KR20240025604A - 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 및 프로세스 - Google Patents

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KR20240025604A
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Abstract

본 발명의 실시형태들은 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10) 및 프로세스를 제공한다. 장치 (10) 는 회전가능한 하부 보울 어셈블리 (100); 상기 하부 보울 어셈블리 (100) 와 조립되도록 되어 있는 상부 보울 어셈블리 (200); 하부 보울 어셈블리 (100) 및 상부 보울 어셈블리 (200) 와 각각 연결되는 기어드 모터를 적어도 포함하는 구동부; 및 하부 보울 어셈블리 (100) 와 상부 보울 어셈블리 (200) 를 이동가능하게 장착하는 메인 프레임 어셈블리 (300) 를 포함한다. 여기서, 하부 보울 어셈블리 (100) 및 상부 보울 어셈블리 (200) 는 메인 프레임 어셈블리 (300) 상에 수직 배향으로 구형 보울 어셈블리 (400) 를 형성하도록 함께 조립된다. 구형 보울 어셈블리 (400) 는 처리를 위해 슬러리를 수용하고, 처리 후에 슬러리를 건조된 생성물로 프로세싱하고, 구형 보울 어셈블리 (400) 밖으로 건조된 생성물을 안전하게 배출한다.

Description

슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 및 프로세스
본 발명의 실시형태들은 일반적으로 고체, 액체 또는 이들의 혼합물의 여과, 건조, 밀링 (milling), 체질 (sieving) 및 패킹 (packing) 등을 수반하는 시스템 및 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 단일 통합된 장치에서 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 및 프로세스에 관한 것이다.
슬러리는 액체 중에 현탁된 덴서 (densor) 고체의 혼합물이다. 슬러리의 가장 일반적인 용도는 고체를 이송하는 수단이다. 고체 입자의 크기는 최대 수백 밀리미터까지 변할 수 있다. 고체 입자를 액체로부터 분리하기 위한 슬러리의 가공 (processing) 은 약학, 화학, 비료 및 식품 등과 같은 다양한 산업에서 가장 중요한 측면 중 하나이다. 여러 독립적인 단계들이 여과, 건조, 밀링, 체질 및 패킹 (이에 제한되지 않음) 등과 같이 최종 단계로 슬러리를 가공하는 데 관련된다. 이들 프로세스 각각은 수행될 수 있는 특정 기계를 필요로 한다. 일반적으로 필요한 기계/장치의 일부를 아래에서 설명한다:
원심 분리기 (CF) : 고체 액체 분리를 위해 업계에서 널리 사용되는 장비. 원심 분리기는 액체로부터 고체를 분리하기 위해 매우 높은 원심력을 이용한다. 2개의 동심 원통형 보울 (bowl) 이 존재한다. 여과포 (filter cloth) 를 갖는 내부 천공 보울은 슬러리와 함께 매우 빠른 속도로 회전된다. 고속 회전으로 발생한 매우 높은 원심력은 액체를 필터백 (filter bag) 밖으로 밀어내고 고체를 내부에 트랩한다. 시중에서 입수 가능한 다양한 유형의 CF가 존재한다 - 수평 보울 및 수직 보울.
단점: 액체가 고체로부터 많이 분리되지만, 고체를 건조시킬 수 없다. 이 장비에서, 건조, 밀링 및 체질이 불가능하다. CF가 개방 작동이므로, 억제 (containment) 작동이 불가능하다. 습식 케이크 (wet cake) 의 언로딩은 주로 수동 개방 작업이다. 작업자는 위험한 증기 및 먼지 (미립자 물질) 에 노출된다.
ANFD (Agitated Nutsche Filter Dryer) : ANFD는 액체로부터 고체의 분리 및 건조를 위한 산업에서 사용되고 있다. ANFD는 분리를 위해 진공을 사용한다. 슬러리는 필터 플레이트 위에 공급되고, 진공은 필터 플레이트 아래에 적용된다. 슬러리는 정체를 피하기 위해 연속적으로 교반된다. 진공으로 인해, 액체는 흡출되고, 고체는 필터 플레이트 위에 유지된다. 스팀은 ANFD의 재킷 내에서 순환되어 습식 덩어리 (wet mass) 를 가열한다. 고체는 건조되고, 폐쇄 조건에서 배출된다.
단점: 프로세스는 보통 폐쇄되어 있지만, 배출 동안 노출된다. ANFD는 슬러리가 매우 끈적거리고 매우 높은 분리력을 요구하는 경우에 사용될 수 없다.
공밀링 (Co-Milling) : 공밀링은 입자 크기 감소를 위해 사용되고, 이후 균일한 입자 크기를 얻기 위해 체질한다. 밀링 및 체질은 단일 장비에서 수행된다. 공밀링은 고체 액체 분리 및 고체의 건조 후에 사용된다.
트레이 건조기: 트레이 건조기는 간접 가열 방법을 사용한다. 습식 재료가 트레이 상에 로딩된다. 이어서, 이 트레이는 진공 챔버 내의 중공 플레이트 상에 배치된다. 이 중공 플레이트는 전기 히터 또는 온수/증기 순환 등에 의해 가열된다. 따라서, 재료는 진공 하에서 간접적으로 가열된다.
트레이 건조기는 습식 재료의 진공 건조에 사용된다. 재료는 진공 하에 낮은 온도에서 건조된다. 진공은 액체의 비등점을 감소시키고, 따라서 더 낮은 온도에서 증발한다. 이는 고체가 더 높은 온도에서 불안정할 때 특히 적합하다.
로터리 콘 진공 건조기: 로터리 콘 진공 건조기는 또한 진공 건조 기법을 사용한다. 그것은 히팅 재킷을 갖는 이중 콘 용기이다. 이중 콘 용기는 건조 중에 천천히 회전되어 텀블링 효과를 제공한다. 액체의 비등점을 감소시키기 위해 내부에 진공이 유지된다. 이는 낮은 온도에서 텀블링과 진공으로 건조하는 매우 효과적인 방법이다.
그러나, 이미 언급한 바와 같이, 이 모든 프로세스들은 독립적인 전용 머신들에서 순차적으로 수행될 것이 요구된다. 예컨대, 슬러리는 먼저 원심 분리기 내로 공급되고, 이어서 원심 분리된 습식 고체는 트레이 건조기 내로 공급되고, 이어서 건조된 재료는 밀러 (miller) 내로 공급되고, 이어서 시프터 (sifter) 등에 공급된다. 따라서, 하나의 기계로부터 다른 기계로 재료를 이송하는 동안 재료의 손실이 있을 것이라는 것을 당업자는 이해할 것이다. 작업 중에 가스 및 증기를 방출할 수도 있다. 말할 필요도 없이, 다른 기계들에서 상기한 모든 프로세스들을 수행하는 것은 시간과 노동 집약적 프로세스이며, 모든 단계에서 인간의 개입을 수반한다.
또한, 취급되는 재료는 독성이 있을 수 있으므로, 인간 건강 및 환경에 위험할 수 있다. 따라서, 취급이 매우 중요해지고, 말하자면, 취급은 완전히 폐쇄된 환경에서 그리고 제어된 분위기 하에서 행해질 필요가 있다. 생산은 불활성 분위기 및 제어된 온도와 습도 하에서 취급되어야 한다. 그러나, 다수의 기계들이 관련되고 있으므로 현재 이용 가능한 해결책은 거의 없다.
따라서, 위에서 언급한 결점을 겪지 않거나 적어도 실행 가능하며 효과적인 대안을 제공하는 단일 통합된 장치에서, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 및 프로세스에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 목적은 단일 통합된 장치에서 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 및 프로세스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 최소의 인간 개입으로 여과, 건조, 밀링, 체질 및 패킹과 같은 작업을 수행하기 위한 통합된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제어된 분위기 하에서 슬러리의 완전한 처리를 위한 통합된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 생성물이 인간 또는 환경에 최소로 노출되는 슬러리의 완전한 처리를 위한 통합된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 슬러리의 완전한 가공을 위한 자동 또는 반자동, 레시피 기반 또는 원격으로 작동되는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폐쇄 및 제어된 분위기에서 슬러리를 원심 분리하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 슬러리를 원심 분리한 후에 습식 케이크를 디럼프 (delump) 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제어된 분위기 및/또는 진공 하에서 습식 케이크를 건조하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제어된 분위기 하에서 건조 생성물을 밀링하고 체질하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 억제 하에 슬러리의 처리 후에 생성물을 패킹 및 배치하는 것이다.
본 발명의 실시형태들은 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치를 제공한다. 장치는 회전가능한 하부 보울 어셈블리; 하부 보울 어셈블리와 조립되도록 되어 있는 상부 보울 어셈블리; 하부 보울 어셈블리 및 상부 보울 어셈블리와 각각 연결되는 기어드 모터 (geared motor) 를 적어도 포함하는 구동부; 및 수직 배향으로 구형 보울 어셈블리를 형성하도록 함께 커플링된 하부 보울 어셈블리와 상부 보울 어셈블리를 이동가능하게 장착하는 메인 프레임 어셈블리를 포함한다. 여기서, 구형 보울 어셈블리는, 하부 보울 어셈블리를 통해 처리를 위해 슬러리를 수용하고, 처리 후에 슬러리를 건조된 생성물로 프로세싱하고, 작업자나 환경에 대한 어떠한 노출 없이 완전히 폐쇄되고 억제된 (contained) 방식으로 구형 보울 어셈블리 밖으로 건조된 생성물을 배출하도록 되어 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하부 보울 어셈블리는 배수 보울, 여과 보울, 케이크 커터, 배수 노즐들 및 유틸리티 노즐들을 포함한다. 여기서, 배수 보울 (101) 은 메인 프레임 어셈블리에 장착되고, 여과 보울을 수용하도록 되어 있다. 또한, 배수 보울 (101) 에는 모액을 배수하도록 구성된 배수 노즐이 제공되고, 유틸리티 노즐은 건조 및 세정 동안 진공 / 질소, 임의의 다른 가스 또는 물 등을 적용하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하부 보울 어셈블리와 연관된 구동부는 여과 보울과 연결된 제 1 기어드 모터를 포함하고, 케이크 커터와 연결된 왕복 실린더가 배수 보울에 장착된다. 또한, 제 1 기어드 모터는 여과 보울을 요건에 따라 가변 속도로 회전시키도록 구성된다. 또한, 케이크 커터는 슬러리로부터 분리되어 여과 보울 상에 침적된 고체의 습식 케이크를 스크래핑하기 위해 에지에 절단 블레이드를 갖는다. 부가적으로, 케이크 커터는 왕복 실린더의 왕복 운동에 의해 반경방향으로 이동하도록 구성되고, 케이크 커터 블레이드가 반경방향으로 이동될 때 여과 보울의 느린 회전에 의해 스크래핑 또는 절단 작용이 수행된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상부 보울 어셈블리는 건조 보울, 교반기, 초퍼, 배출 노즐, 코밀, 및 질소 또는 진공 노즐 또는 임의의 다른 가스 또는 물 및 샘플링 노즐로부터 선택된 유틸리티 노즐들을 포함한다. 여기서, 건조 보울은, 교반기와 함께, 건조된 생성물의 완전한 배출을 위해 설계되어서, 교반기는 건조 작업 동안 습식 덩어리를 가압하고 배출 작업 동안 건조된 재료를 배출 노즐을 향해 밀도록 구성된다. 게다가, 초퍼는 제 2 기어 모터에 의해 구동되도록 구성되고, 교반기들은 건조 보울의 외부에 장착된 제 3 기어드 모터에 의해 가변 속도로 구동되도록 구성된다. 또한, 생성물 배출 속도를 제어하기 위해 배출 노즐에 배출 밸브가 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상부 보울 어셈블리는 뷰 글래스를 포함하고, 건조된 생성물의 완전한 배출을 체크하기 위해 디지털 카메라 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 메인 프레임 어셈블리는 LM (linear motion) 가이드를 장착하는 메인 프레임, 및 리드 스크류를 포함한다. 여기서, 리드 스크류는 제 5 기어드 모터에 의해 구동되도록 되어 있다. 게다가, LM 가이드와 리드 스크류는 제 5 기어드 모터와 함께 상부 보울 어셈블리에 연결된다. 또한, 상부 보울과 하부 보울이 함께 조립될 때, 전체 구형 보울 어셈블리는 메인 프레임에서 상하로 이동 가능하게 된다. 또한, 리드 스크류는 하부 보울 어셈블리의 배수 보울과 독립적으로 상부 보울 어셈블리의 건조 보울을 리프팅하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 5 기어드 모터의 반대측에서 메인 프레임에 제 6 기어드 모터가 또한 제공되고, 하부 보울 어셈블리에 연결된다. 여기서, 제 6 그어드 모터는 구형 보울 어셈블리를 그 축을 따라 저속으로 회전시키도록 설계된다. 또한, 구형 보울 어셈블리의 중량을 측정하기 위해 메인 프레임의 바닥에 중량 측정 로드 셀들이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 장치는 프로그래머블 로직이 제공된 제어 패널; 전체 구형 보울 어셈블리를 세척하도록 제공된 세정 스프레이 볼 어셈블리; 및 슬러리 라인 및 또한 배수 라인에 제공된 유량계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 장치를 사용하여 슬러리의 완전한 처리를 위한 프로세스가 제공된다. 프로세스는 신속 해제 커플링을 이용하여 배수 보울 위에 건조 보울을 견고하게 조립하여, 수직 배향으로 구형 보울 어셈블리를 형성하는 단계; 구형 보울 어셈블리를 메인 프레임 상의 최하부 위치로 수직 배향으로 이동시키는 단계; 불활성화 (inertization) 를 보장하기 위해, 모든 밸브를 폐쇄하고, 구형 보울 어셈블리 내부에 질소를 공급하는 단계; 여과 보울을 저속 또는 중속으로 회전시키면서, 슬러리를 그 안으로 공급하는 단계; 회전에 의해 발생된 원심력의 영향 하에, 슬러리를 여과 보울의 벽을 향해 밀어서 고체 및 액체로 분리하는 단계; 액체 여과물을 여과 보울 밖으로 배수 보울 내로 유동하게 하고 이어서 배수 노즐을 통해 배수하는 단계; 고체로 하여금 여과 보울의 내부 표면 상에 층별 (layer by layer) 형태로 수집되기 시작하는 습식 케이크를 형성하게 하는 단계; 저속 회전 동안에 여과 보울에 용매를 첨가하여 습식 케이크를 세척하고 이어서 세척 후에 용매를 여과 보울 밖으로 배수하는 단계; 및 여과 보울을 매우 낮은 속도로 이동시켜 그 안에 배치된 케이크 커터가 천천히 그리고 반경방향 외측으로 이동하게 하여서 층별 방식으로 습식 케이크를 스크래핑하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 프로세스는 구형 보울 어셈블리를 거꾸로 (upside down) 회전시켜, 배수 보울을 상부 위치로 그리고 건조 보울을 하부 위치로 이동시키는 단계; 여과 보울로부터 건조 보울 내로 습식 케이크를 덤핑 또는 언로딩하는 단계; 재킷 또는 림펫 코일에서의 온수 순환으로 건조 보울을 가열하고, 케이크의 습식 덩어리가 가열 및 교반되고 럼프들이 초핑되는 것을 보장하기 위해 교반기와 초퍼를 동시에 시작시키는 단계; 질소 블랭킷을 유지하면서, 건조 동안 발생된 증기를 제거하기 위해 진공 노즐을 개방하는 단계; 건조 보울 내부에 진공을 확보하여 용매의 끓는 온도를 낮춰 건조가 신속하게 그리고 효과적으로 일어나서 건조된 생성물을 형성하는 단계; 구형 보울 어셈블리를 메인 프레임에서 미리 결정된 높이까지 상향으로 리프팅하고, 배출 노즐이 직접 하향으로 포지셔닝되도록 회전되고 포지셔닝되는 단계; 배출 밸브를 천천히 개방하면서 코밀을 시작시켜서 건조된 생성물로 하여금 배출 밸브를 통해 코밀 내로 유출하게 하는 단계; 및 분말 형태의 배출된 생성물을 계량 및 패킹을 위한 연속 라이너 백에 수집하여서, 작업자나 환경에 대한 어떠한 노출 없이 완전히 폐쇄되고 억제된 방식으로 슬러리의 처리를 완료하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 위에 기재한 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 간략히 요약된 본 발명의 더 상세한 설명이 실시형태들에 의해 참조될 수도 있으며, 일부 실시형태가 첨부 도면에 도시된다. 하지만, 첨부 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시형태들을 도시하며, 따라서, 그 범위를 제한하는 것으로서 간주되지 않아야 하며, 본 발명은 다른 동일하게 유효한 실시형태들을 인정할 수도 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들, 이점들, 및 장점들은 이하의 텍스트 도면의 참조에 의해 명백해질 것이며, 유사한 참조 번호들은 도면들에 걸쳐 유사한 구조들을 지칭한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10) 를 도시한다.
도 2a 내지 도 2d 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 하부 보울 어셈블리의 다수의 도면을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 상부 보울 어셈블리 (200) 의 다수의 도면을 도시한다.
도 4a 내지 도 4c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 메인 프레임 어셈블리 (300) 의 다수의 도면을 도시한다.
본 발명이 실시형태들을 이용하여 본 명세서에서 예로서 설명되지만, 당업자는 본 발명이 본 명세서에 설명된 실시형태들로 제한되지 않는다는 것을 인식할 것이다. 본 명세서에서의 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하려는 것이 아니라, 오히려 본 발명은 본 발명의 범위에 속하는 모든 수정(들), 등가(들) 및 대체(들)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용된 제목들은 단지 구조적 목적을 위한 것이며, 상세한 설명 또는 청구항의 범위를 제한하는 데 사용되는 것을 의미하지 않는다. 본 설명 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "~일 수 있다"는 표현은 필수적 느낌 (즉, 해야 한다라는 의미) 보다는 관용적 느낌 (즉, 가능성이 있다는 의미) 로 사용된다. 또한, 단수 표현은 달리 언급되지 않는 한 "적어도 하나"를 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 및 어법은 단지 설명 목적으로 사용되며, 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. "구비하는", "포함하는", "갖는", "함유하는" 또는 "수반하는" 및 이들의 변형들과 같은 표현은 광범위하게 의도되고, 그 다음에 열거되는 주제, 등가물들, 및 나열되지 않은 추가적인 주제를 포함하도록 의도되며, 다른 첨가물들, 성분들, 정수들 또는 단계들을 배제하도록 의도되지 않는다. 마찬가지로, "포함하는"이라는 용어는 적용 가능한 법적 목적을 위해 "구비하는" 또는 "함유하는"이라는 용어와 동의어로 간주된다. 문헌, 액트, 재료, 디바이스, 아티클 등에 대한 임의의 논의는 본 발명에 대한 맥락을 제공하는 목적으로만 명세서에 포함된다. 임의의 또는 모든 이러한 사항들이 종래 기술의 기초의 일부를 형성하거나 본 발명에 관련된 분야에서 일반적인 상식이었음을 시사하거나 나타내지 않는다.
본 개시에서, 요소 또는 요소들의 그룹이 전이 문구 "포함하는"으로 선행될 때마다, 우리가 또한 조성, 요소 또는 요소들의 그룹의 인용에 선행하는 전이 문구 "이루어진", "이루는", "이루어진 군으로부터 선택되는", "구비하는" 또는 "인"을 갖는 동일한 조성, 요소 또는 요소들의 그룹을 고려하며, 그 반대도 마찬가지인 것으로 이해된다.
본 명세서에서 설명된 본 발명은 다수의 다른 형태로 구현될 수도 있으며, 본 명세서에 기술된 실시형태로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 본 개시가 철저하고 완전하도록 그리고 당업자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달하도록 실시형태들이 제공된다. 다음의 설명에서, 설명된 구현들의 다양한 양태들에 대해 수치 값들 및 범위들이 제공된다. 이 값들 및 범위들은 단지 예로서 취급되어야 하고, 청구항들의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 게다가, 다수의 재료들이 구현들의 다양한 면들에 적합한 것으로 확인된다. 이 재료들은 예시적인 것으로 취급되어야 하고, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10) 를 도시한다. 처리는 각각의 단계에서의 샘플링을 포함하는 분리, 여과, 건조, 밀링, 체질 및 패킹과 같은 하나 이상의 작업을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 장치 (10) 는 주로 하부 보울 어셈블리 (100), 상부 보울 어셈블리 (200), 구동부 및 메인 프레임 어셈블리 (300) 를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 메인 프레임 어셈블리 (300) 는 수직 배향으로 구형 보울 어셈블리 (400) 를 형성하도록 함께 커플링된 하부 보울 어셈블리 (100) 와 상부 보울 어셈블리 (200) 를 이동 가능하게 장착하고 있다. 이제, 첨부 도면을 참조하여 위에서 언급한 각 컴포넌트를 상세히 설명한다.
또한, 도 2a 내지 도 2d 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 하부 보울 어셈블리의 다수의 도면을 도시한다. 도면들에서 볼 수 있는 바와 같이, 도 2a 는 하부 보울 어셈블리의 사시도를 도시하고; 도 2b 는 하부 보울 어셈블리의 상면도를 도시하고; 도 2c 는 도 2b 에 표시된 섹션 B-B 의 단면도를 도시하고; 도 2d 는 도 2b 에 표시된 섹션 C-C 의 단면도를 도시한다.
상기 도 2b 내지 도 2d 를 참조하면, 하부 보울 어셈블리 (100) 는, 제한 없이, 반구형 배수 보울 (101)(또는 간단히 "배수 보울 (101)"로 지칭됨), 반구형 여과 보울 (102), 케이크 커터 (103), 배수 노즐 (104), 및 유틸리티 노즐 (진공/질소/임의의 다른 가스/물 등)(105) 을 포함한다. 배수 보울 (101) 은 고정식이며, 제한 없이, 반구형 여과 보울 (102) 을 수용하는 반구형 형상을 갖는다. 배수 보울 (101) 에는 모액을 배수하도록 구성된 배수 노즐 (104) 이 제공되고, 유틸리티 노즐 (105) 은 건조 및 세척 동안 진공/질소/임의의 다른 가스/물 등을 인가하도록 구성된다. 배수 보울 (101) 은 측면 지지부를 갖는 메인 프레임 어셈블리 (여기서는 도시되지 않지만 첫번째 및 후속 도면에 도시됨) 에 장착된다. 이는 상부 (106) 에 신속 해제 플랜지를 갖고, 신속 해제 커플링 (이들 도면에 도시되지 않음) 으로 상부 보울 어셈블리 (200) 에 연결된다.
또한, 구동부는 여과 보울 (102) 과 연결된 제 1 기어드 모터 (112) 를 포함하고, 케이크 커터 (103) 와 연결된 왕복 실린더 (108) 가 배수 보울 (101) 에 장착된다. 배수 보울 (101) 에는 여과 및 건조 동안 열 손실을 감소시키기 위해 절연 및 클래딩이 제공될 수도 있다 (현재 도면에 도시되지 않음). 배수 보울 (101) 에는 내부를 가열하기 위한 가열 재킷/림펫 코일(limpet coil)이 또한 제공될 수도 있다 (도면에 도시되지 않음).
또한, 여과 보울 (102) 은, 제한 없이, 천공 보울이 있거나 없는 소결 필터 (sintered filter) 로 구성된다. 여과 보울 (102) 은 또한 천공 보울을 갖는 백 필터 (bag filter) 로 제조될 수도 있다. 소결 필터 또는 여과포의 다공성은 슬러리 중의 고체의 입자 크기에 기초하여 선택된다. 여과 보울 (102) 은 배수 보울 (101) 의 내부에 장착된다. 여기서, 여과 보울 (102) 은 배수 보울 (101) 보다 약간 작은 직경을 갖도록 제조될 수 있고, 이는 배수 보울 (101) 과 여과 보울 (102) 사이에 환형의 공간을 형성한다. 여과 보울 (102) 은 배수 보울 (101) 에 장착된 제 1 기어드 모터 (112) 를 통해 회전된다. 여과 보울 (102) 은 요건에 따라 가변 속도 (일반적으로 0 내지 2900 rpm) 로 회전하도록 설계된다. 여과 보울 (101) 의 상부에는 원뿔형 캐노피 (110) 가 제공되어, 회전 동안 액체가 여과 보울 (102) 밖으로 튀는 것을 방지한다. 반경방향으로 이동할 수 있는 하나 이상의 아암을 갖는 케이크 커터 (103) 가 여과 보울 (102) 의 내부에 배치된다. 또한, 케이크 커터 (103) 는 여과 보울 (102) 에 침적된 습식 케이크를 스크래핑하기 위해 에지에 절단 블레이드 (109) 를 갖는다. 절단 블레이드 (109) 는 배수 보울 (101) 에 장착된 유압 또는 공압 왕복 실린더 (108) 를 통해 작동된다. 케이크 커터 (103) 는 왕복 실린더 (108) 의 왕복 운동으로 반경방향으로 이동하도록 설계된다. 반경방향 운동은 왕복 실린더 (108) 의 제어된 왕복 운동으로 정확하게 제어된다. 스크래핑 또는 절단 작용은 케이크 커터 블레이드 (109) 가 반경방향으로 이동될 때 여과 보울 (102) 의 느린 회전에 의해 수행된다. 여과 보울 (102) 의 바닥에는 베어링 하우징과, 기계적 시일 (111) 이 제공된다.
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 상부 보울 어셈블리 (200) 의 다수의 도면을 도시한다. 본 설명의 어딘가에서는 건조 보울 어셈블리 (200) 로도 지칭될 수 있다. 도면들에서 볼 수 있는 바와 같이, 도 3a 는 상부 보울 어셈블리 (200) 의 사시도를 도시하고; 도 3b 는 상부 보울 어셈블리 (200) 의 상면도를 도시하고; 도 3c 는 도 3b 에 표시된 섹션 J-J 의 단면도를 도시하고; 도 3c 는 도 3b 에 표시된 섹션 K-K 의 단면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3d 로부터 알 수 있는 바와 같이, 상부 보울 또는 건조 보울 어셈블리 (200) 는 제한 없이, 건조 보울 (201), 교반기 (202), 디럼퍼 (delumper) 라고도 불리는 초퍼 (203), 배출 노즐 (204), 코밀(comill) (로터리 밀 컴 시프터(rotary mill cum sifter))(205), 및 질소 또는 진공 또는 임의의 다른 가스/물 노즐 (206) 과 샘플링 노즐 (207) 과 같은 유틸리티 노즐을 포함하는 주요 컴포넌트들을 갖는다. 여기서, 초퍼 (203) 는 제 2 기어 모터 (209) 에 의해 구동되고, 교반기 (202) 는 건조 보울 (201) 의 외부에 장착된 적절한 제 3 기어드 모터 (208) 에 의해 구동된다. 또한, 코밀 (로터리 밀 컴 시프터)(205) 은 제 4 기어드 모터 (216) 에 의해 구동되도록 구성된다. 이들은 요구되는 가변 속도로 회전하도록 설계된다. 교반기 (202) 를 갖는 건조 보울 (201) 은 건조된 생성물의 완전한 배출을 위해 설계된다. 교반기 (202) 는 배출 작동 중에 건조된 재료를 배출 노즐 (204) 을 향해 밀도록 설계된다. 건조 보울 (201) 의 외측에는 재킷이나 림펫 코일 (210) 이 제공되고, 이는 가열 또는 냉각 액체 매체를 순환시키는 데 사용될 수 있다. 재킷 또는 림펫 코일 (210) 은 절연체 (214) 를 갖는 외부 클래딩 보울 (213) 로 덮인다. 샘플링 밸브 (207) 는 건조 보울 (201) 에 제공되어, 생성물 품질을 확인하기 위한 분석용 샘플을 취출한다. 슬러리 공급, 진공, 질소, 온수 출입, 빛, 시야, 분사 노즐, 제자리 세척 등과 같은 다양한 노즐이 건조 보울 (201) 에 제공될 수도 있다. 더 큰 배출 노즐 (204) 이 적절한 각도로 제공된다. 생성물 배출 속도를 제어하기 위해 배출 노즐 (204) 에 적절한 배출 밸브 (211) 가 제공된다. 배출 밸브 (211) 에는 코밀 (205) 로터리 밀러 컴 시프터가 부착되고, 이는 제 4 기어드 모터 (216) 와 연결된다. 코밀 (205) 의 출구에서, 연속 라이너 포트 (212) 로 불리는 연속 라이너를 연결하기 위한 부착부가 제공된다. 건조 보울 (201) 및 배수 보울 (101) 은 신속 해제 커플링 (도면에 도시되지 않음) 을 사용하여 함께 부착된다.
상부 보울 어셈블리 (200) 의 배출 노즐 (204) 은 배출이 용이하도록 위치되고, 전형적으로 80 내지 200 mm 직경 크기이다. 이 배출 노즐 (204) 상에 코밀 (205) 이 위치한다. 코밀 (205) 은 단지 배출 동안 작동한다. 그리고, 데드 존을 회피하기 위해 코밀 (205) 과 샘플링 포트 (207), 충전용 노즐 등에 플러쉬 바텀 타입 배출 밸브 (211) 가 제공된다. 교반기 (202) 는 건조 동안 습식 덩어리를 이동, 프레싱하는 데 사용된다. 교반기 (202) 는 제 3 기어드 모터 (208) 에 의해 가변 속도로 5 내지 100 rpm 으로 구동된다. 초퍼 (203) 는 습식 덩어리의 디럼핑 (de-lumping) 을 위해 설계된다. 초퍼 (203) 는 건조 보울 (200) 상에 장착되고, 제 2 기어드 모터 (209) 에 의해 200~1000 rpm 가변 속도로 작동된다. 또한, 건조된 생성물의 완전한 배출을 확인하기 위해 뷰 글래스 (216) 및 디지털 카메라 시스템이 제공될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 메인 프레임 어셈블리 (300) 의 다수의 도면을 도시한다. 도면들로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 4a 는 메인 프레임 어셈블리 (300) 의 상면도를 도시하고, 도 4b 는 메인 프레임 어셈블리 (300) 의 정면도를 도시하며, 도 4c 는 도 4b 에 표시된 섹션 A-A 의 단면도를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c 에 도시된 바와 같이, 메인 프레임 어셈블리 (300) 는 리프팅, 포지셔닝 및 회전 장치로 이해될 수 있다. 메인 프레임 어셈블리 (300) 는 LM 가이드 (301) 와 리드 스크류 (302) 가 장착되는 메인 프레임 (310) 을 포함한다. 리드 스크류 (302) 는 제 5 기어드 모터 (303) 에 의해 구동된다. LM 가이드 (301) 와 리드 스크류 (302) 는 제 5 기어드 모터 (303) 와 함께 상부 보울 어셈블리 (200) 에 연결된다. 상부 보울 (200) 과 하부 보울 (100) 이 결합되면, 전체 어셈블리가 메인 프레임 (310) 에서 상하로 이동할 수 있다. 리드 스크류 (302) 는 또한 하부 보울 어셈블리 (100) 의 배수 보울 (101) 과 독립적으로 상부 보울 어셈블리 (200) 의 건조 보울 (201) 을 리프팅하도록 설계된다. 또한 제 6 기어드 모터 (304) 가 메인 프레임 (310) (제 5 기어드 모터의 반대측) 에 제공되고, 하부 보울 어셈블리 (100) 에 연결된다. 제 6 기어드 모터 (304) 는 구형 보울 어셈블리 (400) 를 (즉, 상부 보울 어셈블리 (100) 와 하부 보울 어셈블리 (200) 를 함께) 그 축을 따라 저속으로 회전시키도록 설계된다. 또한, 메인 프레임 (310) 의 바닥에는 구형 보울 어셈블리 (400) 의 중량을 측정하기 위한 중량 측정 로드 셀 (305) 이 제공된다. 제어 패널 (306) 이 또한 프로그래머블 로직을 구비한다. 또한, 세척 스프레이 볼 어셈블리가 내부에 제공되어, 전체 보울 어셈블리를 세척한다. 슬러리 라인과 또한 배수 라인에 유량계가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 모든 접촉부 및 비접촉부는 제한 없이 스테인리스강 등으로 이루어질 것이다. 예를 들어, 접촉부는 제한 없이 SS316으로 제조될 수도 있고, 모든 비접촉부는 제한 없이 SS304로 제조될 수도 있다. 이와 별도로, 개스킷은 제한 없이 PTFE, PFA, FEP 또는 Viton으로부터 선택된 재료로 제조될 수도 있다.
장치 (10) 의 작동 방법 (즉, 슬러리를 완전히 처리하는 프로세스):
본 발명은 다음의 예시적인 방식으로 작동된다. 도 1 및 도 4a 내지 도 4c 를 참조하면, 작동을 시작하기 위해, 하부 보울 어셈블리 (100) 및 상부 보울 어셈블리 (200) 는 먼저 최하부 위치로 이동되고, 건조 보울 (201) 은 신속 해제 커플링 (307) 을 사용하여 견고하게 배수 보울 (101) 위에 클램핑된다. 모든 보울들의 어셈블리 (즉, 이렇게 형성된 구형 보울 어셈블리 (400)) 는 수직 위치에 있어야 한다. 모든 밸브와 노즐이 닫혀 있다. 질소가 장치 (10) 내로 공급되어, 내부에서 불활성화를 보장한다. 이어서, 슬러리 공급 노즐 (215) 을 통해 슬러리가 천천히 공급되면서, 여과 보울 (102) 이 저속 또는 중속으로 회전된다. 여과 보울 (102) 의 회전으로 인해, 슬러리에 원심력이 생성된다. 원심력은 슬러리를 여과 보울 (102) 의 벽을 향해 민다. 원심력으로 인해, 고체와 액체가 분리되게 되고, 여과액 (filtrate) 은 필터를 통과하여, 여과 보울 (102) 밖으로 배수 보울 (101) 내로 유동한다. 그리고 배수 보울 (101) 에 수집된 여과액은 배수 노즐 (104) 을 통해 배수된다. 여과 보울 (102) 에 제공된 원추형 캐노피 (110) 는 회전 동안에 슬러리가 여과 보울 (102) 밖으로 미끄러지는 것을 방지한다. 습식 케이크 형태의 고체는 여과 보울 (102) 의 내부 표면 상에 층별 형태로 수집되기 시작한다. 슬러리는 최적의 케이크 두께가 달성될 때까지 여과 보울 (102) 내로 공급될 수 있다. 여과 보울 (102) 은 최대 여과가 달성될 때까지 계속 회전할 것이다. 이어서, 습식 케이크는 용매로 세척될 수 있으며, 다시 여과 보울 (102) 은 저속 또는 중속으로 회전된다. 최대량의 세척 용매는 저속 회전에서 원심 분리에 의해 습식 케이크로부터 제거된다. 일단 여과액/세척액의 대부분이 제거되면, 여과 보울 (102) 은 더 높은 또는 최대 속도로 스피닝된다. 회전 속도가 높을수록, 원심력이 높아진다. 최대 가능한 양의 여과액이 고체로부터 제거되면, 여과 보울 (102) 은 매우 낮은 속도로 된다. 매우 낮은 속도로 여과 보울 (102) 을 이동시키면서, 케이크 커터 (103) 는 천천히 반경방향 외향 위치로 이동되어, 케이크를 스크래핑한다. 여과 보울 (102) 의 느린 회전 작용은 케이크를 층별로 스크래핑한다. 케이크가 커터에 의해 완전히 스크래핑되고 느슨해지면, 여과 보울 (102) 의 회전이 정지된다. 프로세스 동안, 벤팅은 개방 상태로 유지되고, 질소 블랭킷이 유지되며, 배수가 연속적으로 행해진다. 구형 보울 어셈블리 (400) 의 중량은 로드 셀을 통해 연속적으로 모니터링된다. 중량의 증가 및 감소는 펌핑된 슬러리의 양, 케이크의 양 및 배수된 여과액의 양의 표시를 제공한다. 이 데이터는 습식 케이크의 건조도를 계산하는 데 사용될 수 있다.
이어서, 구형 보울 어셈블리 (400)(여과 보울, 배수 보울 및 건조 보울 함께) 는 180도 회전되어 (그 축을 따라 구형 보울 어셈블리 (400) 를 거꾸로 하여), 배수 보울 (101) 을 상부 위치로 그리고 건조 보울 (201) 을 하부 위치로 가져간다. 이 위치에서, 습식 케이크는 여과 보울 (102) 로부터 건조 보울 (201) 내로 덤핑 또는 언로딩된다. 이 시간 동안, 건조 보울 (201) 은 재킷/림펫 코일 (210) 내에서 온수 순환으로 가열된 채로 유지된다. 교반기 (202) 및 초퍼 (203) 가 또한 동시에 시작된다. 이는 습식 덩어리가 가열되고, 교반되고, 럼프들이 초핑되는 것을 보장한다. 교반기 (202) 는 재료가 위아래로 천천히 이동되고, 건조 보울 내에서 효율적이로, 천천히 그리고 부드럽게 혼합되는 것을 보장하도록 설계된다. 초퍼 (203) 는 재료에서의 임의의 럼프가 더 작은 조각들로 디럼핑 또는 초핑되는 것을 보장하도록 설계된다. 초퍼는 럼프들의 탈응집화 (deaglomeration) 를 위해 설계된다. 증기/진공 노즐은 건조되는 동안 생성된 증기를 제거하기 위해 개방 상태로 유지되고, 질소 블랭킷이 유지된다. 증기 노즐은 또한 진공 소스에 연결될 수 있다. 건조 보울 내부의 진공은 용매의 끓는 온도를 낮춰서, 건조가 신속하게 그리고 효과적으로 일어난다. 초퍼 (203) 의 회전 속도는 파괴될 럼프의 유형 (경질 또는 연질) 에 의존할 것이다. 교반기 (202) 의 속도는 건조될 생성물에 의존할 것이다.
샘플링 밸브 (207) 를 통해 품질 분석을 위해 샘플를 취득한다. 또한, 생성물이 건조될 때, 건조 보울 (201) 내의 생성물은 추가 공정을 위해 준비되며, 전체 어셈블리는 이제 적절한 높이로 약간 상향으로 리프팅되고, 토출 노즐 (211) 이 수직 하향으로 포지셔닝되는 방식으로 회전되고 포지셔닝된다. 배출 노즐에 부착된 코밀 (205) 은 이제 하향 방향으로 올 것이다. 연속 라이너 백은 이제 코밀의 출구에서 연속 라이너 포트 (212) 에 부착된다. 계량 밸런스 (Weighing balance) 가 이제 연속 라이너 백 아래에 배치된다. 초퍼 (203) 가 정지된다. 교반기 (202) 는 저속으로 회전 유지된다. 그 다음, 배출 밸브 (211) 를 천천히 개방하면서 코밀 (205) 이 시작된다. 건조된 생성물은 배출 밸브 (211) 를 통해 코밀 (205) 내로 유출하기 시작한다. 밀링되고 시프팅된 분말은 연속 라이너 포트 (212) 내로 그리고 연속 라이너 백 내로 유출하기 시작한다. 연속 라이너 시스템 내로 배출된 분말은 작업자 또는 환경에의 노출 없이 완전히 폐쇄되고 억제된 방식으로 계량 및 패킹된다.
일단 건조된 분말이 완전히 언로딩되면, 장비는 적합한 용매로 세척되어야 한다. 제공된 스프레이 볼을 이용하여 세정액을 스프레이한다. 뷰 글래스 (216) 와 함께 디지털 카메라 시스템은 청결도 또는 임의의 찌꺼기를 체크하는 데 사용된다. 디지털 카메라 시스템은 또한 내부의 완전한 프로세스를 모니터링하고 제어하기 위해 사용될 수 있다. 용매는 배수 밸브 (204) 를 통해 배수될 수 있으며, 장비는 질소로 건조될 수 있다. 생성물 샘플은 분석을 위해 습식 및 또한 건식 조건에서 취해질 수 있다. 장치는 생성물의 온도, 압력, 불활성화, 습도를 측정하고 제어하기 위해 요구되는 기기들로 설계되었다. 또한, 모든 모터의 속도, 부하 및 토크를 측정하고 제어하기 위해 적절한 기구가 제공된다. 장비의 자체 중량 (empty weight) 및 슬러리, 습식 케이크, 건조된 분말의 중량, 양, 유동 등을 연속적으로 모니터링하기 위해 적절한 중량 측정 기구들이 메인 프레임에 제공된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 시스템은 유량계 (flowmeter), 토크 및 중량 측정과 같은 기구들을 구비한다. 어셈블리의 자동 누설 테스트를 위한 설비가 또한 시스템에 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 모든 회전 조인트는 제한 없이, 기계적 시일 또는 압력 유지를 위한 적절한 배열을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 장치 (10) 는 또한, 제한 없이, 다음을 위한 다양한 기기를 구비할 수 있다:
Figure pct00001
원심 분리 중에 그리고 건조와 밀링 및 체질 중에, 요구되는 토크를 적합하게 하기 위한 토크 측정 및 토크 조정
Figure pct00002
원심 분리, 건조와 밀링 및 체질을 위한 RPM 측정 및 제어
Figure pct00003
원심 분리, 건조 사이클과 밀링 및 체질 사이클 동안, 내부 재료의 온도 측정 및 재킷 온도 측정
Figure pct00004
압력 측정 및 압력 릴리프 시스템
Figure pct00005
압력 안전 시스템
Figure pct00006
정적 전류 측정 및 방전. 전기적 연속성 모니터링
Figure pct00007
연속적인 중량 측정 및 모니터링
Figure pct00008
습도 측정, 수분 측정
Figure pct00009
빛과 뷰
Figure pct00010
인사이드 뷰를 위한 카메라
Figure pct00011
용기 회전 측정
Figure pct00012
다양한 단계 동안의 자동 샘플링
Figure pct00013
건조 확인
Figure pct00014
원심 분리 확인
Figure pct00015
원심 분리, 건조와 밀링 및 체질 작업 동안의 진동 모니터링
Figure pct00016
원심 분리기 충전을 위한 유동 제어. 원심 분리기용 레벨 또는 양 감지
Figure pct00017
밀링 및 체질 충전용 분말의 밸브를 통한 유동 제어
Figure pct00018
기계적 시일, 베어링 온도 모니터링
Figure pct00019
SIP 및 CIP 세정 사이클 개발
Figure pct00020
신축가능한 (Retractable) 스프레이 노즐 및 제어
Figure pct00021
질소에 의한 불활성화. 산소 레벨 모니터링. 진공 파괴를 위한 질소 퍼징.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 장치 (10) 는 다음의 특징들을 구비할 수도 있다:
Figure pct00022
제어를 위해 IPC SCADA 기반 시스템이 제공되어야 한다.
Figure pct00023
완전한 배수 능력을 갖는 SIP & CIP. 벤트 필터용 CIP
Figure pct00024
증기 벤팅 및 제어 더스트 이스케이프. 벤트 필터 배열. 집진 기능이 있는 응축액이 제공되어야 한다.
Figure pct00025
잔류물이 없는 배출 (residue free discharge)
Figure pct00026
완전 진공, 압력, 높은 RPM 원심력, 고온을 위한 설계
Figure pct00027
건조 동안의 건조 가스 퍼징
Figure pct00028
CF 및 건조 동안의 잔류 압력의 방출
Figure pct00029
요구되는 토크의 자기 결정 (self-determination) 및 요구되는 토크에 대한 조정
Figure pct00030
안전을 위하여 다양한 인터로크가 내장되여야 한다.
이러한 실시형태들에 대한 다양한 변형들은 설명 및 첨부 도면들로부터 당업자에게 명백하다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시형태들과 관련된 원리들은 다른 실시형태들에 적용될 수 있다. 따라서, 설명은 첨부 도면들과 함께 도시된 실시형태들로 제한되도록 의도되지 않으며, 본 명세서에 개시되거나 제안된 원리들 및 신규하고 진보적인 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 본 발명 및 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 다른 그러한 대안들, 수정들, 및 변형들을 유지할 것으로 예상된다.

Claims (10)

  1. 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10) 로서, 상기 장치 (10) 는,
    회전가능한 하부 보울 어셈블리 (100);
    상기 하부 보울 어셈블리 (100) 와 조립되도록 되어 있는 상부 보울 어셈블리 (200);
    상기 하부 보울 어셈블리 (100) 및 상기 상부 보울 어셈블리 (200) 와 각각 연결되는 기어드 모터를 적어도 포함하는 구동부; 및
    수직 배향으로 구형 보울 어셈블리 (400) 를 형성하도록 함께 커플링된 상기 하부 보울 어셈블리 (100) 와 상기 상부 보울 어셈블리 (200) 를 이동가능하게 장착하는 메인 프레임 어셈블리 (300) 를 포함하고,
    상기 구형 보울 어셈블리 (400) 는, 상기 하부 보울 어셈블리 (100) 를 통해 처리를 위해 상기 슬러리를 수용하고, 처리 후에 상기 슬러리를 건조된 생성물로 프로세싱하고, 작업자나 환경에 대한 어떠한 노출 없이 완전히 폐쇄되고 억제된 (contained) 방식으로 상기 구형 보울 어셈블리 (400) 밖으로 상기 건조된 생성물을 배출하도록 되어 있는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 보울 어셈블리 (100) 는 배수 보울 (101), 여과 보울 (102), 케이크 커터 (103), 배수 노즐 (104) 및 유틸리티 노즐 (105) 을 포함하고,
    상기 배수 보울 (101) 은 상기 메인 프레임 어셈블리에 장착되고, 상기 여과 보울 (102) 을 수용하도록 되어 있으며;
    상기 배수 보울 (101) 에는 모액을 배수하도록 구성된 상기 배수 노즐 (104) 이 제공되고,
    상기 유틸리티 노즐 (105) 은 건조 및 세정 동안 진공 또는 질소를 인가하도록 구성되는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 보울 어셈블리 (100) 와 연관된 구동부는 상기 여과 보울 (102) 과 연결된 제 1 기어드 모터 (112) 를 포함하고, 케이크 커터 (103) 와 연결된 왕복 실린더 (108) 가 상기 배수 보울 (101) 에 장착되며,
    상기 제 1 기어드 모터 (112) 는 상기 여과 보울 (102) 을 요건에 따라 가변 속도로 회전시키도록 구성되고;
    상기 케이크 커터 (103) 는 슬러리로부터 분리되어 상기 여과 보울 (102) 상에 침적된 고체의 습식 케이크를 스크래핑하기 위해 에지에 절단 블레이드 (109) 를 갖고;
    상기 케이크 커터 (103) 는 상기 왕복 실린더 (108) 의 왕복 운동에 의해 반경방향으로 이동하도록 구성되고, 케이크 커터 블레이드 (109) 가 반경방향으로 이동될 때 여과 보울 (102) 의 느린 회전에 의해 스크래핑 또는 절단 작용이 수행되는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 보울 어셈블리 (200) 는 건조 보울 (201), 교반기 (202), 초퍼 (203), 배출 노즐 (204), 코밀 (205), 및 질소 또는 진공 노즐 (206) 과 샘플링 노즐 (207) 로부터 선택된 유틸리티 노즐들을 포함하고,
    상기 건조 보울 (201) 은, 상기 교반기 (202) 와 함께, 건조된 생성물의 완전한 배출을 위해 설계되어서, 상기 교반기 (202) 는 건조 작업 동안 습식 덩어리 (wet mass) 를 가압하고 배출 작업 동안 건조된 재료를 상기 배출 노즐 (204) 을 향해 밀도록 구성되고;
    상기 초퍼 (203) 는 제 2 기어 모터 (209) 에 의해 구동되도록 구성되고, 교반기들 (202) 은 상기 건조 보울 (201) 의 외부에 장착된 제 3 기어드 모터 (208) 에 의해 가변 속도로 구동되도록 구성되며;
    생성물 배출 속도를 제어하기 위해 상기 배출 노즐 (204) 에 배출 밸브 (211) 가 제공되는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 보울 어셈블리 (200) 는 뷰 글래스 (212) 를 포함하고, 상기 건조된 생성물의 완전한 배출을 체크하기 위해 디지털 카메라 시스템이 제공될 수 있는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 프레임 어셈블리 (300) 는 LM 가이드 (301) 를 장착하는 메인 프레임 (310), 및 리드 스크류 (302) 를 포함하고;
    상기 리드 스크류 (302) 는 제 5 기어드 모터 (303) 에 의해 구동되도록 되어 있고;
    상기 LM 가이드 (301) 와 상기 리드 스크류 (302) 는 상기 제 5 기어드 모터 (303) 와 함께 상기 상부 보울 어셈블리 (200) 에 연결되며;
    상부 보울 (200) 과 하부 보울 (100) 이 함께 조립될 때, 전체 구형 보울 어셈블리 (400) 는 상기 메인 프레임 (310) 에서 상하로 이동 가능하게 되고;
    상기 리드 스크류 (302) 는 또한 상기 하부 보울 어셈블리 (100) 의 배수 보울 (101) 과 독립적으로 상기 상부 보울 어셈블리 (200) 의 건조 보울 (201) 을 리프팅하도록 구성되는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 5 기어드 모터의 반대측에서 상기 메인 프레임 (310) 에 제 6 기어드 모터 (304) 가 또한 제공되고 상기 하부 보울 어셈블리 (100) 에 연결되며,
    상기 제 6 그어드 모터 (304) 는 상기 구형 보울 어셈블리 (400) 를 그 축을 따라 저속으로 회전시키도록 설계되고;
    상기 구형 보울 어셈블리 (400) 의 중량을 측정하기 위해 상기 메인 프레임 (310) 의 바닥에 중량 측정 로드 셀들 (305) 이 제공되는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  8. 제 7 항에 있어서,
    프로그래머블 로직이 제공된 제어 패널 (306);
    전체 구형 보울 어셈블리 (400) 를 세척하도록 제공된 세정 스프레이 볼 어셈블리;
    슬러리 라인 및 또한 배수 라인에 제공된 유량계
    를 포함하는, 슬러리 및 분말의 완전한 처리를 위한 장치 (10).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 장치 (10) 를 사용하여 슬러리 및 분말을 완전히 처리하기 위한 프로세스로서,
    신속 해제 커플링 (307) 을 이용하여 배수 보울 (101) 위에 건조 보울 (201) 을 견고하게 조립하여, 수직 배향으로 구형 보울 어셈블리 (400) 를 형성하는 단계;
    상기 구형 보울 어셈블리 (400) 를 메인 프레임 (310) 상의 최하부 위치로 수직 배향으로 이동시키는 단계;
    불활성화 (inertization) 를 보장하기 위해, 모든 밸브를 폐쇄하고, 상기 구형 보울 어셈블리 (400) 내부에 질소를 공급하는 단계;
    여과 보울 (102) 을 저속 또는 중속으로 회전시키면서, 슬러리를 그 안으로 공급하는 단계;
    회전에 의해 발생된 원심력의 영향 하에, 상기 슬러리를 상기 여과 보울 (102) 의 벽을 향해 밀어서 고체 및 액체로 분리하는 단계;
    액체 여과물을 여과 보울 (102) 밖으로 배수 보울 (101) 내로 유동하게 하고 이어서 배수 노즐 (104) 을 통해 배수하는 단계;
    고체로 하여금 상기 여과 보울 (102) 의 내부 표면 상에 층별 (layer by layer) 형태로 수집되기 시작하는 습식 케이크를 형성하게 하는 단계;
    저속 회전 동안에 상기 여과 보울 (102) 에 용매를 첨가하여 상기 습식 케이크를 세척하고 이어서 세척 후에 상기 용매를 상기 여과 보울 (102) 밖으로 배수하는 단계; 및
    상기 여과 보울 (102) 을 매우 낮은 속도로 이동시켜 그 안에 배치된 케이크 커터 (103) 가 천천히 그리고 반경방향 외측으로 이동하게 하여서 층별 방식으로 상기 습식 케이크를 스크래핑하는 단계
    를 포함하는, 슬러리 및 분말을 완전히 처리하기 위한 프로세스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구형 보울 어셈블리 (400) 를 거꾸로 (upside down) 회전시켜, 상기 배수 보울 (101) 을 상부 위치로 그리고 상기 건조 보울 (201) 을 하부 위치로 이동시키는 단계;
    상기 여과 보울 (102) 로부터 상기 건조 보울 (201) 내로 상기 습식 케이크를 덤핑 또는 언로딩하는 단계;
    재킷 또는 림펫 코일 (210) 에서의 온수 순환으로 상기 건조 보울 (201) 을 가열하고, 케이크의 습식 덩어리가 가열 및 교반되고 럼프들이 초핑되는 것을 보장하기 위해 교반기 (202) 와 초퍼 (203) 를 동시에 시작시키는 단계;
    질소 블랭킷을 유지하면서, 건조 동안 발생된 증기를 제거하기 위해 진공 노즐을 개방하는 단계;
    상기 건조 보울 (201) 내부에 진공을 확보하여 용매의 끓는 온도를 낮춰 건조가 신속하게 그리고 효과적으로 일어나서 건조된 생성물을 형성하는 단계;
    상기 구형 보울 어셈블리 (400) 를 상기 메인 프레임 (310) 에서 미리 결정된 높이까지 상향으로 리프팅하고, 배출 노즐 (211) 이 직접 하향으로 포지셔닝되도록 회전되고 포지셔닝되는 단계;
    배출 밸브 (211) 를 천천히 개방하면서 코밀 (205) 을 시작시켜서 상기 건조된 생성물로 하여금 상기 배출 밸브 (211) 를 통해 상기 코밀 (205) 내로 유출하게 하는 단계; 및
    분말 형태의 배출된 생성물을 계량 및 패킹을 위한 연속 라이너 백에 수집하여서, 작업자나 환경에 대한 어떠한 노출 없이 완전히 폐쇄되고 억제된 방식으로 슬러리의 처리를 완료하는 단계
    를 포함하는, 슬러리 및 분말을 완전히 처리하기 위한 프로세스.
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