PL192945B1 - Urządzenie do wytwarzania produktu sypkiego - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do wytwarzania produktu sypkiego, zwlaszcza produktu sypkiego z naniesiona powloka, majace komora wirnikowa, w której na pionowej osi jest umieszczony wirnik z centryczna, pozioma powierzch- nia podstawy i z odchodzacym od niej do góry stozko- wym plaszczem, którego co najmniej jedna trzecia wysokosci jest nachylona wzgledem osi obrotu, na zewnatrz, ku górze pod katem 10° do 80°, a powyzej komory wirowej sa umieszczone doprowadzenia mate- rialów oraz lopatki kierownicze ruchu obiegowego mate- rialów wejsciowych lub produktu, znamienne tym, ze lopatki kierownicze (11) sa zamocowane do wewnetrz- nej sciany (6) komory wirnikowej (1) powyzej plaszczy- zny (9) górnego obrzeza (5) wirnika (4) i w przekroju wzgledem osi (3) wirnika, maja zasadniczo ksztalt seg- mentu kola lub spirali, których zewnetrzne konce w kierunku obrotu wirnika (4) wystaja z okregu we- wnetrznej sciany (6) komory wirnikowej (1), przy czym styczne wewnetrznej sciany (6) i lopatek kierowni- czych (11) maja w punkcie zetkniecia zasadniczo takie same nachylenie, a ich wewnetrzne konce sa umiesz- czone w srodkowej czesci promienia wirnika w kierunku staczania sie obiegajacego produktu po wewnetrznej stronie lopatek kierowniczych (11) i opadania z powro- tem do wirnika (4). PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania produktu sypkiego, zwłaszcza produktu sypkiego z naniesioną powłoką, posiadające komorę wirnikową, w której jest umieszczony wirnik na pionowej osi.

Zgodnie ze stanem techniki znane są różnego rodzaju urządzenia i sposoby do granulowania materiałów wejściowych lub powlekania rdzeni. Z opisu DE 41 28 258 A1 znany jest sposób równomiernego, zamkniętego powlekania ziaren, jak na przykład ziaren siewnych, za pomocą wirnikowego granulatora zespolonego z suszącym złożem fluidalnym, oraz urządzenia do stosowania tego sposobu. Zgodnie z tym sposobem obiegający w obracającym się wirniku materiał zostaje opryskany rozpuszczonymi lub przeprowadzonymi w stan zawiesiny materiałami powlekającymi poprzez jedną lub wiele dysz, umieszczonych w swobodnej przestrzeni wewnętrznej obudowy, przy czym przez szczelinę pierścieniową między wirnikiem i obudową zostaje doprowadzone gorące powietrze. Urządzenie posiada wirnik, którego boczne ściany są odchylone pod kątem do 45° względem płaszczyzny, a jego zewnętrzny obwód jest wyoblony do góry promieniem o wielkości 10 do 20% jego średnicy, aż do kąta krawędziowego wynoszącego 45°. Powyżej wirnika znajduje się w odwracającym leju obudowy cienkościenna, symetryczna obrotowo pierścieniowa powierzchnia sita lub szczeliny, która na zewnątrz jest otoczona kanałem powietrznym.

Opis DE 4411058 C2 przedstawia urządzenie do powlekania materiału ziarnistego, zwłaszcza do powlekania materiału siewnego chemikaliami, takimi jak na przykład środki zaprawiające. Urządzenie posiada stożkowo rozszerzającą się ku górze boczną ścianę wysokoobrotowego cylindra mieszającego, który obraca się wokół osi pionowej. Płynne chemikalia zostają rozpylone na materiał ziarnisty, znajdujący się w cylindrze mieszającym za pomocą urządzenia rozpylającego. Dla lepszego wymieszania materiału ziarnistego w komorze mieszającej, na pierścieniu odprowadzającym powyżej cylindra mieszającego są umieszczone wygięte skrzydła odprowadzające, które odwracają materiał i kierują go z powrotem w dół do stożkowego cylindra mieszającego.

Rozwiązania znane ze stanu techniki posiadają niejednokrotnie stosunkowo małą wydajność produkcyjną lub są ograniczone tylko do nakładania powłok. Na przykład skrzydła odprowadzające wchodzą w powlekany materiał w którym produkty miękkie lub ich powłoki, przykładowo w postaci pastowatej warstwy powłokowej, zostają zniszczone, albo odbite tworzywa powłokowe mogą tworzyć oddzielny granulat bez rdzenia. Tego rodzaju granulat jest wtedy niekorzystny lub wręcz szkodliwy, jeżeli rdzeń spełnia określoną funkcję, na przykład jest ziarnem siewnym. Podczas wysiewu powstaje niewłaściwe rozłożenie ziaren z odpowiednią stratą żniwną.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do wytwarzania sypkiego produktu, zwłaszcza sypkiego produktu z miękką strukturą lub powłoką w rodzaju podanym na wstępie, które to urządzenie przy stosunkowo niewielkim nakładzie technicznym gwarantuje wysoką jakość i zdolność produkcyjną.

Powyższy cel został osiągnięty według niniejszego wynalazku, dzięki rozwiązaniu konstrukcyjnemu urządzenia do wytwarzania produktu sypkiego, a zwłaszcza produktu sypkiego z naniesioną powłoką, mającego komorę wirnikową, w której na pionowej osi jest umieszczony wirnik z centryczną, poziomą powierzchnią podstawy i z odchodzącym od niej do góry stożkowym płaszczem, którego co najmniej jedna trzecia wysokości jest nachylona względem osi obrotu, na zewnątrz, ku górze pod kątem 10° do 80°, a powyżej komory wirowej są umieszczone doprowadzenia materiałów oraz łopatki kierownicze ruchu obiegowego materiałów wejściowych lub produktu, które charakteryzuje się tym, że łopatki kierownicze są zamocowane do wewnętrznej ściany komory wirnikowej powyżej płaszczyzny górnego obrzeża wirnika i w przekroju względem osi wirnika, mają zasadniczo kształt segmentu koła lub spirali, których zewnętrzne końce w kierunku obrotu wirnika wystają z okręgu wewnętrznej ściany komory wirnikowej, przy czym styczne wewnętrznej ściany i łopatek kierowniczych mają w punkcie zetknięcia zasadniczo takie same nachylenie, a ich wewnętrzne końce są umieszczone w środkowej części promienia wirnika w kierunku staczania się obiegającego produktu po wewnętrznej stronie łopatek kierowniczych i opadania z powrotem do wirnika.

Poszczególne łopatki kierownicze korzystnie stanowią elementy wieloczęściowe mające mechanizm nastawczy zmiany położenia poszczególnych elementów oraz postaci segmentów okręgu lub spirali. Pionowe powierzchnie łopatek kierowniczych korzystnie są co najmniej częściowo nachylone. Stożkowy płaszcz korzystnie posiada co najmniej częściowo otwory lub sita dla doprowadzenia gazu suszącego.

PL 192 945 B1

Stożkowy płaszcz i/lub wirnik, korzystnie jest zamocowany rozłącznie.

W komorze wirnikowej, doprowadzenia materiałów wejściowych sypkiego produktu, korzystnie są umieszczone powyżej wirnika, a co najmniej jedno doprowadzenie stanowi zasilenie materiałem wejściowym i/lub co najmniej drugie doprowadzenie stanowi zasilenie środkiem wiążącym.

Doprowadzenia dla proszkowego materiału wejściowego i/lub środka wiążącego są ukształtowane w taki sposób, że materiały te korzystnie są wprowadzane płasko do komory wirnikowej.

Wirnik i komora wirnikowa tworzą wzajemnie szczelinę pierścieniową, przy czym wirnik korzystnie jest umieszczony osiowo przesuwnie w komorze wirnikowej tak, że w obszarze górnego obrzeża wirnika w komorze wirnikowej, stożek jest umieszczony przesuwnie pionowo w kierunku zmiany szerokości przelotowej szczeliny.

W jednej lub wielu łopatkach kierowniczych w pobliżu ściany komory wirnikowej, korzystnie jest umieszczony zamykany otwór odprowadzający, do rozładunku produktu na zewnątrz komory wirnikowej w pozycji jego otwarcia i przy obracającym się wirniku.

W wewnętrznej przestrzeni wirnika korzystnie jest umieszczona ruchoma, wychodząca od góry rura ssąca, stanowiąca element odsysający gotowy produkt z komory wirnikowej.

Jako materiały wejściowe według wynalazku należy zasadniczo rozumieć wszystkie materiały, doprowadzone do urządzenia. Mogą to być materiały proszkowe, z których zwłaszcza przy współdziałaniu z ze środkiem wiążącym i przy zastosowaniu urządzenia według wynalazku, zostają wytworzone rdzenie wzgl. ziarna bazowe w postaci granulatu. Przy zastosowaniu urządzenia według wynalazku, na tych bazowych ziarnach lub dowolnych innych rdzeniach, może być utworzona warstwa powłokowa z jednakowych lub różnych materiałów wejściowych.

Jako „inne” rdzenie wzgl. ziarna, mogą być powleczone na przykład granulaty, grudki, ziarna, ziarna siewne, tabletki, pigułki lub podobne. Przy tym rdzenie mogą być jednorodne lub też mogą być aglomeratem albo mogą to być rdzenie wzgl. pestki, które już uprzednio zostały powleczone jedną lub wieloma warstwami.

Powłoka jest warstwą, która może być nałożona na rdzeń lub z niego usunięta, tak że rdzeń wzgl. pestka zostaje w dalekim stopniu równomiernie otoczona.

Powłoka może być wykonana z tworzywa, cieczy lub zawiesiny, lub też z mieszaniny wielu tworzyw, na przykład ze zgniatania (efekt kuli śnieżnej) proszkowego materiału wejściowego i płynnego środka wiążącego. Proszkowy materiał wejściowy może być materiałem jednorodnym lub mieszaniną wielu materiałów. W wielu przypadkach stosuje się tworzywo neutralne, które służy jedynie do tego, aby przy zgniataniu z płynnym środkiem wiążącym otoczyć rdzeń i przy tym nadać produktowi jak najbardziej równomierną postać o jednakowych wymiarach. Proszkowy materiał wejściowy jak również środek wiążący mogą także zawierać określone składniki aktywne dla określonego celu.

W celu dalszego przedstawienia wynalazku rdzenie bazowe tak jak „inne” samodzielne rdzenie wzgl. pestki zostaną poniżej ogólnie oznaczone jako rdzenie, a jako tworzywa wejściowe należy rozumieć materiały wejściowe, które zostają wprowadzone w celu utworzenia rdzeni bazowych lub do nanoszenia warstwy powłokowej na rdzenie wzgl. pestki, znajdujące się w urządzeniu.

Istota wynalazku polega na tym, że tworzywa wejściowe, zwłaszcza rdzenie jak również na koniec sam gotowy sypki produkt zostają wprawione za pomocą wirnika w specyficzny ruch obiegowy.

Za pomocą wirnika tworzywa wejściowe wzgl. rdzenie zostają wprawione w ruch o kierunku promieniowo-stycznym, który w zewnętrznym obszarze wirnika i w pobliżu ściany komory wirnikowej zostaje zmieniony na kierunek pionowo-styczny.

Następnie rdzenie opuszczają czynny obszar wirnika z energią kinetyczną, która wystarcza, aby rdzenie wzgl. pestki obtaczały się wzdłuż zamocowanych do komory wirnikowej łopatek kierowniczych w których zmieniają w sposób wymuszony kierunek ruchu odpowiednio do kształtu łopatek kierowniczych, po czym zostają zasadniczo odwrócone i opadają z powrotem do wirnika.

Promieniowo-styczny kierunek ruchu rdzeni przebiega ku górze co najmniej w promieniowej zewnętrznej jednej trzeciej części wirnika pod kątem od 10° do 80° względem osi wirnika, tak że rdzenie przy ścianie komory wirnikowej, posiadające energię kinetyczną, opuszczają wirnik pionowostycznie do góry. Praktycznie korzystne nachylenie zostaje każdorazowo określone zależnie od masy rdzeni wzgl. sypkiego produktu w powiązaniu ze średnicą wirnika i jego liczbą obrotów.

Rdzenie zostają wprawione w zasadzie bez uderzeń w specyficznie intensywny ruch obiegający, w którym rdzenie a zwłaszcza narastające na tych rdzeniach warstwy powłokowe nie są narażone na żadne szkodliwe naciski i uderzenia.

PL 192 945 B1

Jak już wspomniano, łopatki kierownicze są zamocowane powyżej płaszczyzny górnego obrzeża wirnika do wewnętrznej ściany komory wirnikowej. W przekroju względem osi wirnika posiadają one zasadniczo kształt segmentu koła lub spirali. Zewnętrzne końce segmentów wystają w kierunku obrotu wirnika z okręgu wewnętrznej ściany komory wirnikowej, przy czym styczne wewnętrznej ściany i łopatek kierowniczych posiadają w punkcie zetknięcia zasadniczo takie same nachylenie. Wewnętrzne końce segmentów znajdują się mniej więcej w środkowej części promienia wirnika.

W wyniku tego specyficznego ukształtowania obiegający produkt, zwłaszcza z miękkimi warstwami powłokowymi, może w dużym stopniu i bez uderzeń pod wpływem energii kinetycznej obtaczać się na wirniku, opuścić ten wirnik, stoczyć się po wewnętrznej stronie łopatek kierowniczych aż do opadnięcia z powrotem do wirnika.

Rdzenie nie trafiają w szczególności na elementy konstrukcyjne z krawędziami, lub na przykład na przeszkody, jak to ma miejsce w rozwiązaniach, znanych ze stanu techniki.

Rdzenie wzgl. pestki obtaczają się intensywnie i równomiernie na łopatkach kierowniczych, tak że mają one ze wszystkich stron jednakowe obciążenia naciskowe i tym samym tworzy się równomierna powłoka.

Przy grubszych warstwach powłokowych może okazać się korzystnym, zależnie od zdolności obtaczania się rdzeni lub pestek, aby specyficznie zmieniać kształt łopatek kierowniczych, dzięki czemu rdzenie odpowiednio do ich masy i wielkości zostaną wprowadzone w korzystny ruch obiegający. Na przykład pionowe powierzchnie łopatek kierowniczych mogą być pochylone co najmniej częściowo pionowo.

Kształt kołowych wzgl. spiralnych segmentów łopatek kierowniczych może być zmieniany za pomocą urządzenia nastawczego. Do tego celu łopatki kierownicze mogą być wykonane z wielu części. W przypadku przestawienia poszczególne lub wszystkie elementy łopatek kierowniczych zostają wtedy przestawione wzajemnie w ten sposób, że zostaje utworzony wspólny kształt segmentów kołowych lub spiralnych.

Za pomocą tego rodzaju urządzenia przy zmianie masy, ruch obiegający powleczonych rdzeni wzgl. produktów może zostać bardzo korzystnie zoptymalizowany.

Na początku wytwarzania rdzeni bazowych lub ich powlekania poszczególne elementy materiałów wejściowych mają zasadniczo mniejszą masę, niż na końcu wytwarzania sypkiego produktu. Tym samym zmieniają się także specyficzne warunki ruchu obiegowego. W wyniku zmiany geometrii łopatek kierowniczych mogą one także w powiązaniu z liczbą obrotów wirnika wpływać bardzo korzystnie na optymalny ruch obiegający. Wykonane w ten sposób urządzenie może być także zastosowane jako uniwersalna instalacja korzystnie do wytwarzania według wyboru bardzo różnych produktów sypkich.

Doprowadzanie różnego rodzaju tworzyw wejściowych, na przykład proszkowego materiału wejściowego i/lub płynnego środka wiążącego, następuje w określonym miejscu na rdzenie znajdujące się w ruchu obiegowym. Tworzywa wejściowe są tak dozowane, że bezpośrednio po ich wprowadzeniu tworzą one warstwę powłokową na rdzeniach. Płynny środek wiążący nawilża rdzenie wzgl. powierzchnie rdzeni częściowo powleczonych i wtedy proszkowe tworzywo wejściowe przywiera do tych wilgotnych powierzchni. Dzięki temu zostaje zabezpieczone, że bez rdzenia nie mogą się tworzyć żadne aglomeraty tworzyw wejściowych warstwy powłokowej.

Jeżeli w pierwszej fazie mają być wytwarzane generalnie rdzenie bazowe, sposób prowadzenia procesu jest zależny od własności materiału wejściowego. Jest możliwe, że materiał wejściowy może zostać przez sam ruch obiegający doprowadzony do postaci granulatu lub pigułek. Z reguły jednak do proszku zostaje dodana niewielka ilość środka wiążącego, na przykład wody, dzięki czemu wokół kropli środka wiążącego tworzą się rdzenie bazowe. Następnie może być naniesiony wtedy na rdzenie bazowe dalszy materiał wejściowy w rodzaju powłoki.

Jeżeli w wyniku procesu technicznego jest korzystne, aby sypki produkt podczas i/lub po powleczeniu wysuszyć, to w stożkowym płaszczu mogą być umieszczone co najmniej częściowo płaskie przeloty gazu w postaci otworów lub sit. Przez odpowiednie urządzenia doprowadzające może być od dołu wprowadzony gaz suszący.

Tym samym rdzenie zostają bardzo skutecznie skontaktowane z przepływającym gazem suszącym, praktycznie w każdym miejscu. Rodzaj i prędkość przepływu gazu suszącego jak również jego temperatura są odpowiednio ustalane dla każdego produktu.

Zasadniczo urządzenie według wynalazku jest zaprojektowane jako instalacja wsadowa, ponieważ wytwarzanie produktu sypkiego wymaga określonego czasu wykonywania specyficznego ruchu obiegowego. Jest jednak również możliwe stosowanie urządzenia jako instalacji przelotowej

PL 192 945 B1 o ruchu przerywanym. Oznacza to, że tworzywa wejściowe wzgl. rdzenie i materiały wejściowe do utworzenia na nich warstwy powłokowej zostają doprowadzane okresowo do komory wirnikowej i po odpowiednim czasie trwania procesu znowu z niej odprowadzone.

Dla odprowadzenia produktu z urządzenia, w ścianie komory wirnikowej, a w szczególności wewnątrz jednej łopatki, znajduje się co najmniej jedna klapa po otwarciu której i przy obracającym się wirniku w wyniku działania sił odśrodkowych produkty z komory wirnikowej odprowadzane są na zewnątrz.

Jest na przykład również możliwe rozwiązanie w którym gotowy produkt zostaje odsysany za pomocą rury ssącej, włożonej od góry do komory wirnikowej.

Zaleta rozwiązania według wynalazku polega przede wszystkim na tym, że w łatwy i oszczędny sposób produkty sypkie najróżniejszego rodzaju mogą być wytwarzane jako niesuszone lub suszone.

Produkcja sypkich produktów, to jest zarówno prostych granulatów jak i mających skomplikowane i miękkie warstwy powłokowe w urządzeniu według wynalazku, prowadzi do otrzymania produktu o nadzwyczajnej równomierności zewnętrznego kształtu. W zależności od kształtu rdzenia i wybranej grubości warstwy powłokowej, produkty mają postać kulistą lub odbiegającą od niej. Jeżeli na przykład zostają powleczone rdzenie podłużne, wtedy produkt będzie tylko kulisty, o ile zostanie na niego naniesiona stosunkowo gruba warstwa. Jeżeli nie jest to pożądane, wtedy przy mniejszej grubości warstwy powłokowej także produkt będzie jeszcze posiadał kształt wzdłużny.

Szczególną zaletą jest to, że wszelkie wyższe obciążenia uderzeniowe lub naciskowe na cząstki produktu zostają wyeliminowane w urządzeniu według wynalazku. Dzięki temu przy częściowo powleczonych rdzeniach nie dochodzi także do często bardzo szkodliwego odbijania materiału pokrywającego.

Przedmiot wynalazku jest poniżej opisany dokładniej w oparciu o przykłady wykonania pokazane na załączonym rysunku na którym fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku w przekroju w ujęciu schematycznym, a fig. 2 - przekrój poziomy powyżej łopatek kierowniczych według fig. 1.

Przykład l

W przykładzie tym pokryte zostają warstwą powłokową na przykład ziarna siewne o stosunkowo różnej wielkości i różnym kształcie. Ziarna siewne, w niniejszym przykładzie wykonania nazwane pestkami, mogą w ekwiwalentny sposób stanowić także materiały dla przemysłu chemicznego, przemysłu środków żywnościowych i paszowych, techniki agrarnej, farmacji lub innych gałęzi przemysłu.

Wymagania odnośnie powlekania zostają zasadniczo określone stąd, że powleczone ziarna jako produkt powinno być następnie osobno transportowane, obrabiane lub pakowane. Problem polega na tym, że w nowoczesnym przemyśle są do tego celu stosowane maszyny o wysokiej wydajności, pracujące z dużą prędkością, co z kolei wymaga dużej równomierności przerabianych lub transportowanych produktów.

Aby pakowarki mogły spełnić to zadanie, wszystkie poszczególne elementy produktu muszą posiadać jednakową przestrzennie geometrię zewnętrzną, w przeciwnym bowiem razie może się wydarzyć, że ziarno lub pestka z warstwą powłokową może się zakleszczyć w maszynie i spowodować zakłócenia.

Figura 1 pokazuje urządzenie według wynalazku w przekroju. Urządzenie to ma komorę wirnikową 1z dolną obudową 2, w której jest umieszczony centrycznie na pionowej osi 3 wirnik 4, wykonany częściowo w postaci stożka.

Środkowa część wirnika 4 jest zakryta centryczną tuleją wirnikową 23. Przylegający promieniowo odcinek 24 jest umieszczony poziomo. Mniej więcej w połowie wirnika umieszczony jest stożkowy płaszcz 22, nachylony pod kątem 50° do osi 3 wirnika.

Górne obrzeże 5 wirnika 4 sięga szczelnie aż do wewnętrznej ścianki 6 dolnej obudowy 2, tak że zostaje utworzona pierścieniowa szczelina. W przykładzie wykonania wynalazku wirnik 4 jest przestawny wysokościowo, a na ścianie 6 jest umieszczony, współosiowo do osi 3, krótki stożek 27. Tak więc jest możliwa zmiana szczeliny pierścieniowej a tym samym szerokości przepływu gazu suszącego pomiędzy wirnikiem 4 i ścianą 6. Poniżej wirnika 4 w dolnej obudowie 2 są umieszczone dwa wloty gazowe 8, przez które może być wpuszczony gaz lub specyficzny gaz osuszający. Napędzający silnik elektryczny 7 wirnika 4 znajduje się poniżej dolnej obudowy 2.

Górne obrzeże 5 wirnika 4 i górna krawędź dolnej obudowy 2 są umieszczone zasadniczo w płaszczyźnie 9. Powyżej tej płaszczyzny 9 jest umieszczony pierścień 10 łopatek kierowniczych, jak to zostało pokazane w widoku z góry na fig. 2 (przekrój powyżej łopatek kierowniczych 11 według fig. 1). Dla lepszej przejrzystości zaznaczone są na fig. 1 tylko dwie łopatki kierownicze 11.

PL 192 945 B1

Powyżej pierścienia 10 łopatek kierowniczych znajduje się górna obudowa 12, która zamyka od góry komorę wirnikową 1. W górnej obudowie 12 znajduje się otwór doprowadzający 13 dla nanoszonych ziaren, doprowadzenie 14 dla suchego materiału wejściowego oraz centryczne doprowadzenie 15 dla ciekłego środka wiążącego.

W przykładzie wykonania zgodnie z fig. 2, przy pierścieniu 10 o średnicy około 1500 mm, umieszczonych jest sześć łopatek kierowniczych 11. Te łopatki kierownicze 11 mają mniej więcej wysokość pierścienia 10, przy czym zewnętrzne krawędzie 17 są zamocowane bezstopniowo i bez krawędzi do wewnętrznej ścianki 16 pierścienia 10 łopatek kierowniczych, to znaczy w praktycznym wykonaniu są zaspawane i oszlifowane.

Łopatki kierownicze 11 mają w przykładzie wykonania kształt segmentu spirali, przy czym zewnętrzne krawędzie 17 są oddalone od środka a wewnętrzne krawędzie 18 są zbliżone do środka segmentu spirali. Zewnętrzne zakończenia łopatek kierowniczych 11 w kierunku obrotu wirnika 4 wychodzą z okręgu wewnętrznej ściany 6 komory wirnikowej 1 w ten sposób, że styczne wewnętrznej ściany 6 i łopatek kierowniczych 11w punkcie styku posiadają w zasadzie takie same nachylenie.

Wewnętrzne końce łopatek kierowniczych 11 i krawędzie 18 znajdują się mniej więcej w środkowej części promienia wirnika.

Okazało się korzystne, jeśli środek łopatek kierowniczych 11 jest umieszczony nieco ukośnie względem pionowej linii 19 w taki sposób, że dolna krawędź 20 łopatek kierowniczych 11 jest w kierunku obrotu wirnika 4 dalej ukształtowana, aniżeli górna krawędź 21.

W celu odprowadzenia gotowego produktu z komory wirnikowej 1, w jednej łopatce kierowniczej 11 znajduje się otwór wyprowadzający, który podczas procesu zasilania i końcowego suszenia zostaje zamknięty za pomocą klapy 25. Klapa 25 może być obrócona wokół punktu obrotu 26, przez co otwór wyprowadzający zostaje otwarty.

Urządzenie to zostanie poniżej opisane dokładniej w opisie sposobu wytwarzania produktu sypkiego według wynalazku.

Jak już wspomniano, ziarna nasienne (pestki) powinny być równomiernie rozprowadzone jako warstwa powłokowa wzgl. otoczkowa, tak aby produkt sypki był wytwarzany w jednolitej przestrzennie zewnętrznej postaci. Warstwa powłokowa zostaje utworzona z proszkowego materiału wejściowego i płynnego środka wiążącego.

Doprowadzenie ziaren do komory wirnikowej 1 następuje w przykładzie wykonania wynalazku w postaci wsadów przy obracającym się wirniku 4 poprzez otwór doprowadzający 13. Bezpośrednio po umieszczeniu ziaren w wirniku 4 zostają one wprawione w ruch o kierunku promieniowo-stycznym, a w stożkowym płaszczu 22 w zewnętrznym obszarze wirnika narastająco w ruch pionowo styczny.

Materiały wejściowe do utworzenia warstwy powłokowej zostają następnie powoli i równolegle doprowadzone do pestek poprzez doprowadzenia 14 wzgl. 15 komory wirnikowej 1. Przez doprowadzenie 14 zostaje przy tym wprowadzona w przykładzie wykonania wynalazku sproszkowana celuloza, a przez centralne doprowadzenie 15, płynna celuloza metylowa jako środek wiążący. Doprowadzenie 14 jest wykonane w kształcie łopatki, dzięki czemu sproszkowana celuloza zostaje naniesiona liniowo powyżej wirnika 4 na obiegające ziarna lub pestki.

Centralne doprowadzenie 15 posiada centrycznie obracającą się tarczę odrzutową, która wprowadzoną jako środek wiążący celulozę metylową rozprowadza w kształcie pierścienia kołowego na ziarna. Przez zmianę liczby obrotów tarczy odrzutowej, na przykład sinusoidalną zmianę liczby obrotów, może być praktycznie w sposób istotny zwiększona powierzchnia nanoszenia.

Poniżej wirnika 4 przed wprowadzeniem ziaren zostaje doprowadzony suszący gaz przez obydwa wloty gazu 8, którego zadanie polega zwłaszcza na tym, aby szczelinę pierścieniową między górnym obrzeżem 5 wirnika 4 i wewnętrzną ścianką 6 dolnej obudowy 2 utrzymywać wolną od materiału powłokowego, przez którą to szczelinę przepływa stale strumień powietrza do przestrzeni, znajdującej się nad wirnikiem 4. Następnie tym strumieniem gazu w znany sposób częściowo suszy się produkt.

Stożkowy płaszcz 22 jest wykonany z dziurkowanej blachy i posiada aż do obszarów obrzeża równomierne dziurkowanie z otworami o średnicy 1 mm. W wyniku tego gaz suszący może przepływać dodatkowo w większej ilości przez obiegający produkt do szczeliny pierścieniowej między wirnikiem 4 i wewnętrzną ścianą 6 przez otwory stożkowego płaszcza 22 wirnika 4. W tym przypadku zostaje osiągnięte skuteczne suszenie, na przykład suszenie materiału powłokowego lub końcowe wysuszenie wytworzonego produktu.

PL 192 945 B1

Dzięki centrycznej tulei wirnikowej 23 i promieniowo przylegającemu poziomemu odcinkowi 24 wirnika 4 zagwarantowane jest to, że w każdej pozycji wirnika siła odśrodkowa jest zawsze większa, niż siły adhezyjne względem siebie i względem wirnika 4 materiałów wejściowych wzgl. częściowo powleczonych ziaren lub pestek. Jeżeli nie ma tulei wirnikowej 23, siła rotacyjna w centrum wirnika 4 może mieć teoretycznie wartość zerową i może dojść do zbrylania się częściowo powleczonych pestek.

Liczba obrotów wirnika 4 jest tak dobrana, że ziarna zostają przemieszczone w wyniku energii kinetycznej poprzez górne obrzeże 5 wirnika 4 aż do pierścienia 10 łopatek kierowniczych. Ziarna wzgl. ziarna częściowo powleczone przemieszczają się z czynnego obszaru łopatek kierowniczych 11 i przetaczają się następnie wzdłużnie bez uderzeń i pchnięć do wewnętrznej powierzchni łopatek kierowniczych 11, przy czym pionowo-styczny kierunek przemieszczania się ziaren przy wejściu do czynnego obszaru łopatek kierowniczych 11 zostaje w zasadzie odchylony i jednocześnie skierowany do obszaru centralnego. Po opuszczeniu łopatek kierowniczych 11 ziarna opadają znowu do wirnika 4, udają się ponownie do obszaru działania wirnika 4 i obieg zaczyna się od nowa.

W urządzeniu według wynalazku dochodzi do niezwykle równomiernego, intensywnego obiegania ziaren, które obtaczają się także wzajemnie i dochodzi do utworzenia szczelnej i równomiernej warstwy powłokowej, przy czym wymiary zewnętrzne wszystkich ziaren produktu posiadają taką samą wielkość. W przeciwieństwie do rozwiązań według stanu techniki ziarna w całym procesie obiegania nie stykają się z powierzchniami lub krawędziami elementów konstrukcyjnych i tym samym nie są narażone na potrącenia lub uderzenia.

Ruch ziaren zmienia się bardzo silnie w zależności od tego, czy ziarna obiegają w dolnym obszarze łopatek kierowniczych lub bardziej w obszarze górnym. Podstawowy ruch obiegający pozostaje jednak zawsze taki sam.

W opisanym intensywnym ruchu obiegającym, każde poszczególne ziarno wzgl. ziarno częściowo powleczone obtacza się w urządzeniu tak, że każde poszczególne ziarno wykonuje własny ruch przy którym wszystkie elementy produktu mają takie same wymiary zewnętrzne. Grubsze powłoki na ziarnach zostają ponownie zeszlifowane, a na mniejszych, częściowo powleczonych ziarnach materiał powłokowy zostaje znowu odtworzony.

Po osiągnięciu wymaganych technologicznie parametrów doprowadzanie materiałów wejściowych zostaje zakończone. Proces obiegu jest w wyniku działania gazu osuszającego prowadzony dalej, aż warstwa powłokowa uzyska wymagany stopień osuszenia.

Przykład II

W przykładzie wykonania z cukru-pudru wyprodukowany zostaje granulat w postaci kulek o przeciętnej średnicy 0,5 mm. Granulat cukrowy tego rodzaju jest pożądany w wielu przypadkach w przemyśle farmaceutycznym jako rdzeń do specyficznych preparatów, na który zostają na przykład naniesione płynne materiały aktywne jako warstwa powłokowa.

Do produkcji granulatu cukrowego jest stosowane urządzenie opisane w przykładzie I. W niezwykle prosty sposób cukier-puder zostaje przez doprowadzenie 14 wprowadzony do wirnika 4. Równocześnie lub w niewielkim odstępie czasu obiegający cukier-puder zostaje spryskany drobno rozpyloną wodą przez doprowadzenie 15. Drobne krople wody zostają natychmiast otoczone cukrempudrem i tworzy się rdzeń bazowy. Wielkość rdzeni bazowych może być regulowana liczbą obrotów i geometrią łopatek kierowniczych jak również ilością i wielkością kropel doprowadzanej wody. Określone wstępnie w przykładzie wykonania bazowe rdzenie wzgl. pestki o średnicy 0,5 mm zostają utworzone w bardzo krótkim czasie. W zależności od danych technologicznych zostaje tym samym wytworzony pożądany sypki produkt lub bezpośrednio po tym na rdzeń wzgl. pestkę bazową z granulatu cukrowego zostaje nałożona warstwa powłokowa z określonym materiałem aktywnym.

Urządzenie i sposób mogą, być zmieniane w szerokim zakresie, zwłaszcza warstwa powłokowa może być dopasowana do funkcjonalnych wymogów technologicznych.

Rozwiązanie według wynalazku może być także zastosowane, podobnie jak w przykładzie wykonania, w sposób obejmujący tworzenie wielu różnych warstw jednakowego lub różnego rodzaju. Rodzaj ziaren lub pestek jak również struktury warstwy powłokowej mogą być zmieniane w szerokim zakresie. Na przykład tabletki mogą być pokryte wieloma funkcjonalnymi warstwami powłokowymi dla różnych celów. Jest także możliwe, aby potrzebne ziarna lub pestki wyprodukować najpierw jako granulaty, a następnie pokryć je odpowiednią warstwą. Na koniec produkt może być wysuszony ostatecznie w tym samym urządzeniu.

Claims (10)

1. Urządzenie do wytwarzania produktu sypkiego, zwłaszcza produktu sypkiego z naniesioną powłoką, mające komorą wirnikową, w której na pionowej osi jest umieszczony wirnik z centryczną, poziomą powierzchnią podstawy i z odchodzącym od niej do góry stożkowym płaszczem, którego co najmniej jedna trzecia wysokości jest nachylona względem osi obrotu, na zewnątrz, ku górze pod kątem 10° do 80°, a powyżej komory wirowej są umieszczone doprowadzenia materiałów oraz łopatki kierownicze ruchu obiegowego materiałów wejściowych lub produktu, znamienne tym, że łopatki kierownicze (11) są zamocowane do wewnętrznej ściany (6) komory wirnikowej (1) powyżej płaszczyzny (9) górnego obrzeża (5) wirnika (4) i w przekroju względem osi (3) wirnika, mają zasadniczo kształt segmentu koła lub spirali, których zewnętrzne końce w kierunku obrotu wirnika (4) wystają z okręgu wewnętrznej ściany (6) komory wirnikowej (1), przy czym styczne wewnętrznej ściany (6) i łopatek kierowniczych (11) mają w punkcie zetknięcia zasadniczo takie same nachylenie, a ich wewnętrzne końce są umieszczone w środkowej części promienia wirnika w kierunku staczania się obiegającego produktu po wewnętrznej stronie łopatek kierowniczych (11) i opadania z powrotem do wirnika (4).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że poszczególne łopatki kierownicze (11) stanowią elementy wieloczęściowe mające mechanizm nastawczy zmiany położenia poszczególnych elementów oraz postaci segmentów okręgu lub spirali.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pionowe powierzchnie łopatek kierowniczych (11) są co najmniej częściowo nachylone.

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że stożkowy płaszcz (22) posiada co najmniej częściowo otwory lub sita dla doprowadzenia gazu suszącego.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że stożkowy płaszcz (22) i/lub wirnik (4) jest zamocowany rozłącznie.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w komorze wirnikowej (1), doprowadzenia (14, 15) dla materiałów wejściowych sypkiego produktu są umieszczone powyżej wirnika (4), a co najmniej doprowadzenie (14) stanowi zasilenie materiałem wejściowym i/lub co najmniej doprowadzenie (15) stanowi zasilenie środkiem wiążącym

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że doprowadzenia (14,15) dla proszkowego materiału wejściowego i/lub środka wiążącego są ukształtowane w taki sposób, że materiały są wprowadzane płasko do komory wirnikowej (1).

8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wirnik (4) i komora wirnikowa (1) tworzą wzajemnie szczelinę pierścieniową przy czym wirnik (4) jest umieszczony osiowo przesuwnie w komorze wirnikowej (1), a w obszarze górnego obrzeża (5) wirnika (4) w komorze wirnikowej (1), stożek (27) jest umieszczony przesuwnie pionowo w kierunku zmiany szerokości przelotowej szczeliny.

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w co najmniej jednej łopatce kierowniczej (11), w pobliżu ściany (6) komory wirnikowej (1), jest umieszczony zamykany otwór odprowadzający do rozładunku produktu na zewnątrz komory wirnikowej (1), w pozycji otwarcia i przy obracającym się wirniku (4).

10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że w wewnętrznej przestrzeni wirnika (4) jest umieszczona ruchoma, wychodząca od góry rura ssąca, stanowiąca element odsysający gotowy produkt z komory wirnikowej (1).