneidad de la carga de adsorbato, estos procesos generalmente se diseñan como procesos discontinuos. Con el interés del costo y la eficiencia de proceso, sin embargo, serían preferibles ajustes continuos a los ajustes por lotes.
US6183560B1 divulga mezcladores y pulidores para material particulado y, más en particular, un mezclador y pulidor de flujo continuo para pulir y mezclar aditivos para semillas.
La invención tiene como objetivo proporcionar un proceso para la producción continua de un producto particulado de adsorción de alta calidad.
En este contexto, la invención se refiere a un método como se define en las reivindicaciones, donde el método emplea un aparato para la producción continua de un producto particulado de adsorción, el aparato que comprende: un tambor de mezcla que tiene una cavidad alargada para recibir un material adsorbente particulado (portador), una entrada de adsorbente y una salida de producto, donde el tambor de mezcla se dispone de tal manera que la cavidad se inclina en la dirección de flujo del material particulado, y donde la cavidad comprende una zona de transporte inicial adyacente a la entrada y una zona de mezcla después de la zona de transporte inicial; un miembro giratorio que se extiende a través de la cavidad en una dirección longitudinal, donde el miembro giratorio comprende una pala de transporte helicoidal en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte inicial e instrumentos de mezcla en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de mezcla; y una o más boquillas de inyección para inyectar un adsorbido líquido a la zona de mezcla.
La cavidad es preferiblemente tubular y puede tener una sección transversal circular. El aparato comprende preferiblemente un motor tal como un motor eléctrico para accionar el miembro giratorio a una velocidad deseada. El miembro giratorio puede comprender un árbol que está rodeado por la pala de transporte y los instrumentos de mezcla. También se puede interrumpir como en un transportador de tornillo sin centro. Preferiblemente, el miembro giratorio es una parte integral de tal manera que todas las palas de transporte e instrumentos de mezcla se pueden operar a la misma velocidad de rotación por el mismo motor. Preferiblemente, el miembro giratorio está desprovisto de una pala de transporte helicoidal en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de mezcla y desprovisto de instrumentos de mezcla en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte inicial.
En una realización, las boquillas de inyección se pueden ubicar dentro de 45° de la cresta superior de la pared lateral de cavidad longitudinal. En una realización, la entrada se puede ubicar en la parte superior de la pared lateral de cavidad longitudinal. En una realización, la salida se puede ubicar en la parte inferior de la pared lateral de cavidad longitudinal.
En una realización, los instrumentos de mezcla comprenden paletas de mezcla que se distribuyen preferentemente a lo largo de la longitud de la zona de mezcla. La distribución puede ser regular o irregular.
En una realización, las superficies operativas de las paletas están inclinadas hacia atrás. En otras palabras, las superficies operativas de las paletas no son paralelas a la cavidad de dirección longitudinal sino que están inclinadas para efectuar el movimiento inverso del material particulado. Esta mezcla inversa puede influir beneficiosamente en la calidad y homogeneidad de la adsorción.
En una realización, los instrumentos de mezcla comprenden fragmentos de tornillo. Estos fragmentos se pueden usar para transportar el material de un grupo de paletas a un grupo posterior de paletas.
En una realización, la cavidad comprende además una zona de transporte terminal adyacente a la salida. En posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte terminal, el miembro giratorio comprende otra pala de transporte helicoidal. Preferiblemente, el miembro giratorio está desprovisto de instrumentos de mezcla en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte terminal. La zona de transporte terminal puede seguir directamente a la zona de mezcla o puede haber una o más zonas entre ellas.
En una realización, la cavidad comprende además una zona de reposo que sigue a la zona de mezcla, por lo tanto, preferentemente entre la zona de mezcla y la zona de transporte terminal. En posiciones longitudinales correspondientes a la zona de reposo, el miembro giratorio está desprovisto de instrumentos de mezcla o palas de transporte. La zona de reposo incrementa el tiempo de residencia y puede influir beneficiosamente en la calidad de adsorción y la homogeneidad.
En una realización, la cavidad comprende además una zona de transporte intermedia entre la zona de mezcla y la zona de reposo, o dentro de la zona de mezcla. En posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte intermedia, el miembro giratorio comprende otra pala de transporte helicoidal. Preferiblemente, el miembro giratorio está desprovisto de instrumentos de mezcla en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte intermedia. En caso de que la zona de transporte intermedia esté contenida dentro de la zona de mezcla, la zona de mezcla se divide en una zona de mezcla primaria y secundaria. En este sentido, se prefiere que las boquillas de inyección se dispongan para inyectar el adsorbato líquido a la zona de mezcla primaria, que está más cerca de la entrada.
La zona de reposo puede tener una extensión longitudinal que es igual o mayor que la extensión longitudinal de la zona de transporte inicial, la zona de transporte terminal o la zona de transporte intermedia. Asimismo, la extensión longitudinal de la zona de reposo puede ser igual o mayor que la extensión longitudinal de al menos una de las zonas de mezcla. En otra realización, la zona de reposo se puede extender sobre al menos 10%, al menos 15% o al menos 20% de la longitud de la cavidad. En la zona de reposo, el proceso de adsorción puede proceder de manera ininterrumpida y se puede obtener una mejora general en los tiempos de adsorción, sin agitar demasiado el material y sin mejorar la molienda de partículas o las explosiones de polvo.
La inclinación es preferible para la estabilidad del proceso y el uso optimizado del volumen de cavidad. El ángulo de inclinación puede ser, por ejemplo, entre 15 y 45°.
En una realización, la relación L/D (longitud/diámetro) de la cavidad está entre 2 y 10, preferentemente entre 3 y 7. El volumen total de la cavidad puede, en un ejemplo, estar entre 0,1 y 2 m3, pero también son posibles volúmenes más pequeños o más grandes.
En una realización, el ángulo de inclinación y la longitud y el diámetro de la zona de mezcla son tal que hay posiciones longitudinales dentro de la zona de mezcla cuya sección transversal completa permanece por debajo del nivel de eliminación del producto. El nivel de eliminación de producto puede corresponder al nivel de salida. En el caso de una zona de transporte terminal o intermedia, el nivel de eliminación de producto también puede corresponder al punto más bajo alcanzado por medios de transporte terminal o de zona intermedia tal como palas de transporte. Las posiciones longitudinales cuya sección transversal completa permanece por debajo del nivel de eliminación de producto, en operación, se llenarían completamente con el material fluido. Por lo tanto, la zona de mezcla, cuando está en operación, comprende posiciones longitudinales tempranas que están completamente llenas de material particulado y posiciones longitudinales tardías que están parcialmente llenas de material particulado.
En una realización, el ángulo de inclinación y la longitud y diámetro de la zona de mezcla son tal que las posiciones longitudinales cuya sección transversal completa permanece por debajo del nivel de eliminación de producto representan al menos 30% de todas las posiciones longitudinales dentro de la zona de mezcla. En otras palabras, esto significa que al menos el 30% inicial de la longitud de la zona de mezcla, en operación, está completamente lleno de material particulado, mientras que la parte restante solo está parcialmente llena. Preferiblemente, el ángulo de inclinación y la longitud y el diámetro de la zona de mezcla son tal que las posiciones longitudinales cuya sección transversal completa permanece por debajo del nivel de eliminación de producto representan al menos del 50% a al menos el 70% de todas las posiciones longitudinales dentro de la zona de mezcla.
En una realización, el ángulo de inclinación, la longitud y el diámetro de la zona de mezcla y las posiciones de las boquillas de inyección son tal que todas las boquillas de inyección están ubicadas por debajo del nivel de eliminación del producto. En esta realización, la zona de pulverización siempre se llena con material particulado. Esto minimiza el riesgo de explosión cuando se utilizan adsorbatos inflamables.
En caso de una zona de reposo sucesiva a la zona de mezcla, o en el caso de las zonas de mezcla primaria y secundaria, las consideraciones anteriores sobre la longitud y el diámetro de la zona de mezcla en relación con el ángulo de inclinación para obtener secciones total y parcialmente llenas de la zona de mezcla se pueden aplicar igualmente a la zona de reposo y cada una de las zonas de mezcla, especialmente la zona de mezcla primaria.
En una realización, el aparato comprende un dispositivo de elevación para ajustar la inclinación de la cavidad. Los dispositivos de elevación adecuados pueden comprender, por ejemplo, uno o más cilindros hidráulicos.
En una realización, la entrada se conecta a un alimentador de polvo adecuado. Los alimentadores de polvo adecuados incluyen, por ejemplo, alimentadores gravimétricos de pérdida de peso o alimentadores volumétricos.
En una realización, las boquillas se conectan a un suministro de líquido adecuado. El suministro puede incluir un tanque y una bomba de líquido con medidor de flujo de masa o volumen. El tanque de líquido y/o el medio de suministro pueden comprender elementos de calentamiento para precalentar el líquido a una temperatura óptima. Esto puede ser importante para poder ajustar la viscosidad a un nivel que sea necesario para la atomización del líquido en las boquillas.
En una realización, el tambor de mezcla comprende un medio para calentar y/o enfriar la cavidad. En una realización, el tambor de mezcla puede comprender paredes de doble camisa y el aparato puede comprender una bomba para provocar un flujo de líquido de intercambio de calor a través de estas paredes. Un régimen de temperatura preciso dentro de la cavidad puede influir positivamente en el comportamiento de adsorción.
La invención se refiere a un proceso para la producción continua de un producto particulado de adsorción usando un aparato de acuerdo con la invención, el proceso que comprende los pasos de: alimentar continuamente un material particulado adsorbente fluido en la zona de transporte inicial de la cavidad a través de la entrada; inyectar continuamente un adsorbato líquido en la zona de mezcla de la cavidad a través de las boquillas; y operar continuamente el miembro giratorio para propagar el adsorbente a través de la zona de transporte inicial a la zona de mezcla y para agitar el adsorbente y el adsorbato en la zona de mezcla.
El producto se puede eliminar continuamente de la salida de producto. En la zona de mezcla o la zona de reposo, si la hay, la mezcla se empuja hacia adelante contra la gravedad por el material transportado posteriormente.
Materiales adsorbentes particulados adecuados incluyen, por ejemplo, materiales granulares. El tamaño de grano promedio puede estar entre 10-1000 |jm y preferiblemente entre 50-500 |jm como se determina con la medición en seco del sistema de difracción láser (Malvern MasterSizer 3000). La desviación estándar gráfica inclusiva del diámetro de material granular expresada en unidades phi puede ser menor 1.
En una realización, el material adsorbente particulado es un material poroso que tiene un área superficial específica de al menos 100 m2/g y preferiblemente al menos 200 m2/g, como se determina usando el método BET de acuerdo con DIN ISO 9277.
En una realización, el material adsorbente particulado es un material poroso que tiene una capacidad de adsorción de aceite de entre 100 y 300 ml/100 g, según se determina de acuerdo con DIN ISO 19246.
En el extremo de material, los materiales adsorbentes de acuerdo con la invención son sílice, carbón vegetal o materiales de zeolita. Se pueden preferir específicamente materiales de sílice.
En una realización, el miembro giratorio se opera a una velocidad de rotación tal que la velocidad periférica de la pala de transporte helicoidal y los instrumentos de mezcla es de 1 m/s o menos. Estas bajas velocidades periféricas se pueden preferir para evitar un calor de fricción excesivo y la formación de polvo no deseado debido a la molienda de los materiales particulados. Por lo tanto, se puede minimizar el riesgo de quemaduras, incendios y explosiones de polvo. En caso de que la extensión radial no sea idéntica para las palas de transporte helicoidales y las paletas de mezcla, la velocidad periférica como se definió anteriormente se refiere al punto de extensión radial más alta. Dependiendo del radio de la cavidad, esto puede corresponder a velocidades de rotación de, por ejemplo, menos de 50 rpm.
El adsorbato líquido es un activo líquido puro o una solución o dispersión líquida de un activo. El principio activo es un componente biológicamente activo tal como un aditivo nutricional (vitaminas, etc.), un medicamento, un veneno, o similares.
En una realización, el líquido se precalienta antes de alimentarlo a las boquillas. En una realización, la presión de boquilla y la viscosidad del líquido se ajustan de modo que el líquido se atomiza al ingresar a la zona de mezcla. Por ejemplo, la temperatura del líquido puede ser tal que la viscosidad esté entre 10 y 500 mPa s, preferiblemente entre 50 y 200 mPas. La presión de boquilla puede, en un ejemplo, estar entre 200 kPa y 900 kPa (2 y 9 bares), en tanto que también son posibles presiones de boquilla más altas o más bajas, dependiendo del tipo de boquilla.
En una realización de ejemplo, el material adsorbente particulado se puede proporcionar y transportar a una temperatura de entre 15-35 °C.
En una realización, la velocidad de alimentación del material adsorbente particulado y la velocidad de rotación del miembro giratorio se ajustan de tal manera que el tiempo de residencia promedio del material particulado está entre 2 y 20 minutos, preferiblemente entre 5 y 10 minutos. Dependiendo del volumen de la cavidad, las velocidades de alimentación de ejemplo pueden exceder 100, 500, 1.000 o incluso 5.000 kg/h.
En una realización, la relación de la velocidad de introducción del adsorbato líquido a la velocidad de introducción del material adsorbente particulado se puede ajustar de acuerdo con la capacidad de adsorción de los pares de materiales respectivos. Dependiendo de la aplicación, las relaciones deseables pueden ser al menos 40 ml de adsorbato líquido por 100 g de material adsorbente particulado.
En una realización, el volumen de cavidad no ocupado por el material en partículas se llena con aire ambiente. En otras palabras, no se introduce ninguna manta de gas inerte en la cavidad. Como la formación de polvo y el vapor inflamable se evitan en gran medida mediante la construcción del aparato, es posible que no se necesite gas inerte para evitar cualquier riesgo de explosión, incluso cuando se usan materiales inflamables.
Otros detalles y ventajas de la invención se explicarán en lo siguiente con referencia a las figuras y ejemplos de trabajo. Las figuras muestran:
La figura 1 es una sección longitudinal esquemática de una realización ilustrativa de un aparato;
La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra el proceso de la invención;
La figura 3 es una sección longitudinal del tambor de mezcla de una realización concreta de un aparato;
La figura 4 es una sección longitudinal del tambor de mezcla de otra realización concreta de un aparato; y La figura 5 es un ensayo que muestra la carga superficial de un adsorbato durante el tiempo de proceso a diferentes tiempos de residencia.
En la figura 1 se ilustra esquemáticamente un aparato. El aparato 10 comprende, como constituyente clave, un tambor de mezcla tubular 11 que tiene una cavidad tubular alargada 12 de sección transversal esencialmente circular para recibir un material adsorbente granular. En el extremo corriente arriba de la cavidad 12, se proporciona una abertura de entrada de adsorbente 13 en el lado superior de la pared de cavidad. En el extremo corriente abajo de la cavidad 12, se proporciona una abertura de salida de producto 14 en el lado inferior de la pared de cavidad. La abertura de entrada 13 se puede conectar a un aparato de alimentación para introducir continuamente una cantidad controlada de material adsorbente granular en la cavidad 12, tal como un alimentador gravimétrico de polvo de tipo pérdida de peso, adecuado. Esto es evidente a partir del diagrama de flujo de la figura 2, donde el paso de mezcla 101 que se lleva a cabo en el aparato 10 está precedido, por un lado, por un paso 201 de carga de un alimentador desde un depósito de material adsorbente granular y un paso 202 de alimentación del material adsorbente granular a la entrada 13.
Un árbol giratorio 15 se extiende a través de la cavidad en dirección longitudinal. El árbol 15 está dispuesto en el centro del círculo definido por la sección transversal de la cavidad 12 y se conecta operativamente a un motor eléctrico 16 para accionar el árbol 15 a una velocidad de rotación deseada.
El árbol giratorio 15 comprende dos tipos de anexos giratorios que se distribuyen a lo largo de la longitud de la cavidad 12, es decir una pala de transporte helicoidal 17 y paletas de mezcla 18. La pala de transporte helicoidal 17 está dispuesta alrededor del árbol 15 en la sección inicial de la cavidad 12 que es adyacente a la abertura de entrada 13. Las paletas de mezcla 18 se distribuyen sobre la longitud restante del árbol 15 en la parte posterior de la cavidad 12. Debido a estos dos tipos diferentes de anexos, la cavidad se puede dividir en dos secciones longitudinales principales, es decir, una zona de transporte inicial 12a que es adyacente a la entrada 13 y una zona de mezcla posterior 12b que se extiende desde la zona de transporte inicial 121 hasta la salida 14. Una zona de descarga 12z sigue a la zona de mezcla 12b en el extremo corriente abajo.
El aparato 10 comprende además boquillas de inyección 19 para inyectar un adsorbato líquido a la cavidad 12, y más específicamente a una posición temprana dentro de la zona de mezcla 12b de la cavidad 12. Las boquillas de inyección 19 se conectan a un suministro de líquido adecuado que incluye un tanque, un calentamiento, una bomba de líquido y un medidor de flujo de volumen cuya señal se utiliza para regular la operación de bomba. Esto, de nuevo, es evidente a partir del diagrama de flujo de la figura 2, donde el paso de mezcla 101 también está precedido por un paso 301 de succión de adsorbato líquido desde un tanque de adsorbato líquido y, opcionalmente, precalentamiento del adsorbato líquido a una temperatura deseada, un paso 302 de bombeo del adsorbato líquido a las boquillas 19 y un paso 303 de medición del flujo de volumen hacia las boquillas 19.
La abertura de salida 14 se puede conectar a un aparato de envasado adecuado para pesar y envasar el producto. Esto es también evidente a partir del diagrama de flujo de la figura 2, donde el paso de mezcla 101 es seguido por un paso de envasado 401.
Aún más, el aparato comprende un medio de elevación que incluye uniones giratorias adecuadas 20 y un cilindro hidráulico 21 para elevar la sección de extremo del tambor de mezcla tubular 11 para ajustar una cierta inclinación de la cavidad tubular 12. En consideración de la inclinación, la zona de mezcla 12b de la cavidad 12 se puede subdividir además en una sección completamente llena 12b1 y una sección parcialmente llena 12b2. Específicamente, debido al comportamiento esencialmente fluido de materiales adsorbentes granulares adecuados, los materiales formarán una superficie esencialmente plana 22 dentro de la cavidad 12, que se simboliza en la figura 1 con una línea punteada. El nivel de superficie corresponde esencialmente al nivel de la abertura de salida 14, ya que cualquier material que se comporte de manera fluida que alcance el nivel de la abertura de salida 14 fluirá fuera de esta abertura 14. La posición longitudinal del límite entre la sección completamente llena 12b1 y la sección parcialmente llena 12b2 por lo tanto depende de la relación de longitud L(12b) al diámetro D de la zona de mezcla 12b así como del ángulo de inclinación a. En la ilustración esquemática de la figura 1, estos parámetros son tal que la longitud de la sección 12b1 completamente llena corresponde aproximadamente a la longitud de la sección parcialmente llena 12b2.
En este sentido, se prefiere que las boquillas de inyección 19 se dispongan en una posición temprana dentro de la zona de mezcla 12b, que esté completamente llena en operación. La sección de la zona de mezcla donde se inyecta el adsorbato líquido constituye, por lo tanto, una subsección de la sección completamente llena 12b1, y está simbolizada en la figura 1 por el número de referencia 12b1-1.
En la figura 3 se ilustra un tambor de mezcla de una realización concreta de un aparato. Se usan números de referencia idénticos a los de la figura 1 para las partes correspondientes.
El tambor de mezcla 11, el árbol giratorio 15 y los anexos giratorios están todos hechos de acero inoxidable. El tambor de mezcla 11 consiste en dos mitades, una base 11a y una tapa 11b. La abertura de entrada 13 y las boquillas de inyección 19 se disponen en la tapa 11b. El árbol giratorio 15, el motor 16 y la abertura de salida 14 están dispuestos en la base 11a. La longitud total L de la cavidad 12 es de 140 cm y el diámetro D es de 20 cm, lo que representa una relación L/D de 7,0 y un volumen total de cámara de 0,044 m3.
La dirección de rotación regular del árbol 15 es en sentido antihorario, cuando se mira en la dirección del flujo de producto que se simboliza en la figura 3 por la flecha P.
A diferencia del aparato ilustrado esquemáticamente en la figura 1, el aparato de la figura 3 es más complejo en lo que respecta a los anexos giratorios del árbol 15 y, correspondientemente, a las zonas de la cavidad. Específicamente, entre la zona de transporte inicial 12a y la zona de descarga 12z de la cavidad, hay, en disposición consecutiva, una zona de mezcla 12b, una zona de transporte intermedia 12c, una zona de reposo 12e y una zona de transporte terminal 12y.
En la zona de mezcla 12b, el árbol 15 transporta una serie de instrumentos de mezcla. Estos instrumentos de mezcla comprenden dos pares de paletas de mezcla 18, donde las paletas individuales 18 de los pares están ligeramente desplazadas en dirección longitudinal. Entre los pares están dispuestos dos fragmentos de pala de mezcla helicoidal 18b que, en contraste con la pala de transporte helicoidal 17 de la zona de transporte inicial 12a, no comprende una superficie cerrada sino que es más bien una construcción abierta tal como para limitar la acción de avance de alimentación. Las boquillas 19 se disponen en una posición longitudinal correspondiente al par corriente arriba de paletas de mezcla 18.
En la zona de transporte intermedia 12c, una pala de transporte helicoidal 17c cuya forma y ángulo de pala corresponde a la pala de transporte helicoidal 17 de la zona de transporte inicial 12a está dispuesta alrededor del árbol 15. La zona de transporte intermedia 12c es bastante corta y el número de rotaciones completas de la pala de transporte helicoidal 17c alrededor del árbol 15 es menor que dos.
En la zona de reposo 12e, el árbol 15 no comprende anexos de mezcla o transporte.
Finalmente, en la zona de transporte terminal 12y, otra pala de transporte helicoidal 17y está dispuesta alrededor del árbol 15, cuya forma y ángulo de pala corresponden de nuevo a la pala de transporte helicoidal 17 de la zona de transporte inicial 12a.
En una configuración experimental, el aparato como en la figura 3 se cargó con un material particulado de sílice con un tamaño de partícula medio nominal de entre 200-400 |jm y un líquido de vitaminas E esencialmente puras (TATG; grado técnico de acetato de tocoferilo) que tiene una viscosidad de aproximadamente 1000 mPa.s a 37°C como material adsorbente de líquido. La relación en peso del material de sílice granular y el material adsorbente de líquido fue de 48/52. La inclinación de la cavidad 12, es decir, el ángulo a se ajustó a 33°. La velocidad de rotación del árbol se ajustó a 45 rpm, lo que condujo a una velocidad periférica de los instrumentos de transporte y mezcla de alrededor de 0,5 m/s. La presión de boquilla fue de 450 kPa (4,5 bar) y la temperatura de líquido fue de 37 °C. La temperatura de la sílice fue de 27°C.
Usando estos ajustes, se determinó el volumen de la cámara llena a 0,015 m3, correspondiente a aproximadamente el 34% del volumen total de la cámara. Las velocidades de alimentación (material granular) necesarias para alcanzar ciertos tiempos de residencia promedio (la desviación estándar es de aproximadamente 40%) como se determina en este experimento se resumen en la Tabla 1 más adelante.
Tabla 1
Figure imgf000006_0002
Cuando el tiempo de residencia medio se ajustó a 15 minutos, se obtuvo un producto seco de buena homogeneidad. Por lo tanto, se puede esperar que un tiempo de residencia de 10-15 minutos sea suficiente en el entorno dado. Por consiguiente, los cálculos de modificación de escala sugerirían que se podría obtener una salida de varias toneladas de producto por hora con mezcladores más grandes que tienen un volumen de cámara de, por ejemplo, entre 0,1 y 2 m3 Estos cálculos de modificación de escala para mezcladores disponibles en el mercado se muestran en la tabla 2 más adelante.
Tabla 2
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000007_0001
En la figura 4 se ilustra otro tambor de mezcla de una realización concreta de un aparato. Nuevamente, se usan números de referencia idénticos a los de la figura 1 para las partes correspondientes.
El tambor de mezcla 11 de la figura 4 difiere del tambor de mezcla de la figura 3 en que la zona de reposo 12e se reemplaza por una zona de mezcla secundaria 12d que comprende varias paletas de mezcla 18d que están desplazadas en dirección longitudinal. La configuración y forma de estas paletas 18d es idéntica a la configuración y forma de las paletas 18 de la zona de mezcla primaria 12b.
En una configuración experimental, el aparato como en la figura 4 se cargó con un material particulado de sílice con un tamaño de partícula medio nominal de entre 45-50 |jm y una solución de 23% de 3-Nitrooxipropanol (3NOP, un fármaco administrado a los rumiantes para reducir la emisión de metano) disuelto en disolvente de propilenglicol al 77% como material adsorbente de líquido. La relación en peso del material de sílice granular y el material adsorbente de líquido fue de 50/50. La inclinación de la cavidad 12, es decir, el ángulo a se ajustó a 33°. La velocidad de rotación del árbol se ajustó a 45 rpm, lo que condujo a una velocidad periférica de los instrumentos de transporte y mezcla de alrededor de 0,5 m/s. La presión de boquilla fue de 450 kPa (6 bar) y la temperatura de líquido fue de 15°C. La temperatura de la sílice fue de 27°C.
Usando estos ajustes, se determinó el volumen de la cámara llena a 0,017 m3, correspondiente a aproximadamente el 38% del volumen total de la cámara. Las velocidades de alimentación (material granular) necesarias para alcanzar ciertos tiempos de residencia promedio (la desviación estándar es de aproximadamente 40%) como se determina en este experimento se resumen en la Tabla 3 más adelante.
Tabla 3
Figure imgf000007_0003
En la figura 5 se muestra un ensayo que ilustra la carga superficial de 3NOP durante el tiempo de proceso a diferentes tiempos de residencia. En tanto que se esperaría que la reducción de los tiempos de residencia tuviera un impacto negativo en la homogeneidad de absorción, el ensayo muestra una homogeneidad de absorción muy buena incluso con un tiempo de residencia promedio de solo 2 minutos y 30 segundos. Por consiguiente, los cálculos de modificación de escala sugerirían que se podría obtener una salida de varias toneladas de producto por hora con mezcladores más grandes que tienen un volumen de cámara de, por ejemplo, entre 0,1 y 2 m3. Estos cálculos de modificación de escala para mezcladores disponibles en el mercado se muestran en la tabla 4 más adelante.
Tabla 4
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000008_0001
Ensayos similares no han demostrado ninguna diferencia en la carga y la homogeneidad entre las temperaturas de adsórbate de 15°C, 25°C y 35°C.
Se entiende que los aparatos de las figuras 4 y 5, es decir, con zona de mezcla o zona de mezcla secundaria, se podrían usar indistintamente para ambos experimentos descritos anteriormente.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para la producción continua de un producto particulado de adsorción usando un aparato para la producción continua de un producto particulado de adsorción, donde el aparato comprende:
un tambor de mezcla que tiene una cavidad alargada para recibir un material adsorbente particulado, una entrada de adsorbente y una salida de producto, donde el tambor de mezcla se dispone de tal manera que la cavidad se inclina en la dirección de flujo del material particulado, y donde la cavidad comprende una zona de transporte inicial adyacente a la entrada y una zona de mezcla después de la zona de transporte inicial;
un miembro giratorio que se extiende a través de la cavidad en una dirección longitudinal, donde el miembro giratorio comprende una pala de transporte helicoidal en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte inicial e instrumentos de mezcla en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de mezcla; y
una o más boquillas de inyección para inyectar un adsorbato líquido a la zona de mezcla; y
donde el proceso que comprende los pasos de:
alimentar continuamente un material adsorbente particulado fluido en la zona de transporte inicial de la cavidad a través de la entrada, donde el material adsorbente particulado es un material de sílice, carbón vegetal o zeolita;
inyectar continuamente un adsorbato líquido en la zona de mezcla de la cavidad a través de las boquillas, donde el adsorbato líquido es un activo líquido puro o una solución o dispersión líquida de un activo, donde el activo es un componente biológicamente activo; y
operar continuamente el miembro giratorio para propagar el adsorbente a través de la zona de transporte inicial a la zona de mezcla y para agitar el adsorbente y el adsorbato en la zona de mezcla.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde los instrumentos de mezcla comprenden paletas de mezcla que se distribuyen preferentemente a lo largo de la longitud de la zona de mezcla.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, donde las superficies operativas de las paletas están inclinadas hacia atrás.
4. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la cavidad comprende además una zona de transporte terminal adyacente a la salida y donde, en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte terminal, el miembro giratorio comprende una pala de transporte helicoidal adicional.
5. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la cavidad comprende además una zona de reposo que sigue a la zona de mezcla y donde, en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de reposo, el miembro giratorio está desprovisto de instrumentos de mezcla o palas de transporte.
6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5, donde la cavidad comprende además una zona de transporte intermedia entre la zona de mezcla y la zona de reposo, o dentro de la zona de mezcla, y donde, en posiciones longitudinales correspondientes a la zona de transporte intermedia, el miembro giratorio comprende otra pala de transporte helicoidal.
7. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la zona de reposo se extiende sobre al menos 10%, al menos 15% o al menos 20% de la longitud de la cavidad y/o tiene una extensión longitudinal que es igual o mayor que la extensión longitudinal de la zona de transporte inicial, la zona de transporte terminal, la zona de transporte intermedia o una de las zonas de mezcla.
8. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el ángulo de inclinación está entre 15 y 45° y/o donde la relación L/D de la cavidad está entre 2 y 10, preferentemente entre 3 y 7.
9. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el ángulo de inclinación y la longitud y el diámetro de la zona de mezcla son tal que hay posiciones longitudinales dentro de la zona de mezcla cuya sección transversal completa permanece por debajo del nivel de eliminación de producto, y preferiblemente tal que las posiciones longitudinales cuya sección transversal completa permanece por debajo del nivel de eliminación de producto representan al menos el 30% de todas las posiciones longitudinales dentro de la zona de mezcla.
10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, donde el ángulo de inclinación, la longitud de la zona de mezcla y las posiciones de las boquillas de inyección son tal que todas las boquillas de inyección están ubicadas por debajo del nivel de eliminación del producto.
11. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el aparato comprende un dispositivo de elevación para ajustar la inclinación de la cavidad, preferentemente que comprende uno o más cilindros hidráulicos.
12. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el miembro giratorio se opera a una velocidad de rotación tal que la velocidad periférica de la pala de transporte helicoidal y los instrumentos de mezcla es de 1 m/s o menos.
13. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el material adsorbente particulado es un material poroso que tiene un área superficial específica de al menos 100 m 2/g.
14. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde la velocidad de alimentación del material adsorbente particulado y la velocidad de rotación del miembro giratorio se ajustan de tal manera que el tiempo de residencia promedio del material particulado está entre 2 y 20 minutos, preferiblemente entre 5 y 10 minutos.
15. El proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, donde el volumen de cavidad no ocupado por el material particulado se llena con aire ambiente.
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