NL7901305A - Werkwijze en inrichting voor het dispergeren van een vaste stof in een vloeistof. - Google Patents

Description

/ -1-

Jr *'¥ i · ί , Technessen B.V. fce Weesp, Nederland i

Werkwijze en inrichting voor het dispergeren van een ; vaste stof in een vloeistof.

r t ί i De uitvinding heeft betrekking op een werkwij ze voor het dispergeren van een vaste stof, bestaande uit een geparelde of ge'éxtrudeerde pigment, in een vloeistof.

5 Kleur of pigment stoffen worden meestal als poedervormige stof in de hendel gebracht, welke poedervorm * relatief gemakkelijk in een vloeistof is te dispergeren teneinde het gewenste produkt, bijvoorbeeld inkt te verkrijgen. Het bezwaar van poedervormige stoffen is dat 10 bij de verwerking de stof zich snel verspreid buiten de verwerkingsinrichting, hetgeen een grote belasting is voor het milieu respectievelijk de daarbij werkzame personen.

Dit speelt bijv. . bij roet (carbon black) dat als kleurstof in vele produkten wordt toegepast. De proces-15 industrie heeft hiertegen een oplossing gevonden door het poedervormige roet in geparelde of gepelletiseerde vorm respectievelijk als geëxtrudeerd materiaal op de markt te brengen. De korrelgrootte wordt hierdoor zodanig, , verhoogd dat do verstuiving van de stof hierdoor is 20 vermeden, terwijl door deze bewerking het pigment "free-flowing" wordt, waardoor automatisch doseren in een gesloten systeem mogelijk wordt.

Het bezwaar van de gepelletiseerde of geëxtrudeerde vorm van de vaste stof is dat het dispergeren 25 niet of slechts moeilijk kan plaatsvinden.

Met de werkwijze volgens de uitvinding wordt bovengenoemd bezwaar ondervangen.

De werkwijze onderscheidt zich hierin dat een hoeveelheid vloeistof en vaste stof vooraf tot een 30 * macroscopisch homogeen mengsel worden gemengd, waarna het 7901305 * -2- i ! ί I gehomogeniseerd mengsel m een kringloop wordt rond-: gevoerd, waarbij in die kringloop het mengsel aan een j hoogfrequent wisselend drukveld met grote drukgradiënten ! wordt onderworpen teneinde de vaste stofdeeltjes ten ge-5 I volge van door die drukbelasting geïnduceerde afschuif- ί krachten te verkleinen.

! | Dankzij de door de uitvinding toegepaste [ kringloop wordt het mengsel regelmatig in het wisselende ! drukveld gevoerd, zodat na een vooraf bepaalde tijd de 10 vaste stof in voldoende mate in de vloeistof is gedisper-geerd.

Volgens een ander kenmerk van de werkwijze wordt het mengsel in twee of meer in serie geschakelde kringlopen behandeld, waarbij de frequentie en/of grootte 15 van de drukgradiënten in opvolgende kringlopen vrij kan worden gekozen.

De inrichting volgens de uitvinding voor het uitvoeren van de hiervoor genoemde werkwijze kenmerkt zich door tenminste ëén mengvat, dat is voorzien van één menger, 20 al dan niet voorzien van afstrijker en tenminste één kringleiding, waarin een dispersietoestel bestaande uit een stator met aangedreven rotor en een pomp is aangebracht.

De op zichzelf bekende stator en daarin draaiende rotor verzorgt het volgens de werkwijze voorge-25 ' schreven hoogfrequente drukveld in de vloeistof, waardoor de vaste stofdeeltjes worden verkleind. De in dezelfde kringleiding opgenomen pomp regelt de verblijftijd van het homogene mengsel in het dispersie toestel, zodat een optimaal werkende inrichting wordt verkregen, een en ander 30 zodanig dat een grote hoeveelheid gehomogeniseerd mengsel met een zo laag mogelijk ingevoerd vermogen kan worden' behandeld.

In een uitvoeringsvorm onderscheidt de inrichting zich door meer dan twee kringlopen, waarbij het bij een kringloop horende dispersietoestel een'ander aantal «. *1·»· 7901305 -3- Λ ί statoren met samenwerkende rotoren heeft dan het dispersie t ; toestel van een andere kringloop.

Dit biedt de mogelijkheid om de inrichting aan verschil-; lende stoffen aan te passen, waardoor deze universeel 5 i bruikbaar wordt.

> In een andere uitvoeringsvorm is de inrichting uitgevoerd met twee of meer in seriegeschakelde mengvaten, waarbij elk vat is voorzien van een kringleiding ; waarin achter de pomp een op een naar het volgende 10 mengvat of voorraadvat voerende leiding aangesloten driewegklep is aangebracht.

In deze uitvoeringsvorm kan de voor het transport doof de kringloop gebruikte pomp tevens worden gebruikt voor het transport van het voorgedispengeerde mengsel naar het 15 volgende mengvat.

Andere kenmerken van de inrichting zullen volgen uit de hierna volgende figuurbeschrijving van een tweetal uitvoeringsvoorbeelden.

In de tekening tonen: 20 fig.l een zijaanzicht van een eerste uitvoe ringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, fig.2 een vooraanzicht van de inrichting uit fig.l, fig.3 een schema van een tweede uitvoerings-25 vorm van de inrichting volgens de uitvinding.

In de figuren is met 1 het mengvat aangegeven dat alzijdig is gesloten.

Het vat is ondersteund op een drietal posten 2 en is voorzien van een kegelvormige of doorgebolde bodem 3 aan 30 de onderzijde waarvan een kraan 4 is aangebracht. Op het deksel 5 van het vat is een elektrische motor 6 aangebracht die via een overbrenging 7 een roeras 8 aandrijft, zodat de aan het ondereinde van de roeras 8 aangebrachte roerbladen 9 in rotatie worden gebracht.

7901305 ' % -4- .

r*· · .......

i i Het deksel 5 is tevens voorzien van een ! inlaatopening 10 waarop een doseertoestel 11 is aangeslo-' ten. Het doseertoestel 11 wordt gevoed uit een bunker 12 ! waarin de te dispergeren vaste stof is opgeslagen.

5 ! Het doseertoestel 11 alsmede de bunker 12 zijn ondersteund ! door een aan een muur van een gebouw 13 bevestigd gestel I 14.

| ' Naast het vat 1 is een tweede vat 15 opge- | steld die op overeenkomstige wijze op posten 2 is onder-10 steund.Ook dit vat heeft een motor 6 met een roeras .8, aan de onderzijde waarvan niet getekende roerbladen 9 ; zijn aangebracht. De kegelvormige onderzijde 3 is eveneens ! afgesloten door een kraan 4.

'Elk vat heeft een bijbehorende kringloop 16, 15 waarin een dispergeertoestel 17', 17” en een pomp 18' respectievelijk 18" zijn ondergebracht.· . In de eerste kringloop 16' is de pomp na het dispergeertoestel 17' geplaatst terwijl in de tweede kringloop 16" de pomp 18" voor het dispergeertoestel 17" 20 is geplaatst. Voorts is in de kringloop een stroommeter 19', 19" geplaatst, waardoor nauwkeurig de stroomhoeveel-heid door de kringloop is te meten.

Na de pomp 18' respectievelijk 18" is in de kringloop een driewegklep 20' respectievelijk 20" 25 geplaatst, die enerzijds aansluit op de retourleiding van de kringloop 16' en anderzijds op een leiding 17 naar het vat 15 vanaf de eerste kringloop 16' respectievelijk de leiding 18 vanaf de tweede kringloop 16" naar een voorraadvat 21 voor het gerede produkt.

30 De werking van de inrichting is als volgt.

In het vat 1 wordt op niet nader aangegeven wijze een bepaalde hoeveelheid vloeistof ingebracht, waarna een voorgeschreven hoeveelheid vaste stof in de 7901305 ·* -5- : vorm van parels of pellets respectievelijk in geëxtrudeerde ; vorm door het doseertoestel 11 in het vat 1 wordt toegelaten. Door de menginrichting 6,7,8/9 wordt de vloeistof met de vaste stof tot een homogeen mengsel 5 gebracht, waarna het dispergeren kan beginnen.

Tijdens het mengen is de kraan 4 onderaan het vat gesloten. Voor het dispergeren moet het mengsel in de kringloop- 16' worden gebracht, waartoe de kraan 4 wordt geopend,de pomp 18' en het dispergeer toestel 17' worden 10 gestart, terwijl de driewegklep 201 zodanig is ingesteld dat de vloeistof via het deksel 5 van het vat 1 in het vat terugkeert. Het dispergeertoestel 17' bestaat uit een cylindrische rotor en cylindrische stator, die in elkaar draaien. Elk zijn voorzien van axiaal gerichte spleten, 15 zodat door het draaien vloeistof via de spleten radiaal naar buiten wordt gevoerd, zodanig dat de vloeistof aan sterk wisselende drukvelden wordt onderworpen. Tengevolge van deze sterk wisselende drukvelden worden de vaste stofdeeltjes aan hoge afschuifkrachten onderworpen, zodat 20 deze worden verkleind. Nadat de gehele vloeistof hoeveelheid één .of meerdere malen door het dispergeertoestel is gevoerd wordt de driewegklep 20' omgezet, waardoor de voorgedispergeerde vloeistof via leiding 17 in het vat 15 terecht komt. In de tweede kringloop 16" vindt vervolgens ’ 25 dezelfde dispergeerhandeling plaats met dien verstande dat het dispergeertoestel 17' een ander drukveld opbouwt, waardoor de verkleinde deeltjes nog verder worden verkleind en het dispergeren zodoende beter plaatsvindt.

Na het bereiken van voldoende kleine deeltjes wordt de 30 driewegklep 20" omgezet zodat het gerede produkt via leiding 18 in de voorraadtank 21 wordt opgeslagen.

Ter verduidelijking geldt het volgende voorbeeld voor het maken van inkt op basis van roet.

7901305 .1 * ______ > -6- · f j !Uitgegaan wordt van gepelletiseerd carbon black, waarvan de !

Jdeeltjesgrootte ligt tussen 800 en 1200 micrometer.

I Vooraf wordt in het vat 1 paraffine tot 90°C.

jvoorverwarmd en gemengd met koude minerale olie.

5 I Vervolgens wordt in het vat montan-was toegevoerd terwijl lhet vat tot 110°C. wordt opgewarmd. Daarna wordt een benat-I ter toegevoegd en het roet gedoseerd.

I „ In de eerste kringloop 16' komt na een aantal I malen de deeltjes grootte nagenoeg 100% onder de 250 micron 10 ' te liggen.

; In de tweede kringloop 16” komt na een aantal malen de deeltjes grootte nagenoeg 100% onder de : 100 micron te liggen.

In fig.3 is een alternatieve uitvoeringsvorm 15 getoond, waarbij gebruik wordt gemaakt van één : vat 22, die is voorzien van een eerste kringloop 23' alsmede een tweede kringloop.23".

In de eerste kringloop 23' is een eerste dispergeertoestel 24' opgenomen alsmede een pomp 25, 20 terwijl in de tweede kringloop een dispergeertoestel 24" is geplaatst.

De kringloop 23" wordt door de pomp 25 gevoed via een driewegklep 26, die hetzij de kringloop 23' sluit, hetzij de kringloop 23". Een tweede driewegklep 27 leidt de 25 vloeistof via een afvoerleiding 28 naar een voorraadvat 29.

In deze uitvoeringsvorm kan het dispergerên na een aantal malen via kringloop 23' eveneens plaatsvinden via de kringloop 23" met gebruikmaking van dezelfde pomp 25. Bij toepassing van de tweede kringloop 23' kan het eerste 30 , dispergeertoestel 24' al of niet zijn ingeschakeld.

Vanzelfsprekend is de uitvoering niet beperkt • tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen.

! ........ 790 1 3 0 5 • .-¾

Claims (6)

1. Werkwijze voor het dispergeren van een - vaste stof, bestaande uit geparelde of geëxtrudeerde : pigmenten, in een vloeistof, gekenmerkt door, het vooraf mengen van een hoeveelheid vloeistof en vaste stof tot een macroscopisch homogeen mengsel, het in een kringloop rondvoeren van het gehomogeniseerde mengsel, in welke kringloop het mengsel aan een hoog frequent wisselend· drukveld mét grotejradiënten wordt onderworpen teneinde de vaste stofdeeltjes ten gevolge van door de druk'gradiënten geïnduceerde afschuifkrachten te verkleinen.

2. Werkwijze volgëns conclusie 1, met het kenmerk, dat het mengsel in twee of meer in serie geschakelde kringlopen wordt behandeld, waarbij de frequentie en/of grootte van de drukgradiënten in opvolgende kringlopen · toeneemt.

3. Inrichting voor het dispergeren van een vaste stof in een vloeistof, gekenmerkt door tenminste één mengvatdat is voorzien van een menger al dan niet voorzien' ^nmfn^e^e^n^r^ngleiding, waarin eén dispersietoestel bestaande uit een stator met aangedreven rotor en een pomp is aangebracht.

4. Inrichting volgens conclusie l, voorzien van meer dan één kringloop ., met het kenmerk, dat het bij een kringloop behorende dispersietoestel een ander aantal statoren met samenwerkende rotoren heeft dan het dispersietoestel van de andere kringloop.

5. Inrichting volgens conclusie 4, voorzien van twee of meer in serie geschakelde mengvaten, met het kenmerk, dat elk vat is voorzien van een kringleiding 7901305 -8- ττ sr . waarin achter de pomp een op een naar het volgende mengvat of voorraadvat voerende leiding aangesloten : driewegklep is aangebracht.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, , met het kenmerk, dat het mengvat of het eerste vat in de , serie is voorzien van een toestel voor het doseren van de vaste stof. j m 7 7901305