NO844791L - Fremgangsmaate og anordning for sproeyting av pulver med vaeske - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåten innbefatter å blande et pulver med en gjennomsnittlig partikkelstør-relse i området av 1 micron til 1,0 mm med luft i en blandebeholder og å sprøyte det blandede pulver med en væske i en sprøytesone i blandebeholderen. Fremgangsmåten er særlig brukt for en gjennomgangsmengde i området av 20-100 kg/time av pulver. Anordningen for å utfare fremgangsmåten innbefatter en blandebeholder (2) som rommer aksielt på linje beliggende venturi-innretning (22) og en sprøytedyse (18). Blandebeholderen (2) kan være forbundet til et vibrerende, fluidiserende sjiktkammer (28). for oppsamling av det sprøytede pulver.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en anordning for å sprøyte et pulver med væske og nærmere bestemt å sprøyte et pulver med væske i en blandebeholder.

Tidliger har en anordning for å sprøyte et pulver med væske om-fattet en blandebeholder med en innløpskanal i en øvre del, en sprøytesonedel innbefattende radielt anordnede sprøytedyser for å fremstille en dusj av væskedråper og en utløpskanal i en nedre del, sammen med en mateinnretning og en oppsamlingsinnretning.

I drift blandes pulver med luft og ledes ved mateinnretningen

inn i innløpskanalen av blandeholderen ved en optimal gjennomgangsmengde i området av 100-20.000 kg/time av pulver, blir så pulveret som er blandet i luften sprøytet med væskedråper som strømmer ut fra sprøytedysene i sprøytesonen hvoretter det sprøytede pulver blir oppsamlet i oppsamlerinnretningen. For å romme pulveret som blandes med luft nødvendiggjør at mateinnretningen innbefatter kanaler og rør med relativt stor diameter på grunn av hastigheten av blandeluften. I tillegg må dimen-sjonene på blandebeholderen være tilsvarende stor for å romme et relativt stort volum av luft med en høy hastighet for å på-skynde blanding av pulveret som er blandet med luft med væskedråper, og for å tilveiebringe en reduksjon i hastigheten av den innblandede luft. Oppsamlerinnretningen må også være tilsvarende stor i dimensjoner for på den måten å påvirke separa-sjon av det sprøytede pulver og blandeluften. Følgelig er en slik anordning relativt stor i totale dimensjoner og har såled-

es en relativt hly kapitalkostnad. I tillegg er det uøkonomisk å operere anordningen ved mengder utenfor den optimale gjennomgangsmengde, for eksempel når en relativt liten gjennomgangsmengde å 50 kg/time av pulver er ønsket.

Det er nå funnet mulig å tilveiebringe en teknisk sett enklere anordning som er konstruksjonsmessig mer kompakt og har relativt sett mindre totale dimensjoner. Dette medfører således en relativt lavere kapitalkostnad. I tillegg er anordningen funnet å være økonomisk for drift for gjennomgangsmengder i området av

20-100 kg/time av pulver.

I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske innbefattende trinnene av å introdusere et pulver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse i området av 1 micron - 1,0 mm som en strøm inn i en øvre region av en blandebeholder, og påvirke innenfor blandebeholderen innblanding av pulverstrømmen i luft, og sprøyte pulveret som er blandet med luft med væske i en sprøytesone av blandebeholderen, og oppsamling av det sprøytede pulver.

I samsvar med oppfinnelsen er det også tilveiebragt en anordning for å sprøyte et pulver med en væske innbefattende en blandebeholder med en beliggende aksielt øvre del innbefattende en innløpskanal, en nedre del innbefattende en utløpskanal, og en sprøytesone liggende imellom den øvre og nedre del, en mateinnretning for å mate pulver inn i innløpskanalen av blandebeholderen med en utløpskanal beliggende aksielt på linje med innløps-kanalen og sprøytesonen av blandebeholderen, en venturi-innretning beliggende aksielt på linje i den øvre del av blandebeholderen beliggende imellom innløpskanalen og sprøytesonen anordnet for å effektuere innblanding av pulver i en strøm av luft, og en sprøytedyse beliggende aksielt på linje i sprøytesonen anordnet for å rette en dusj av væske inn i luftstrømmen og det innblandede pulver.

Utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, gjennom eksempel, med henvisning til de vedlagte skjematiske tegninger, hvor: Figur 1 representerer en anordning for å sprøyte et pulver med væske omfattende en blandebeholder montert på et vibrerende, fluidiserende sjiktkammer, og

figur 2 representerer i snitt blandebeholderen representert i

figur 1.

Med henvisning til figurene 1 og 2 innbefatter en anordning 1

for å sprøyte et pulver med væske, en blandebeholder 2 med en koaksielt ragende sylindrisk øvre del 4 med en aksiell på linje beliggende innløpskanal 6, en mellomliggende del 8 innbefattende en hvelvet øvre region 10 med hull og en nedad vendt divergerende rettavkortet konisk region 12, og en sylindrisk nedre del 14.

Den rettavkortede rette region 12 innbefatter en tettbar inn-

gang 16 gjennom hvilken det passeres en aksielt på linje beliggende dyse 18 som strekker seg nedad inn i en sprøytesone om-

gitt av den rettavkortede koniske region 12. Dysen blir tilført med væske fra en ekstern lagringstank (ikke vist) for å fremstille en nedad rettet dusj av væskedråper. Overliggende inn-løpskanalen 6 og aksielt beliggende på linje med denne er en utløpskanal 20 av en skruemater som retter en nedad strømmende strøm av pulver inn i blandebeholderen 2. Anbragt aksielt under utløpskanalen 20 av skruemateren og aksielt rommet i den øvre sylindriske del 4 av blandebeholderen 2 er en venturi-innretning 22 med et langs omkretsen ragende kammer (ikke vist), som slippes ut gjennom en åpning (ikke vist)som forløper langs omkretsen av en hals (ikke vist) av venturi-innretningen 22. Kammeret (ikke vist) blir tilført med komprimert luft som fremstilles ved en indusert venturi-virkning på utslipp gjennom åpningen (ikke vist) en aksellerasjon i strømningshastighet av pulverstrømmen og atmosfærisk luft trekkes inn en munning av venturi-innretningen 22, og en spredning av pulverstrømmen til en nedad vendt konisk dusj av pulver blandet med luft. Festet til den sylindriske nedre del 14 av blandebeholderen 2 og hengende ned derfra er en fleksibel sylindrisk forbindelse 24 som omgir en utløps-kanal 25, hvor forbindelsen 24 er festet ved sin nedre kant til en innløpskanal 26 av et vibrerende fluidiserende sjiktkammer 28 .

Det vibrerende, fluidiserende sjiktkammer 28 har fire rektangu-lære vegger forbundet sammen ved tilstøtende kanter, et rektang-ulært tak 20 innbefattende innløpskanalen 26, en rektangulær basis 32 og en utløpskanal 34 som kommuniserer med en av de rek-tangulære vegger i avstand fra innløpskanalen 26. Festet til veggene og anbragt mellom taket 30 og basisen 32 av det fluidiserende sjiktkammer 28 er en diffusorplate 36 som avdeler det fluidiserende sjiktkammer 28 i en øvre og en nedre region (38, 40). Festet til basisen 32 av det fluidiserende sjiktkammer 28 og anbragt mellom innløpskanalen 26 og utløpskanelen 24 er en opprettstående delevegg 42 som deler den nedre region 40 av det fluidiserende sjiktkammer 28 til to diskrete soner 39,41. Fluidisert luft blir rettet fra den nedre region 40 gjennom diffusorplaten 36 inn i den øvre region 38 av det fluidiserende sjikt. Den fluidiserte luft blir rettet inn i hver av de diskrete soner 39,41 separat gjennom rør og kanaler (ikke vist) hvilke innbefatter et par lister hvor en av disse har tilknyt-tet med seg en varmer slik at den fluidiserte luft rettet mot sonen 39 inntil innløpskanalen 26 kan bli oppvarmet i forhold til den fluidiserte luft rettet mot sonen 41 inntil utløps-kanalen 34. Festet til en ekstern overflate av basisen av det fluidiserende sjiktkammer 28 er fjærblader 44 montert på en basisstøtte 46. Det fluidiserte sjiktkammer blir vibrert på fjærene ved en motor 48 festet til basisstøtten 46.

Kommuniserende med den øvre region 38 av det fluidiserende sjiktkammer 28 er et filtersystem (ikke vist) innbefattende syklon-filtre som ekstraherer støv og ethvert annet fremmet stoff fra den fluidiserte luft som strømmer ut fra det fluidiserende sjiktkammer 28 og den innblandede luft før utslipp til atmosfæren.

Under drift blir pulverpartikler med en gjennomsnittlig par-tikkelstørrelse i området av 1 micron til 1,0 mm, ladet inn i skruemateren og så matet ved en gjennomgangshastighet i størrel-sesområdet av 20-100 kg/time av pulver gjennom utløpskanalen 30, inn i innløpskanalen 6 av blandebeholderen 1 til munningen av venturi-innretningen 22 som en frittfallende strøm av pulver. Simultant blir komprimert luft ved et trykk i området av 0,3

bar - 5,0 bar tilført til venturi-innrtningen 22 ved en gjennomgangshastighet i størrelsesområdet av 12 m<3>/time til 30 m<3>/time hvilke fremstilles ved en induserende venturi-virkning på ut-tømming gjennom åpningen en aksellerasjon i strømningshastigheten

av pulverstrømmen og atmosfærisk luft trekkes inn i munningen av venturi-innretningen og en spredning av pulverstrømmen til en nedad vendende konisk dusj av pulver iblandet i luft. Væske blir så tilført til dysen 18, for eksempel, en hul konisk trykkdyse med diameter 0,4 mm, ved en maksimal gjennomgangshastighet på 22 l/time for å fremstille en nedad rettet konisk dusj av væskedråper som blander seg med den nedad rettede koniske dusj av pulver blandet med luft i sprøytesonen for å fremstille en blanding av væskedråper og delvis belagte pulverpartikler i hvilket 5-70 vekt-% av blandingen kan være væske. Med fortsatt nedad bevegelse passerer de delvis belagte pulverpartiklene blandet med væskedråper og den iblandede luft gjennom utløpskanalen 25 som er omgitt av den fleksible forbindelsen 24 festet til den nedre sylindriske del 14 av blandebeholderen 2 og entrer den øvre region 38 av det vibrerende fluidiserende sjiktkammer 28. Den vibrerende bevegelse av det fluidiserende sjiktkammer 28 blir utført ved aktivering av motoren 48 og fluidisert luft blir rettet gjennom kanalen og viftene inn i de diskrete soner 39,41 av den nedre region 40 av det fluidiserende skjiktkammer. Den fluidiserte luft passerer så gjennom diffusorplaten 3 6 ved hastigheter for å gi hastigheter i området av 0,2 m/sek. til 1,2 m/sek. for å fluidisere de delvis belagte pulverpartiklene blandet med væskedråper. Etter en oppholdstid i området av 2 - 5 min. for en dybde av sjiktet innbefattende luft i området av 20 mm - 8 mm bevirker den vibrerende bevegelse av det fluidiserende sjiktkammer 28 pulverproduktet å bli ledet til utløpskanalen 34 gjennom hvilke den slippes ut. Fluidisert luft og iblandet luft blir sluppet ut fra den øvre del 38 av det fluidiserende sjiktkammer til filtersystemet for filtrering, og etter filtrering er fullendt, blir den filtrerte luft sluppet ut til atmosfæren.

I en modifisering av den forannevnte prosess, når væske til-ført til dysen 18 er vann eller en emulsjon som inneholder vann og fordampning er nødvendig for å fremstille pulverproduktet,

da blir den fluidiserte luft tilført til sonen 39 inntil inn-løpet 26 oppvarmet til en maksimumstemperatur på 140°C ved

ved varmeren for å dampe av vann. I tillegg kan den fluidiserte luft som er tilført til sonen 41 inntil utløpskanalen 34 være ved en relativt lavere temperatur, slik at pulverproduktet kan bli avkjølt for å avhjelpe frigjøring før utslipp gjennom ut-løpskanalen 34 .

I en modifikasjon av den før beskrevne anordning er et førings-element (ikke vist) med et aksielt på linje beliggende innløp og utløp, og nedad konvergerende rettavkortede kjeglevegger plassert aksielt under halsen av venturi-innretningen 22 i den rettavkortede, koniske region 12 av blandebeholderen 2 med ut-løpet av føringselementet omgivende dysen 18. Føringselementet letter konsentreringen of føringen av pulverstrømmen innblandet i luft som strømmer ut fra venturi-innretningen 22 slik at for-øket blanding av pulverstrømmen med væske fra dysen 18 oppnås i sprøytesonen. Føringselementet er brukt særlig når vann ved en relativt høy gjennomgangshastighet blir sprøytet på pulveret.

Selv om det i de foregående avsnitt er blitt anvendt et fluidiserende sjiktkammer 2 8 for å oppsamle og tørke pulverproduktet, kan andre oppsamlings- cg tørkesystemer anvendes, for eksempel,

et bevegelig belte av en transportør, hvilket bevegende belte passerer gjennom en tørketunnel.

Videre med hensyn til det fluidiserende sjiktkammer 28, skjønt

i foregående avsnitt har den nedre region 40 blitt beskrevet som avdelt i to soner, 39,41, hvor den nedre region 40 kan bli avdelt i mer enn to separate soner hvor hver enkelt kan bli til-ført med oppvarmet, eller avkjølt luft, avhengig av om luften skal brukes til fordamping av vann eller å avkjøle pulverproduktet før utslippet gjennom utløpskanalen 34.

Egnede pulvere og væsker som kan anvendes i prosessen beskrevet

i de foregående avsnitt innbefatter å sprøyte kaffeinpulver med en alkalisk oppløsning, og sprøyte stivelse eller stivelses-derivater med en alkalisk oppløsning eller vann, og sprøyte dyrefor med melasse og fett, og sprøyte melkepulver med fett

eller olje i vannemulasjoner, og sprøyte tørket pulver med vann eller andre væsker for å bevirke agglomerasjon, og å sprøyte uorganisk pulver med vaskemiddeloppløsninger.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske, karakterisert ved at fremgangsmåten innbefatter trinnene av å introdusere et pulver med en gjennomsnit-lig partikkelstørrelse i område av 1 micron - 1,0 mm som en strøm inn i en øvre region av en blandebeholder (2), og effektuere i blandebeholderen (2) innblanding av pulverstrømmen i luft, og sprøyte pulveret innblandet i luft med væske i en sprøytesone av blandebeholderen (2) og oppsamling av det sprøy-tede pulver.

2. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge krav 1, karakterisert ved at introduksjonen av pulveret i den øvre regionen6 v blandebeholderen utføres ved en gjennomgangsmengde i området av 20 - 100 kg/time.

3. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge krav 2, karakterisert ved at innblanding av pulverstrømmen i blandebeholderen effektueres i luft med et trykk i området av 0,3 bar til 5,0 bar tilført ved en gjennomgangsmengde i området av 12 m <3> /time til 30 m <3> /time.

4. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at sprøyt-ing av pulver innblandet i luft med væske i sprøytesonen effektueres med en gjennomgangsmengde som ikke overskrider 22 liter/ time.

5. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at oppsamling av det sprøytede pulver effektueres i et vibrerende fluidiserende sjiktkammer forsynt med fluidiserende luft for å gi hastigheter i område av 0,2 m/sek. til 1,1 m/sek. etter en oppholdstid av det sprøytede pulver i sikt-kammeret på 2-5 minutter for en dybde av sjiktet innbefattende luft i området av 2 0 mm - 80 mm.

6. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at fremgangsmåten ytterligere innbefatter trinnene av å føre og konsentrere strømmen av pulver innblandet i luft mot sprøytesonen.

7. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at kaseinpulver sprøytes med en alkalisk oppløsning.

8. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at stivelse eller derivater av dette sprøytes med en alkalisk oppløsning eller vann.

9. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at dyrefor sprøytes med melasse og fett.

10. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at melkepulver sprøytes med en emulsjon.

11. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at et tørt pulver sprøytes med væske for å effektuere agglomerasj on.

12. Fremgangsmåte for å sprøyte et pulver med væske ifølge hvilke som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at uorganiske pulvere sprøytes med væskeformige vaske-midler .

23. Anordning for å sprøyte et pulver med væske, karakterisert ved at anordningen innbefatter en blandebeholder (2) med aksielt på linje beliggende en øvre del (4) innbefattende en innløpskanal (6), en nedre del(12,14) innbefattende en utløpskanal (25), og en sprøytesone beliggende mellom den øvre og den nedre del,en mateinnretning for å mate pulver inn i innløpskanalen (6) av blandebeholderen (2) med en utløpskanal (20) beliggende aksielt på linje med innløpskanalen (6) og sprøytesonen av blandebeholderen (2), en venturi-innretning (22) beliggende aksielt på linje med den øvre del (4) av blandebeholderen (2) mellom innløpskanalen (6) og sprøytesonen anordnet for å bevirke innblanding av pulveret i en strøm av luft, og en sprøytedyse (18) beliggende aksielt på linje med sprøytesonen anordnet for å rette en dusj av væske inn i strøm-men av luft og innblandet pulver.

14. Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at utløpskanalen (25) av blandebeholderen (2) kommuniserer med en oppsamlerinnretning (28) for å oppsamle og tørke pulverproduktet fremstilt i blandebeholderen (2).

15. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at oppsamlerinnretningen (28) er et vibrerende fluidi-sernde sjiktkammer.

16. Anordning ifølge krav 15, karakterisert ved at det vibrerende fluidiserende sjiktkammer (28) er forsynt med et flertall av diskrete soner (39,41) inn i hvilke fluidisert luft blir tilført.

17. Anordning ifølge krav 16, karakterisert ved at varmere er forsynt for å oppvarme den fluidiserte luft som entrer inn i utvalgte soner av de diskrete soner (39, 41) for å bevirke fordampning av væske fra det sprøytede pulver i det fluidiserte sjiktkammer (28).

18. Anordning ifølge krav 16 og 17, karakterisert ved at kjøleinnretningen er anordnet for å avkjøle denfluidiserte luft som entrer inn i den utvalgte av de diskrete soner (39,41) for å bevirke avkjøling av det sprøytede pulver i det fluidiserende sjiktkammer slik at et frigjørbart pulver oppnås.

19.A nordning ifølge hvilke som helst av kravene 15-18, karakterisert ved at det vibrerende fluidiserende sjiktkammer (28) innbefatter en elastisk innretning (44) og en støtte (46) hvilke elastiske innretning (44) blir aktivert ved en motor (48) for å bevirke vibrasjonsbevegelse av det fluidiserende sjiktkammer (28).

20. Anordning ifølge hvilke som helst av kravene 13-19, karakterisert ved at mateinnretningen er en skruemater.

21. Anordning ifølge hvilke som helst av kravene 13-20, karakterisert ved at venturi-innretningen innbefatter et innløp, et langs omkretsen forløpende kammer som munner ut gjennom en åpning som forløper langs omkretsen av en hals, og et utløp, hvor halsen fører komprimert luft for å bevirke en aksellerasjon i strømningshastigheten av pulveret som entrer innløpet og innblanding av pulveret i luft.

22. Anordning ifølge hvilke som helst av kravene 13-21, karakterisert ved at et føringselement er plassert aksielt under venturi-innretningen (22) og som omgir sprøytedysen (18) for å føre pulveret innblandet i luft som strømmer ut fra venturi-innretningen inn i sprøytesonen.