KR20080000524A - 배플이 있는 더블콘 혼합기 - Google Patents

배플이 있는 더블콘 혼합기 Download PDF

Info

Publication number
KR20080000524A
KR20080000524A KR1020070062862A KR20070062862A KR20080000524A KR 20080000524 A KR20080000524 A KR 20080000524A KR 1020070062862 A KR1020070062862 A KR 1020070062862A KR 20070062862 A KR20070062862 A KR 20070062862A KR 20080000524 A KR20080000524 A KR 20080000524A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
baffles
mixing vessel
cone mixer
double cone
rotation
Prior art date
Application number
KR1020070062862A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101355250B1 (ko
Inventor
마르틴 코볼리크
안드레아스 로겐호퍼
볼프강 단호른
에릭-안드레아스 클로르
Original Assignee
볼프 첼룰로직스 게엠베하 운트 콤파니 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 볼프 첼룰로직스 게엠베하 운트 콤파니 카게 filed Critical 볼프 첼룰로직스 게엠베하 운트 콤파니 카게
Publication of KR20080000524A publication Critical patent/KR20080000524A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101355250B1 publication Critical patent/KR101355250B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • B01J19/006Baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/70Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/40Parts or components, e.g. receptacles, feeding or discharging means
    • B01F29/401Receptacles, e.g. provided with liners
    • B01F29/4011Receptacles, e.g. provided with liners characterised by the shape or cross-section of the receptacle, e.g. of Y-, Z -, S -, or X shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/40Parts or components, e.g. receptacles, feeding or discharging means
    • B01F29/401Receptacles, e.g. provided with liners
    • B01F29/4011Receptacles, e.g. provided with liners characterised by the shape or cross-section of the receptacle, e.g. of Y-, Z -, S -, or X shape
    • B01F29/40113Conical, double-conicalor diabolo shapes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/40Parts or components, e.g. receptacles, feeding or discharging means
    • B01F29/401Receptacles, e.g. provided with liners
    • B01F29/40231Surface characteristics, e.g. coated, rough
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/60Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers
    • B01F29/63Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers with fixed bars, i.e. stationary, or fixed on the receptacle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/02Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/28Moving reactors, e.g. rotary drums
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/20Post-etherification treatments of chemical or physical type, e.g. mixed etherification in two steps, including purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B17/00Apparatus for esterification or etherification of cellulose
    • C08B17/06Apparatus for esterification or etherification of cellulose for making cellulose ethers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00768Baffles attached to the reactor wall vertical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/0077Baffles attached to the reactor wall inclined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00777Baffles attached to the reactor wall horizontal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0213Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components of enamel

Abstract

본 발명은 필요에 따라 에나멜로 도장된 구조인 신규 더블콘 혼합기, 및 바람직하게는 셀룰로스 기재의 다당류 생성물을 생산 및/또는 가공함에 있어서 그의 용도에 관한 것이다.
더블콘 혼합기, 배플, 축방향 혼합, 에나멜, 셀룰로스

Description

배플이 있는 더블콘 혼합기 {Double-cone mixer with baffles}
도 1은 본 발명에 따른 더블콘 혼합기의 상면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 배플 (S2) 및 (S2')를 개락적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 배플 (S1) 및 (S1')를 개락적으로 도시한 것이다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2006년 6월 27일에 출원된 유럽 특허 출원 제06013181.0호에 대한 이익을 향유하며, 이 출원은 모든 유용한 목적을 위해 그 내용이 전체로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 기술분야
본 발명은 임의로는 에나멜로 도장된 신규 더블콘 혼합기, 및 바람직하게는 셀룰로스 기재의 다당류 생성물의 생산 및/또는 가공에 있어서 그의 용도에 관한 것이다.
관련된 종래기술
산업상 중요한 다당류 생성물은 셀룰로스 유도체 및 특히, 메틸히드록시알킬 셀룰로스, 예컨대 메틸히드록시에틸 셀룰로스 및 메틸히드록시프로필 셀룰로스, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로스 및 에틸히드록시에틸 셀룰로스를 포함한다. 그들의 생산, 성질 및 용도는, 예를 들어, 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industry Chemistry, 5th Edition (1986), Volume A5, 461-488; VCH Verlagsgesellschaft Weinheim]에 기재되어 있다.
메틸히드록시알킬 셀룰로스는 그의 우수한 성질 때문에 다양한 응용 분야에서 사용된다.
그들은 산업상 용도, 예를 들어, 증점제, 접착제, 결합제, 분산화제, 보수제(保水劑), 보호콜로이드, 안정화제, 현탁화제, 유화제, 필름 결합제, 및 무기질 및 분산액-기재 건축재료 시스템에서 점조도 조절제 및 가공 보조제로 사용된다. 다른 한편, 그들은 민감한 용도, 예를 들어, 화장품 및 제약 제제의 생산, 정제 코팅, 점안 현탁제, 콘텍트렌즈 세정제 등, 또는 특히 고순도를 특징으로 하는 셀룰로스 에테르가 요구되는 식료품의 생산에 사용된다(참조: WO 00/32637호). 고순도는 예를 들어, 배취(batch) 순도, pH 안정성, 배취 균일성, 용액 점도와 관련하여 제약 관련 규정을 준수해야하는 수준이다. 또한, 민감한 용도를 위하여는 추가 법률 규정 및 기타 고객의 요구에 따를 필요가 있다. 세 번째로, 메틸히드록시알킬 셀룰로스는 예컨대 특수 세라믹의 생산과 같은 고가치 기술분야에 사용되거나, 특히 고순도를 특징으로 하는 현탁 중합에 사용된다. 이러한 분야에서 고순도는 특 히 물리적 성질의 불순물이 낮은 정도를 의미한다.
상기한 메틸히드록시알킬 셀룰로스의 생산 과정에서, 또한 메틸히드록시알킬 셀룰로스는, 예를 들어, 배취의 pH 안정성 또는 균일성을 위하여 또는 이미 분말 또는 과립 형태인 메틸히드록시알킬 셀룰로스에 분말 또는 과립 형태로 존재하는 성분을 혼합하기 위하여 다양하게 고안된 반응기 및 혼합기에서 처리될 필요가 있다.
다양한 디자인의 혼합기 및 상응하는 혼합 원리는, 예를 들어, 문헌[Matthias Stiess "Mechanische Verfahrenstechnik" 2nd edition 1995, Springer Verlag; "Ullmann's Encyclopedia of Industry Chemistry", 5th edition (1988), Volume B2 27 Mixing of Solids; VCH Verlagsgesellschaft Weinheim]에 기재되어 있다.
민감하고, 고가치인 산업상 용도를 위한 메틸히드록시알킬 셀룰로스의 생산을 위하여 특별히 순도가 요구된다는 점에서, 무엇보다도, 잔류물의 양호한 비움(emptying) 및 혼합될 성분의 어떠한 오염도 없이 세정을 가능하게 하는 혼합기를 사용하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 움직이는 혼합 용기를 갖는 혼합기, 구체적으로 더블콘 혼합기가 특히 적절하다.
또한, 민감하고, 고가치인 산업상 용도를 위한 저점도 메틸히드록시알킬 셀룰로스의 생산에 강한 산성 또는 부식성 물질이 사용될 수 있기 때문에, 사용되는 혼합기 또는 생성물과 접촉하게 되는 혼합기 부분의 재질은 이러한 강한 산성 또는 부식성 물질에 대한 내성도 있어야 한다. 일반적으로, 이를 위해 에나멜이나 유약 으로 도장된 용기가 산업상 생산 공정에서 사용된다. 에나멜이나 유약을 칠한 용기의 생산 및 산업상 용도에 특별한 제한이 있다는 것이 업계에 주지된 사실이므로, 에나멜 층은 용기가 그것의 예정되는 목적을 위해 이용될 때 유지되는, 밀착된 영구적인 결합을 형성하는 방식으로 용기의 강철벽에 도포될 수 있다. 무엇보다도, 에나멜로 도장될 용기는 충분하게 단순한 기하학 구조를 가져야하는 것이 중요하다. 다양한 디자인의 혼합기 중에서, 더블콘 혼합기가 특히 에나멜 도장에 적절하다.
일반적으로 업계에서 사용되는 더블콘 혼합기는 잔류물 비움, 세정성, 에나멜 마감처리의 가능성 등에 관한 상기 요건을 충분히 갖추고 있다. 그러나, 고려해야 할 문제점은 특히 축방향 혼합에 있어서의 품질이 단지 중간 정도라는 점이다. 이 불량한 혼합 거동은, 예를 들어, 문헌["Enhanced mixing in double-cone blenders", Dean Brone, F.J. Muzzio, Powder Technology 110 (2000) 179-189]에 상세하게 기재되어 있다. 여기에는 또한 중앙의 넓은 면적의 내장물(internal)이 축방향 혼합을 향상시킬 수 있다는 것이 기재되어 있다. 그러나, 이 중앙의 넓은 면적의 내장물은 상기한 더블콘 혼합기의 성질, 예컨대 잔류물 비움, 세정성, 에나멜 마감처리의 가능성을 방해하기 때문에 산업상 용도로 적절하지 않다.
매우 다양한 용기, 예컨대 반응기, 혼합기, 건조기 등에서 교반 및 혼합시키기 위하여, 업계에서는 흔히 배플(baffle) 또는 유동 스포일러(spoiler)가 사용된다. 에나멜로 도장된 반응기에서 그들의 용도 또한 일반적으로 알려져 있으며, 이는 WO 2004/073847호에 기재되어 있다. 기재되어 있는 배플 또는 유동 스포일러의 특성은 그들이 소위 역교반을 일으킨다는 것이다. WO 2004/073847호에서 더블콘 혼합기는 반응기로서 언급되지 않았다. 또한, 다당류의 생산과 가공에 관한 아무런 언급이 없다.
본 발명의 요약
균질하고, pH가 중성인 초저점도의 다당류 유도체, 특히 메틸히드록시알킬 셀룰로스의 경제 산업적 생산을 위하여, 침습적 화학 환경에 대한 내성도 있고, 종래의 가능한 예로서 에나멜로 도장된 장치에 비하여 혼합 성질, 특히 축방향 혼합을 향상시키는 더블콘 혼합기의 설비가 절실히 필요하다.
더블콘 혼합기의 상대적으로 불량한 축방향 혼합에 관한 알려진 단점은 교반 탱크 반응기에서 이미 공지된 배플의 사용으로 상당히 향상될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 목적은 내부에 하나 이상의 배플을 포함하는 더블콘 혼합기이다.
본 발명은 원통형 중간부 및 원통의 각 개방 단부에 장착된 콘(cone)을 갖는 드럼을 포함하며, 회전축 D 주위를 회전할 수 있는 혼합 용기; 및 생성물을 회전축 D에 대하여 축 방향으로 혼합하도록 상기 혼합 용기 내측에 배치된 유동-스포일링 내장 부품을 포함하는 더블콘 혼합기에 관한 것이다.
본 발명의 범위 내에서, 더블콘 혼합기는 원통형 중간부 및 각 단부에 장착 된 콘을 갖는 드럼을 포함하는 혼합 용기가 수평축 주위를 회전하는 장치로 이해된다. 용기 벽의 배열 및 드럼의 회전은 일반적으로 만족스럽게 균일한 생성물의 3차원 혼합을 제공한다. 생성물은 원심력 및 마찰력에 의해 위쪽으로 향한 다음, 그의 기울기를 따라 미끄러져 내려온다. 높은 회전속도에서, 생성물은 더 멀리 올라간 다음, 포물선 궤도를 따라 되돌아 떨어진다. 혼합 강도가 증가하면, 동시에 전력 소모가 크게 증가한다. 배플의 동시 사용으로, 회전축 방향(= 축방향)에서 혼합의 개선이 이루어진다.
배플은, 예를 들어, 생성물의 와류 형성을 증가시키고, 회전하는 동안에 발생하는 원심력 및 마찰력을 보강하고, 특히, 적절하게 배치됨으로써 생성물의 축방향 유동을 강제하여 혼합 효율을 개선한다.
도 1은 더블콘 혼합기의 회전축 D, 및 더블콘 혼합기의 회전축 D (위에서 바라봄)에 수직이고, 더블콘 혼합기를 두 측 (I) 및 (II)로 분할하는 중간면 (M)을 도시하고 있다. 기본적으로, 배플은 외측으로의 축방향 운반 작용, 즉, 중간면 (M)으로부터 멀어지는 방향(참조: 도 1) 또는 내측으로의 축방향 운반 작용, 즉, 중간면 (M)을 향하는 방향(참조: 도 1)의 운반 작용을 생성하도록 배치될 수 있다. 또한, 배플은 기본적으로 중간면 (M)에 대해 대칭 또는 비대칭적으로 배치될 수 있다. 여기서 대칭적이라 함은 배플이 생성물을 중간면 (M)의 두 측 (I) 및 (II)에서 각 경우에 외측으로 동일한 강도의 운반 작용으로 이동시키거나, 또는 측 (I) 및 (II)에서 각 경우에 내측으로 동일한 강도의 운반 작용으로 이동시키는 방식 및/또는 수로 배치되는 것을 의미한다. 이것은, 예를 들어, 배플이 그들의 배치로 인해 각 경우에 축방향 외측 또는 축방향 내측(참조: 도 1)으로의 동일한 공급 방향으로, 동일한 축방향 운반 작용, 즉 공급 강도로 생성물을 중간면 (M)의 두 측 (I) 및 (II)로 이동시키도록 동일한 수의 유사한 배플을 중간면 (M)의 두 측 (I) 및 (II)에 배치시킴으로써 이루어질 수 있다. 여기서 비대칭적이라 함은 한 쪽의 배플이 생성물을 외측으로 운반하고, 다른 쪽의 배플이 생성물을 내측으로 운반하도록 하는 방식 및/또는 수로 배플이 중간면 (M)의 두 측 (I) 및 (II)에 배치되는 것을 의미한다. 이 비대칭 배치는 배플의 다양한 조합으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따르는 더블콘 혼합기는 1 내지 16개의 배플, 특히 바람직하게는 2 내지 8, 더욱 특히 바람직하게는 4개의 배플을 포함한다.
하나의 특히 바람직한 실시태양에서, 사용되는 배플의 수는 콘이 각각 동일한 수의 배플을 갖고, 회전축 D에 수직인 중간면 (M)에 의해 분할되는 같은 크기의 반쪽 공간에 각각 동일한 수의 배플이 존재하도록 하나의 콘에 유동 스포일링 내장부품이 배치되도록 선택된다.
바람직하게는, 원하는 축방향 혼합을 이루기 위하여, 본 발명에 따른 더블콘 혼합기에 하기하는 (S1) 또는 (S2)형 배플이 사용되며, 그들은 개별적으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다
(S1)형 배플은 도 1에서와 같이, 회전축 D와 정렬되어 있는 더블콘 혼합기의 벽상에 배치되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 중간선 ML에 대해 β 또는 β'각도에서 회전하는 것을 특징으로 한다. 축방향 운반 작용의 강도는 중간선 ML에 대한 각도 β 및 β'의 크기에 의해 조정된다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 중간선 ML에 수학적으로 음의 방향 각도 β로 존재하는 배플 (S1)은 혼합기의 상부 원뿔형 부분 OT에 장착될 수 있는 반면, 중간선 ML에 수학적으로 양의 방향 각도 β'로 존재하는 배플 (S1')은 혼합기의 반대쪽 하부 원뿔형 부분 UT에 장착된다. 이 장치는 (S1) 및 (S1')가 서로 대칭 배치인 것으로 본 발명의 범위내에 있다고 이해된다. 이러한 대칭 배치는 (S1) 및 (S1')의 동일한 공급 방향을 제공하고, 이는 더블콘 혼합기 회전축의 회전 방향에 따라 축의 외측 또는 축의 내측 방향이 된다.
이론적으로, 각도 β 및 β'는 혼합되는 생성물의 성질에 따라 절대값 0° 내지 90°로 추정할 수 있으며, 혼합 목적에 따라 50°내지 85°, 특히 10°내지 70°, 매우 특히 15°내지 50°가 바람직하다.
기본적으로, 사용되는 배플의 각도 β 또는 β'는 본 발명에 따른 더블콘 혼합기내에서 각 경우에 다양할 수 있으며, 바람직하게는 모든 배플이 혼합기의 중간선 ML에 대해 동일한 각도(절대값)로 회전한다.
(S2)형 배플은 회전 D축에 대해 각도α, (S2')의 경우에는 각도α'로 회전하는 돌출면 AE 상에 위치하는 것을 특징으로 한다(참조: 도 1). 돌출면 AE 상에서, (S2) 또는 (S2')형 배플은 회전하지 않는다. 축방향 운반 작용의 강도는 각도 α 및 α'의 크기에 의해 결정된다. 축방향 공급은, 한편으로는 도 1에 도시된 바와 같이 각도 α 및 α'가 회전축 D에 대해 동일한 수학적 방향 또는 정반대의 수학적 방향으로 회전하는지 여부에 의해, 다른 한편으로는 더블콘 혼합기의 상부 원뿔형 부분 OT 또는 하부 원뿔형 부분 UT에 존재하는 (S2)형 배플의 배치에 의해 결정된 다. 도 2에 도시된 가능한 배치의 경우에, (S2)는 하부 원뿔형 부분 UT에 수학적으로 음의 방향 각도 α로 존재하고, (S2')는 상부 원뿔형 부분 OT에 수학적으로 음의 방향 각도 α'로 존재한다. 본 발명에 있어서 배플 (S2) 및 (S2')의 대칭 배치는 (S2) 및 (S2')의 공급 방향이 동일하다는 것, 즉, 더블콘 혼합기의 회전 방향에 따라 축의 외측 또는 축의 내측 방향이 된다는 것을 의미한다.
이론적으로, 각도 α 및 α'는 0°내지 90°일 수 있고, 한계각인 90°의 각도 α 및 α'에서 배플 (S2) 또는 (S2')는 더 이상 축방향 혼합 작용을 하지 않는다. 각도 α 및 α'의 절대값은 혼합되는 생성물의 성질 및 혼합 목적에 따라 5°내지 85°, 특히 10°내지 70°, 매우 특히 20°내지 60°가 바람직하다.
도 1 내지 3에 도시된 배플 (S1), (S1'), (S2) 및 (S2')는, 예를 들어, 혼합기의 회전 방향에 따라 본 명세서에 도시된 모든 배플이 생성물을 외측으로 운반하거나, 내측으로 운반하도록(참조: 도 1) 전체적으로 대칭 배치를 형성하는 방식으로 배치되어 있다.
본 발명에 기재되어 있는 더블콘 혼합기는 상기한 바와 같이 각종 유형의 배플이 다양한 조합으로 장착될 수 있으며, 공급 방향과 관련하여 (S1) 및 (S2)형 둘다 각각 대칭적으로 사용된 배플들의 대칭 배치가 바람직하다; 특히 바람직하게는, 공급 방향 및 축방향 운반 작용의 강도와 관련하여 (S1) 및 (S2)형 둘다 각각 대칭적으로 사용되고, 각도 β 와 β' 및 α 와 α' 가 각각 동일한 크기(절대값)이고, 주어진 더블콘 혼합기의 회전 방향에 관하여 모든 배플이 축방향 공급을 외측으로 향하도록 하는 대칭 배치가 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 축방향 운반 작용은 (S1) 또는 (S2)형 배플 뿐만 아니라, 일부 상황에서는 이러한 유형의 배플의 조합으로도 달성될 수 있다.
배플의 크기는 그들의 길이 (c), 높이 (d), 두께 (f) 및 혼합 용기벽으로부터의 거리 (e)에 의해 결정된다(참조: 도 2 및 3). 혼합 용기의 벽 상의 배치는 세그먼트 (a)에 대한 세그먼트 (b)의 비에 의해 특징지워진다.
본 발명의 범위 내에 있는 배플은 혼합 용기의 벽의 길이(a)에 대한 비로서, 전형적으로 1.0 * (a) 내지 0.15 * (a), 바람직하게는 0.2 * (a) 내지 0.8 * (a), 특히 바람직하게는 0.3 * (a) 내지 0.75 * (a)인 길이(c)를 갖는다.
배플의 높이 (d)는 혼합 용기의 세그먼트 (L)에 대한 비로서, 전형적으로 0.01 * (L) 내지 0.2 * (L), 바람직하게는 0.02 * (L) 내지 0.15 * (L), 특히 바람직하게는 0.03 * (L) 내지 0.1 * (L)이다.
배플의 최소 두께 (f)는 사용되는 물질(일반적으로 강철)의 기계적 강도에 의해 미리 결정된다. 에나멜로 도장된 배플의 경우에, 예를 들어, 허용가능한 열 팽창 및 특정 최소 반경과 관련하여 추가적인 제조 특성이 고려되어야 한다. 배플의 두께 (f)에 있어서 추가의 증가는 어떠한 조작상 잇점도 주지 않는다. 두께 (f)는 전형적으로 0.2 * (d) 내지 0.5 * (d)이다.
혼합 용기의 벽으로부터 배플의 거리 (e)는 한편으로는 혼합 작용, 다른 한편으로는 세정성 및 잔류물 비움 측면에 영향을 미친다. 에나멜로 도장된 배플 및 더블콘 혼합기의 경우에, 최소 크기를 요구할 가능성이 있는 특수한 제조 특성이 다시 고려되어야 한다. 혼합 용기의 벽으로부터 배플의 거리 (e)는 전형적으로 10 mm 내지 250 mm, 바람직하게는 40 mm 내지 200 mm, 특히 바람직하게는 60 mm 내지 150 mm이다.
세그먼트 (a)에 대한 세그먼트 (b)의 비는 혼합 용기의 벽 상의 배플 배치를 특징짓는다. 전형적인 (b)/(a)값은 0.1 내지 0.9, 바람직하게는 0.2 내지 0.8, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.7이다.
기본적으로, 적절한 배플은 하나 이상의 발(foot) 위에 설치된다(도 2). 특히, 에나멜로 도장된 용기의 경우에, 예를 들어, WO 2004/073847호에 기재되어 있는 바와 같은 제조상의 제한이 있다. 더블콘 혼합기에 사용하기 위해, 특히 다당류 가공의 경우에 양호한 잔류물 비움 및 양호한 세정이 가능하도록, 단지 하나의 발을 갖는 배플이 사용되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 장치된 본 발명에 따르는 더블콘 혼합기의 부피는 전형적으로 10 dm3 내지 25 000 dm3, 바람직하게는 100 dm3 내지 8000 dm3, 특히 바람직하게는 1000 dm3 내지 6500 dm3이다.
기본적으로, 내부 라이닝(lining)을 갖거나 또는 갖지 않은 본 발명에 따른 더블콘 혼합기의 실시태양을 생각할 수 있다. 특히, 반응성 및 침습적 반응물 및 매질이 사용되는 공정 단계라도 이러한 에나멜 내부 라이닝을 갖는 혼합기를 사용하면 수행하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 혼합기는 고체의 처리 및 가공 분야에서 특히 적절하다. 상기한 더블콘 혼합기는, 바람직하게는 전분 또는 셀룰로스 기재의 저분자 다당류 유 도체의 생산 및 가공에 있어서 특히 중요하다.
따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따르는 더블콘 혼합기가 사용되는, 저분자 다당류 유도체의 생산 또는 가공을 위한 방법이다.
이러한 혼합기가 적용되는 적절한 공정 단계는, 예를 들어, 필요에 따라 염화수소와 같은 기체 상태의 산의 작용에 의해 분자량을 감소시키는 단계이다.
바람직한 다당류는 전분 및 셀룰로스를 기재로 하는 것들이다.
상기한 모든 문헌은 모든 유용한 목적을 위해 그 내용이 전체로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명을 구현하는 특정의 구체적 구조가 도시되고 기재되어 있을지라도, 본 발명의 구성, 요지 및 범위에서 벗어나지 않고서 그 부분들의 재배치 및 다양한 변형이 가능하고, 본 발명이 또한 본 명세서에 도시되고 기재된 특정 형태에 제한되지 않는다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명은 내부에 하나 이상의 배플을 포함하는 더블콘 혼합기에 관한 것으로, 배플 작용의 효과, 예를 들어, 생성물의 와류 형성이 증가하고, 회전하는 동안에 발생하는 원심력 및 마찰력이 보강되고, 특히, 배플의 적절한 배치로 생성물의 축방향 유동이 강제됨으로써, 기존의 더블콘 혼합기에 비하여 혼합 성질, 특히 회전축 방향(= 축방향)에서 혼합의 개선이 이루어진 것이다.

Claims (13)

  1. 원통형 중간부 및 원통의 각 개방 단부에 장착된 콘(cone)을 갖는 드럼(drum)을 포함하며 회전축 D 주위를 회전할 수 있는 혼합 용기; 및 생성물을 회전축 D축에 대해 축방향으로 혼합시키도록 상기 혼합 용기 내측에 배치된 배플을 포함하는 더블콘 혼합기.
  2. 제1항에 있어서, 혼합 용기 내부가 에나멜로 도장된 것인 더블콘 혼합기.
  3. 제1항에 있어서, 사용되는 배플의 수가, 두 개의 콘 각각이 동일한 수의 배플을 갖고, 하나의 콘 내에서는 회전축 D에 수직인 중간면 (M)에 의해 분할되는 동일한 크기의 반쪽 공간에 각각 동일한 수의 배플이 존재하게 배치되도록 선택되는 것인 더블콘 혼합기.
  4. 제1항에 있어서, 혼합 용기가 총 2 내지 8 개의 배플을 갖는 더블콘 혼합기.
  5. 제1항에 있어서, 배플이 전체적으로 대칭 배치가 되는 방식으로 혼합 용기내에 배치되어, 혼합 용기의 회전 방향에 따라, 배플에 의해 축방향으로 이동하는 생성물 흐름이 혼합 용기의 중심을 향하여 내측으로, 또는 혼합 용기가 반대 방향으로 회전하는 경우, 생성물 흐름이 혼합 용기의 벽을 향하여 외측으로 향하는 것인 더블콘 혼합기.
  6. 제1항에 있어서, 회전축 D와 정렬된 더블콘 혼합기의 벽상에 배치되고, 회전축에 수직인 중간선 ML에 대해 β 또는 β'각도로 회전하는 (S1) 및 (S1')형 배플을 갖고/거나 각각 돌출면 AE 상에 위치하며 (S2)의 경우에는 회전축 D에 대해 각도α, (S2')의 경우에는 각도α'로 회전하는 (S2) 및 (S2')형 배플을 갖는 더블콘 혼합기.
  7. 제6항에 있어서, 한 쌍의 각도 α 와 α' , 또는 β 와 β'가 각각 동일한 크기(절대값)이고, 각도 α 와 α' 는 서로 수학적으로 동일하고, 각도 β 와 β' 는 서로 수학적으로 반대 방향인 더블콘 혼합기.
  8. 제6항에 있어서, 각도 α 및 α'의 절대값이 20°내지 60°이고, 각도 β 및 β' 의 절대값이 15°내지 50°인 더블콘 혼합기.
  9. 제1항에 있어서, 배플의 길이 (c)가 혼합 용기의 벽의 길이 (a)의 0.3 내지 0.75배이고, 높이 (d)가 혼합 용기의 세그먼트 (L)의 0.03 내지 0.1배이고, 두께 (f)가 높이 (d)의 0.2 내지 0.5배이고, 혼합 용기의 벽으로부터의 거리 (e)가 60 mm 내지 150 mm이고, 혼합 용기의 벽의 길이 (a)에 대한 (b)의 비가 0.3 내지 0.7인 더블콘 혼합기.
  10. 제1항에 있어서, 배플이 혼합 용기의 벽에 각각 하나의 발(foot)에 의해 부착된 것인 더블콘 혼합기.
  11. 제1항에 따르는 더블콘 혼합기를 사용하는 것을 포함하는 다당류 유도체의 가공 방법.
  12. 제11항에 있어서, 다당류 또는 다당류 유도체가 필요에 따라 기체 상태의 산의 작용하에 분자량이 감소하도록 가공되는 것인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 더블콘 혼합기가 주어진 혼합 용기의 회전 방향에 대하여 배플에 의해 축방향으로 이동하는 흐름이 혼합 용기의 벽을 향하여 외측으로 향하는 방식으로 설계되고 작동되는 것인 방법.
KR1020070062862A 2006-06-27 2007-06-26 배플이 있는 더블콘 혼합기 KR101355250B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06013181.0 2006-06-27
EP06013181A EP1872848B1 (de) 2006-06-27 2006-06-27 Doppelkonusmischer mit Stromstörern und dessen Verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080000524A true KR20080000524A (ko) 2008-01-02
KR101355250B1 KR101355250B1 (ko) 2014-01-27

Family

ID=37310414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070062862A KR101355250B1 (ko) 2006-06-27 2007-06-26 배플이 있는 더블콘 혼합기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20070297280A1 (ko)
EP (1) EP1872848B1 (ko)
JP (1) JP5026164B2 (ko)
KR (1) KR101355250B1 (ko)
AT (1) ATE443566T1 (ko)
DE (1) DE502006004916D1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113413811A (zh) * 2021-04-02 2021-09-21 青岛金智瑞油气田开发技术发展有限公司 一种高温混合装置及方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110013479A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Bodhisattwa Chaudhuri Multi-Dimensional Rotary Mixer
CN102755871B (zh) * 2012-07-31 2014-02-26 秀山龙飞新材料有限公司 纳米二氧化硅搅拌改性方法及其装置
CN105214540B (zh) * 2015-11-13 2017-07-07 重庆卡美伦科技有限公司合川分公司 一种干粉搅拌罐顶部开关装置
CN112321733A (zh) * 2020-10-21 2021-02-05 邵阳桂花香食品有限公司 一种淀粉糊化系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1395171A (en) 1921-05-06 1921-10-25 George De V Gilmore Mixer
GB496420A (en) * 1936-08-08 1938-11-30 Edmund Neu Apparatus for carrying out heterogeneous or like chemical reactions
DE1197064B (de) * 1961-02-21 1965-07-22 Budenheim Rud A Oetker Chemie Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Fluessigkeiten und festen Stoffen
US3341183A (en) * 1966-08-22 1967-09-12 Allis Chalmers Mfg Co Batch blender
DE1954563B1 (de) * 1969-10-30 1971-05-06 Werner Obermann Vorrichtung zum Mischen von Schuettgut,insbesondere von Kunststoff-Rohmaterial
DE2012689C3 (de) * 1970-03-17 1973-11-08 Gardners Of Gloucester Ltd., Gloucester (Grossbritannien) Doppelkonus Mischmaschine
US4403865A (en) * 1977-12-19 1983-09-13 Fejmert Bernhard V Device in connection with mixing apparatuses
JPS60155935U (ja) * 1984-03-23 1985-10-17 株式会社 栗本鐵工所 ダブルコ−ンミキサ−
JP2004066048A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Nippon Alum Co Ltd コンテナブレンダ
FR2850039B1 (fr) * 2003-01-21 2006-06-02 Dietrich Process Systems De Brise-lames solidarise a distance de la paroi interne d'un contenant emaille par un raccordement local

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113413811A (zh) * 2021-04-02 2021-09-21 青岛金智瑞油气田开发技术发展有限公司 一种高温混合装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1872848A1 (de) 2008-01-02
ATE443566T1 (de) 2009-10-15
DE502006004916D1 (de) 2009-11-05
KR101355250B1 (ko) 2014-01-27
JP2008055406A (ja) 2008-03-13
EP1872848B1 (de) 2009-09-23
US20070297280A1 (en) 2007-12-27
JP5026164B2 (ja) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6402361B1 (en) Charging assembly for mixing vessel
KR101355250B1 (ko) 배플이 있는 더블콘 혼합기
JP5068163B2 (ja) 固液接触装置および方法
US7168849B2 (en) Agitation apparatus and method for dry solids addition to fluid
EP1208905A2 (en) Agitated vessel for producing a suspension of solids
JP2015534823A (ja) 垂直パドルを備える高固形分酵素反応混合器および方法
JPH0549890A (ja) 攪拌装置
WO2020255491A1 (ja) 攪拌羽根組立体および攪拌槽
JPS62221436A (ja) 反応器およびその用法
JPH0248027A (ja) 半径方向吐出型の攪拌機と、少なくとも1つのバッフルとを備えた攪拌槽ならびに該攪拌槽を用いて液体を混合する方法
CN111530330B (zh) 一种高粘度纳米粉体浆料混合装置
CN109758942A (zh) 搅拌机构和搅拌器
CN208912068U (zh) 一种水系灭火剂生产设备
US3416740A (en) Process and apparatus for milling
CN113694808A (zh) 一种带搪玻璃柔性挡板的搪玻璃搅拌容器
CN108159951A (zh) 一种折叶桨搅拌装置
CN209076491U (zh) 一种化工原料用搅拌机
Janurin et al. Solid Suspension Characteristics in a Dished Base Tank for a Range of Geometric and Solids Properties
JPH03267136A (ja) 立形撹拌機
CN204952895U (zh) 一种设有挡板的反应釜
KR20180025207A (ko) 히프로멜로오스 아세트산에스테르 숙신산에스테르 및 히프로멜로오스 아세트산에스테르 숙신산에스테르의 제조 방법
CN207680596U (zh) 一种异形内腔反应釜
CN218131372U (zh) 一种耐火涂料的制备装置
CN207591671U (zh) 一种热固性粉末涂料高速混合机
CN209480754U (zh) 一种全密封陶瓷给料阀

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161220

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 6