FI20170161A1 - Menetelmä ominaisuuksiltaan ongelmallisten jauheiden työkaasun avulla tapahtuvaan prosessointiin, jossa jauheita mikronisoidaan ja/tai mikroluokitellaan - Google Patents

Abstract

Menetelmä ominaisuuksiltaan ongelmallisten, kuten reagoivien, räjähdys- ja syttymisherkkien tai kosteudelle herkkien jauheiden työkaasun (9) avulla tapahtuvaan prosessointiin, jossa prosessoinnissa kiinteässä muodossa olevia jauheita mikronisoidaan ja/tai mikroluokitellaan tvökaasua (9) apuna käyttäen, jolloin menetelmässä. - valittua työkaasua (9) kierrätetään kiertopiinssä, sen poistuvuutta minimoidaanja tarvittaessa suoritetaan lisäys, - prosessin loppuosalla työkaasu (9) valmistellaan kierrätyskelpoiseksi suodattamalla siitä kiinteä jauhefaasi pois tarkoituksen mukaiseen asteeseen, - työkaasuksi (9) valitaan kaasu jostain seuraavista ryhmistä: reagoimattomat inertit kaasut, prosessissa kuivattava paineilma, prosessissa happiköyhäksi säädetty paineilma, prosessiin syötettävä happiköyhäksi säädetty paineilma,

Description

MENETELMÄ OMINAISUUKSILTAAN ONGELMALLISTEN JAUHEIDEN

TYÖKAASUN AVULLA TAPAHTUVAAN PROSESSOINTIIN, JOSSA

JAUHEITA MIKRONISOIDAAN JA/TAI MIKROLUOKITELLAAN

Keksintö kohdistuu menetelmään, jossa tyypillisesti kiinteässä olomuodossa olevaa, ongelmallista, kuten reaktiivista tai hydrofiilistä jauhemaista ainetta mikronisoidaan tai mikroluokitellaan käyttäen väliaineena ja energian lähteenä inerttiä työkaasua tai käsiteltyä paineilmaa.

Mikäli käsiteltävän aineen ominaisuudet vaativat tuotantoprosessissa räjähdys-, reaktiota! leimahdusominaisuuksien takia suojakaasun käyttöä, on mikronisoinnin tai mikroluokituksen työkaasuna käytetty tyypillisesti hiilidioksidia, typpeä tai näiden ja paineilman seosta, joka työkaasu paineistettuna on myös samalla ollut mikronisointiprosessin ja mikroluokituksen tarvitsema energianlähde.

Käytettäessä vapaavirtaukseen tai 1 -faasivirtaukseen perustuvaa teknologiaa on työkaasun tarve ollut tyypillisesti suuri ja siitä on syntynyt kustannuserä, joka on haitannut ja usein estänyt tuotantoprosessin riittävän taloudellisen toiminnan.

Mikronisoinnissa ja mikroluokituksessa tarvittavan työkaasun määrää voidaan vähentää, kun käytetään tehokkainta autogeenistä mikronisointiratkaisua. Tämä menetelmä toimii 2-faasivirtaukseen sekä sen sisältämän kineettisen energian käyttöön perustuen, jolloin myös mikroluokitus tapahtuu tehokkaasti.

Työkaasun tarve on 2-faasivirtaukseen perustuvassa menetelmässä huomattavan paljon, jopa 70% alhaisempi, kuin 1-faasivirtauksiin perustuvissa menetelmissä. Merkittävästi pienemmän työkaasutarpeen johdosta voidaan tässä hakemuksessa esitetyt työkaasun kierrättämiseen liittyvät ratkaisut toteuttaa kustannustehokkaasti.

Reaktiivisten, räjähdys- tai syttymisherkkien aineiden mikronisointi ja mikroluokitus täytyy toteuttaa happiköyhällä tai inertillä työkaasulla. Tämä työkaasun tai työkaasuseoksen kierrättäminen edellyttää sitä, että se on kierrätykseen palautettaessa lähes vapaa kiintoaineesta.

Kun keksinnössä käytetään työkaasun kierrätystä suljetussa tai lähes suljetussa kiertopiirissä, on prosessoitava kiintoaines johdettava paineelliseen kiertopiiriin erityisellä syöttötavalla, kuten käyttäen patentissa FI-107316 esitettyä ennestään tunnettua menetelmää. Syöttötapaa on kuvattu mainitun FI-patentin kuvion 1 avulla, joka on nyt tässä hakemuksessa kuviona 2 (Prior Art). Tämä syöttölaite koostuu viitenumeroilla 1- 6 varustetuista osista kuviossa 2. Osat 1 ja 2 ovat sulkuventtiileitä pystysuuntaisessa paineistuskammiossa 3. Paineistuskammioon 3 päästetään prosessoitava jauhe säiliöstä 16 sellaisessa tilanteessa, jossa paineistussäiliö 3 ei ole paineistettu. Tämä tilanne saavutetaan venttiilien 1, 2, 12, 14, 15, 17 säädetyillä auki/sulku-asennoilla. Täytöksen jälkeen paineistussäiliö 3 paineistetaan sulkemalla venttiili 1 ja avaamalla venttiili 12. Paineistussäiliön 3 alapuolella on vaakasuuntainen paineistettu tasaussäiliö 4, jonka sisällä on aksiaalisuuntainen kuljetusruuvi 6, joka siirtää prosessoitavaa jauhetta työkaasun kanssa fluidisoitavaksi osassa 5, joka on tätä tehtävää suorittava sekoituskammio.

Mikronisoitaessa tai mikroluokitettaessa hydrofiilisiä aineita, on ennestään tunnettua käyttää inerttiä työkaasua tai erittäin hyvin kuivattua paineilmaa.

Kun keksinnön mukaisessa menetelmässä käsitellään hydrofiilisiä raaka-aineita, voivat eräät raaka-aineet esim, sokeri tai betaiini itsessään toimia työkaasua kuivaavana absorbenttinä. Tämä on mahdollista, kun työkaasua kierrätetään, jolloin se kuivuu kierrätyksen yhteydessä nopeasti. Uuden työkaasun lisäämistä eli vaihtamista suljetussa mikronisointi- ja mikroluokituspiirissä säädetään kierrossa olevan työkaasun laatua valvomalla.

Hydrofiilinen raaka-aine sieppaa työkaasun, esim, paineilman sisältämää vettä ja alentaa työkaasun kosteuden tasolle, joka ei häiritse tai estä mikronisointi- eikä mikroluokitusprosessin toimintaa. Työkaasun kuivausta voidaan siten vähentää.

Mikronisointiprosessissa mikronisoitava aine poistaa nopeasti prosessin käynnistämisen jälkeen työkaasusta liian kosteuden, minkä jälkeen kuivattua työkaasua voidaan tehokkaan puhdistuksen jälkeen kierrättää ja ottaa se uudelleen komprimointiin.

Tällöin tarvitaan tuoretta lisäilmaa tai -kaasua mikronisointiprosessin työkaasuksi vain se määrä mikä tuotantoprosessista lopputuotteiden mukana joudutaan poistamaan.

Keksinnön mukaisella menetelmällä räjähdys- tai syttymisherkkiä aineita käsiteltäessä mikronisoinnissa tai mikroluokituksessa, pitää käsittely toteuttaa happiköyhällä työkaasulla tai käyttämällä inerttiä työkaasua esim, typpeä. Työkaasu puhdistetaan prosessin viimeisessä vaiheessa sarjaan kytketyillä suodinlaitteilla tehokkaasti siten, että uudelleen paineistukseen - komprimointiin palautettava kaasu on lähes vapaata kiinteistä ultrahienoista ainehiukkasista. Kierrätettävän työkaasun laatua, kuten sen kiintoainepitoisuutta, seurataan erityisten hiukkastunnistimien avulla. Edelleen kiertopiirissä kulkevasta työkaasusta mitataan ainakin yhtä tai useampaa seuraavista suureista: työkaasun lämpötila, happitoisuus, kokonaispaine, kosteus, inertin kaasun pitoisuus.

Työkaasun puhtauteen vaikuttaa myös sen paineistukseen käytetty laitteisto. On edullista käyttää öljytöntä (oil-free) komprimointia tai korkeapainepuhallinta.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisille menetelmän lisäpiirteille on tunnusomaista ne piirteet, jotka on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Seuraavassa menetelmää kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuskuvioihin, joissa

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista prosessikiertopiiriä kaaviollisesti.

Kuvio 2 esittää ennestään tunnettua syöttölaitteistoa.

Kuvio 3 esittää valmiin tuotteen poistojärjestelyä kiertopiiristä.

Prosessin toiminnankuvaus

Käsiteltävä mikronisoitava hydrofiilinen tai muutoin reaktiivinen materiaali syötetään mikronisointi tai mikroluokituslaitteistoon 2 säiliöstä 1. Laitteistona 2 käytetään sopivimmin edellä kuvattua Fl-patentin 107316 mukaista syöttölaitteistoa, joka on kuviossa 2 esitetty viitenumeroilla 1-6. Tällä syöttölaitteistolla jauhemateriaali voidaan syöttää paineelliseen kiertopiiriin ilman mainittavaa työkaasun hävikkiä. Materiaali jauhautuu kineettisen energian vaikutuksesta lähes autogeenisesti vastasuihkujauhimen jauhintilassa 3, josta se pneumaattisesti kuljetetaan mikroluokittimeen 4. Mikroluokittimesta 4 heikosti jauhautunut materiaali palautetaan jauhimeen 2 ja valmistuote siirretään pneumaattisesti tuote-erottimeen 5, jossa työkaasu ja materiaali erotetaan toisistaan ja tuote poistetaan prosessista. Työkaasu siirtyy tuote-erottimelta jatkopuhdistuslaitteistoon 6, jossa työkaasu puhdistetaan kierrätyksen kannalta riittävään puhtauteen. Kierrätettävän työkaasun laatua ja puhtautta seurataan erityisten laaduntunnisteiden 5.1 ja 6.1 avulla. Jatkopuhdistuslaitteesta työkaasu kanavoidaan puhaltimelle 7, joka poistaa työkaasusta halutun osan ja loppuosa kaasusta kanavoidaan varsinaiselle työkaasun paineistavalle puhaltimelle 8. Tarvittava korvaava työkaasu 9 tuodaan myös puhaltimen 8 imuaukolle. Koska korvaava työkaasu on edeltä käsin paineistettu, on sen johtaminen helppoa kiertopiiriin.

Kuviossa 1 on valmiin jauheen poistopisteenä tuote-erottimet 5 ja 6. Nämä poistot tapahtuvat myös paineellisesta kiertopiiristä ja siksi poistokanavaan on muodostettava esim, kuvion 3 mukainen ratkaisu. Valmis tuote 19 (jauhe) kerääntyy säiliöosaan 18. Kun sitä aletaan poistaa, käynnistetään poistoruuvi 20 ja avataan venttiili 21. Poiston aikana työkaasua karkaa hyvin vähän, varsinkin jos ruuvi 19 on tiivis pyörintäputkeensa nähden. Tietenkin täydellinen vuotojen esto voidaan saavuttaa sillä, että säiliö 18 suljetaan venttiilin avulla (ei näytetty) erilleen kiertopiiriputkesta 22 säiliön 18 tyhjennyksen ajaksi.

Claims (6)

1. PATENTTIVAATIMUKSET

   1. Menetelmä ominaisuuksiltaan ongelmallisten, kuten reagoivien, räjähdys- ja syttymisherkkien tai kosteudelle herkkien jauheiden työkaasun avulla tapahtuvaan prosessointiin, jossa prosessoinnissa kiinteässä muodossa olevia jauheita mikronisoidaan ja/tai mikroluokitellaan työkaasua apuna käyttäen.

   - valittua työkaasua kierrätetään kiertopiirissä, sen poistuvuutta minimoidaan ja tarvittaessa suoritetaan lisäys,

   - prosessin loppuosalla työkaasu valmistellaan kierrätyskelpoiseksi suodattamalla siitä kiinteä jauhefaasi pois tarkoituksen mukaiseen asteeseen,

   - työkaasuksi valitaan kaasu jostain seuraavista ryhmistä:

   reagoimattomat inertit kaasut, prosessissa kuivattava paineilma, prosessissa happiköyhäksi säädetty paineilma, prosessiin syötettävä happiköyhäksi säädetty paineilma.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kiertopiiristä mitataan yhtä tai useampaa seuraavista: työkaasun lämpötilaa, happitoisuutta, kokonaispainotta, kosteutta, inertin kaasun pitoisuutta.
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kiertopiirin työkaasua jäähdytetään.
4. 4 . Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kiertopiiristä mitataan työkaasun sisältämän kiintoaineksen pitoisuutta suodatusvaiheen/vaiheiden jälkeen.
5. 5 . Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että hydrofiilisiä jauheita prosessoitaessa hyödynnetään niiden ominaisuutta kuivata työkaasua itse prosessissa, jolla vähennetään lisättävään työkaasuun kohdistuvaa kuivausta.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että työkaasun paineistus aikaansaadaan oil-free kompressorilla tai korkeapainepuhaltimella.