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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Pastillen
mit einer Tropfvorrichtung zum Vertropfen eines fließfähigen Mediums
und einem unterhalb der Tropfvorrichtung angeordneten Kühlband,
auf welches die von der Tropfvorrichtung erzeugten Tropfen des fließfähigen Mediums
fallen und sich verfestigen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zum Pastillieren von fließfähigem Medium.
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Bei
bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Pastillen wird eine
Schmelze eines zu pastillierenden Produkts in einen beheizten Innenkörper und ein
mit zahlreichen Bohrungen versehenes trommelförmiges Außenrohr gedrückt, das
sich konzentrisch um den feststehenden Innenkörper dreht und dabei Produkttropfen über die
ganze Breite eines umlaufenden Kühlbandes,
vorzugsweise eines Stahlbandes, ablegt. Gegen die Stahlbandunterseite
wird Wasser gesprüht,
um die während
der Verfestigung der Schmelze und der Kühlung der dann gebildeten Pastillen
freigesetzte Wärme
abzuführen.
Die Pastillen werden dann im Bereich einer Umlenkung des Stahlbandes
mittels eines Abstreifers vom Stahlband abgenommen. Beim Abnehmen
sind die Pastillen so weit ab gekühlt,
dass sie als Schüttgut
gelagert und transportiert werden können.
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Ein
Problem tritt durch Auskristallisieren oder Antrocknen des zu vertropfenden
Mediums im Bereich der Tropfvorrichtung auf. Gerade dann, wenn Tropfvorrichtungen
mit gelochten, sich drehenden Trommeln verwendet werden, führen auskristallisierte
oder angetrocknete Produktreste zu stark abrasiven Wirkungen. Durch
ein solches Auskristallisieren oder Antrocknen wird die Standzeit
der Tropfvorrichtungen und insbesondere der an den Tropfvorrichtungen
verwendeten Dichtungen erheblich herabgesetzt. Auskristallisierte
oder angetrocknete Produktreste, die auf das Kühlband fallen, können darüber hinaus
die Produktqualität
der hergestellten Pastillen erheblich herabsetzen.
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Mit
der Erfindung soll eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von
Pastillen und ein verbessertes Verfahren zum Pastillieren bereitgestellt
werden.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
eine Vorrichtung zum Herstellen von Pastillen mit einer Tropfvorrichtung
zum Vertropfen eines fließfähigen Mediums
und einem unterhalb der Tropfvorrichtung angeordneten Kühlband vorgesehen,
auf welches die von der Tropfvorrichtung erzeugten Tropfen des fließfähigen Mediums
fallen und sich verfestigen, bei der Zuführeinrichtungen für gasförmige und/oder
flüssige
Medien vorgesehen sind, um die Tropfvorrichtung wenigstens abschnittsweise
mit gasförmigen
und/oder flüssigen
Medien zu beaufschlagen, um ein Auskristallisieren und/oder Trocknen
des zu vertropfenden Mediums im Bereich der Tropfvorrichtung zu
verhindern.
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Durch
Beaufschlagen der Tropfvorrichtung mit gasförmigen und/oder flüssigen Medien
kann ein Auskristallisieren und/oder Antrocknen des zu vertropfenden
Mediums verhindert werden. Dadurch wird auch verhin dert, dass sich
stark abrasive Ablagerungen im Bereich der Tropfvorrichtung bilden. Überraschenderweise
hat sich herausgestellt, dass die abschnittsweise Beaufschlagung
der Tropfvorrichtung mit gasförmigen
und/oder flüssigen
Medien der Qualität
der hergestellten Pastillen nicht abträglich, sondern sogar förderlich
ist, wenn darauf geachtet wird, dass nicht die auf das Kühlband fallenden Tropfen
mit gasförmigen
und/oder flüssigen
Medien zusätzlich
beaufschlagt werden, sondern lediglich die Tropfvorrichtung in den
Bereichen, die für
das Entstehen von Produktrückständen durch
Auskristallisieren und/oder Antrocknen gefährdet sind. Beispielsweise kann
die Tropfvorrichtung mit einem gasförmigen und/oder flüssigen Lösungsmittel
des zu vertropfenden Mediums beaufschlagt werden. Das zu vertropfende
Medium kann wenigstens teilweise gelöste, fließfähige Massen enthalten.
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Beispielsweise
können
Kalziumchloridpastillen hergestellt werden. Wasserfreies Kalziumchlorid hat
eine Schmelztemperatur von ca. 770°C, so dass in für industrielle
Anwendungen geeigneten Tropfvorrichtungen keine Kalziumchloridschmelzen
verarbeitet werden können.
Kalziumchlorid löst
sich aber in Wasser, und das dadurch entstehende Hydrat schmilzt
bei wesentlich geringeren Temperaturen von unter 100°C im eigenen
Kristallwasser. Solche Hydrate können
daher mit für
industrielle Anwendungen geeigneten Tropfvorrichtungen verarbeitet
werden. Beispielsweise können
auch Magnesiumchlorid oder Natriumsulfid mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu Pastillen verarbeitet werden.
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Vorteilhafterweise
sind die Zuführeinrichtungen
zum Beaufschlagen der Tropfvorrichtung mit Wasserdampf, insbesondere
Sattdampf, und/oder Wasser vorgesehen. Durch Beaufschlagen der Tropfvorrichtung
wenigstens abschnittsweise mit Sattdampf kann das Auskristallisieren
und/oder Antrocknen des zu vertropfenden Mediums verhindert werden.
in sogenannten Totzonen, in denen sich Produktreste ansammeln, kann
das tropfenweise Aufbringen oder das Versprühen kleinster Wassermengen zweckmäßig sein,
um eventuell entstandene Produktreste wieder anzulösen und
weiter verarbeiten zu können.
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Das
Antrocknen von hygroskopischen Stoffen ist eine Funktion der Temperatur
und darüber
hinaus eine Funktion der Luftfeuchtigkeit in der umgebenden Luft.
Ein Medium, beispielsweise ein Hydrat, gibt Wasser ab und trocknet
an, wenn der Dampfdruck des Mediums größer ist als der Partialdruck des
Wasserdampfes in der Luft. Bei steigender Temperatur steigt der
Dampfdruck eines Hydrats. Eine Erhöhung des Partialdruckes des
Wasserdampfes in der die Tropfvorrichtung umgebenden Luft kann nun ein
Antrocknen des Mediums verhindern und beispielsweise durch Schaffen
einer die Tropfvorrichtung umgebenden Atmosphäre mit hohem Wasserdampfpartialdruck
erreicht werden. Es muss dabei allerdings darauf geachtet werden,
dass die von der Tropfvorrichtung auf das Kühlband fallenden Produkttropfen
nicht angefeuchtet werden, da dies sonst die letztendlich sich ergebende
Pastillenqualität
negativ beeinflussen würde.
Bei der Beaufschlagung der Tropfvorrichtung beispielsweise mit Sattdampf und/oder
Wasser muss somit darauf geachtet werden, dass die auf dem Kühlband abgelegten
Produkttropfen nicht zusätzlich
angefeuchtet werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist die Tropfvorrichtung eine gelochte,
rotierende Trommel und eine Einspeiseeinrichtung für zu vertropfendes Medium
im Innenraum der Trommel auf, deren Austrittsöffnung am unteren Umfang der
Trommel zur Deckung mit deren Lochungen kommt, wobei die Zuführeinrichtungen
die rotierende Trommel wenigstens über einen Teil ihres Außenumfanges
mit den gasförmig
und/oder flüssigen
Medien beaufschlagen, um ein Auskristallisieren und/oder Antrocknen
des zu vertropfenden Mediums an der Trommel zu verhindern.
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Nach
dem Austreten von Tropfen durch die Öffnungen der rotierenden Trommel
bleiben in den Öffnungen
Produktreste zurück.
Bis diese in den Öffnungen
befindlichen Produktreste wieder unterhalb der Austrittsöffnung der
Einspeiseeinrichtung zu liegen kommen und dann in Form neuer Tropfen
auf das Kühlband
abgelegt werden, verbleiben diese Produktreste für fast eine vollständige Umdrehung der
Trommel in deren Öffnungen.
Während
dieses zurückgelegten
Weges kann es bei konventionellen Pastilliervorrichtungen zum Antrocknen
und/oder Auskristallisieren des Produktes kommen. Durch Beaufschlagen
des Außenumfangs
der rotierenden Trommel, beispielsweise mit Sattdampf, kann ein
solches Antrocknen und/oder Auskristallisieren verhindert werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist eine die Trommel abschnittsweise
umgebende Haube vorgesehen, wobei die Zuführeinrichtungen in einen Innenraum
zwischen Haube und Trommel münden.
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Durch
Vorsehen einer Haube kann die Trommel mit einer Atmosphäre umgeben
werden, die das Antrocknen und/oder Auskristallisieren des zu vertropfenden
Mediums verhindert oder zumindest verringert. Durch Vorsehen der
Haube kann zum einen erreicht werden, dass der Verbrauch an gasförmigen und/oder
flüssigem
Medium gering bleibt und es kann vor allem verhindert werden, dass
das gasförmige und/oder
flüssige
Medium mit den erzeugten Produkttropfen in Berührung kommt und deren Produktqualität verschlechtert.
Die Haube ist soweit möglich gegen
Gasverluste abgedichtet.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist ein sogenannter Einweiser vorgesehen,
um fließfähiges Medium
in die Löcher
der Trommel zurückzudrücken, wobei
die Haube den Einweiser mit abdeckt.
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Die
nach dem Passieren der Austrittsöffnung in
den Öffnungen
der Trommel zurückbleibenden Produktreste
können
beispielsweise durch Zentrifugalkräfte auf den Außenumfang
der Trommel gelangen und müssen
vor dem erneuten Passieren der Austrittsöffnung wieder in die Öffnungen
der Trommel zurückgedrückt werden.
Dies geschieht mit Hilfe eines sogenannten Einweisers, der nach
Art einer am Außenumfang
der Trommel anliegenden Dichtung dafür sorgt, dass keine Produktreste
auf dem Außenumfang
der Trommel vorhanden sind, wenn die Austrittsöffnung erneut passiert wird.
Im Bereich dieses Einweisers führen
angetrocknete oder auskristallisierte Produktreste aber zu einer
schnellen Beschädigung
der verwendeten Dichtungen, da eine stark abrasive Wirkung von solchen
festen Produktresten vorliegt. Indem die Haube diesen Einweiser
mit abdeckt, wird auch im Bereich des Einweisers eine Atmosphäre geschaffen,
die das Antrocknen und/oder Auskristallisieren von Produktresten
verringern oder verhindern kann. Zweckmäßigerweise sind Zuführeinrichtungen
speziell von in axialer Richtung der Trommel vorderen und hinteren
Randabschnitten des Einweisers vorgesehen. Gerade an solchen Randabschnitten
des Einweisers sammeln sich während
des Betriebs Produktreste an und es kann vorteilhaft sein, diese
Randbereiche des Einweisers tropfenweise oder mit einem sehr feinen
Sprühstrahl von
flüssigem
Medium, beispielsweise Wasser, zu beaufschlagen, um eventuell bereits
angetrocknete Produktreste wieder zu lösen.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind Zuführeinrichtungen in Randbereichen
der Trommel angeordnet, die an einen gelochten Teil der Trommel
angrenzen. Neben den Randabschnitten des Einweisers kann es erforderlich
sein, den Außenumfang
der Trommel selbst in Randbereichen außerhalb des gelochten Teils
der Trommel tropfenweise beispielsweise mit Wasser zu beaufschlagen,
um das Antrocknen von Produktresten zu verhindern oder bereits angetrocknete
Produktreste wieder zu lösen.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist die Haube eine Wärmeisolierung
auf und vorteilhafterweise sind Heizeinrichtungen zum Beheizen von
der Trommel zugewandten Innenflächen
der Haube vorgesehen.
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Eine
Dampfatmosphäre
im Inneren der Haube wird zum einen durch die eigene Wärmeenergie und
darüber
hinaus durch die Wärmeenergie
des zu pastillierenden Mediums auf Temperatur gehalten. Um eine
Kondensation des Dampfes an kälteren
Innenflächen
der Haube zu vermeiden, was wiederum zu einer Beeinträchtigung
der Pastillenqualität
führen könnte, wenn
Kondensattropfen auf das Kühlband gelangen,
ist die Haube zum einen wärmeisoliert
und gegebenenfalls zusätzlich
noch beheizt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die Haube in ihrem oberen, vom Kühlband entfernt
liegenden Bereich mit wenigstens einer Abluftöffnung versehen. Zweckmäßigerweise
ist die Abluftöffnung
am obersten Punkt des Innenraums der Haube angeordnet.
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Durch
eine Abluftöffnung
kann eine Dampfströmung
durch das Innere der Haube erzielt werden und auch von den bereits
auf das Kühlband
abgelegten Pastillen aufsteigende feuchte Luft kann abgeführt werden.
Die zugeführte
Dampfmenge und die Menge der Abluft sind dabei so eingestellt, dass
gerade genug Sattdampf eingespeist wird, um das Antrocknen von Produktresten
zu verhindern, das aber auf der anderen Seite sich kein wesentlich
erhöhter Energieverbrauch
ergibt. Durch Anordnung der Abluftöffnung am obersten Punkt des
Innenraums der Haube ergibt sich eine gute Kaminwirkung, so dass eine
stabile Strömung
innerhalb der Haube aufrechterhalten werden kann. Die Haube ist
gegen das Kühlband
und die Tropfvorrichtung weitgehend gegen Austritt der gasförmigen Medien,
beispielsweise Sattdampf, abgedichtet. Im Bereich des Kühlbands
kann eine solche Abdichtung nicht 100%ig sein, da ja die auf dem
Kühlband
liegenden Pastillen unter einer solchen Abdichtung hindurch transportiert
werden müssen.
Eine Dichtung der Haube kann aber beispielsweise lappenartig auf
dem Kühlband
in Bereichen aufliegen, in denen keine Pastillen transportiert werden.
In ähnlicher
Weise kann die Haube gegen die Tropfvorrichtung abgedichtet sein
und bei spielsweise mittels einer Dichtung gegen die rotierende Trommel oder
deren Lagerböcke
abgedichtet sein.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist am unteren, dem Kühlband zugewandten
Umfangsbereich der Trommel und in Drehrichtung der Trommel stromaufwärts der
Austrittsöffnung
ein Einweiser vorgesehen, um fließförmiges Medium in die Löcher der Trommel
zurückzudrücken, und
wenigstens im Bereich des Einweisers sind konzentrisch zur Trommel angeordnete
Abdeckeinrichtungen vorgesehen und die Zuführeinrichtungen für gasförmiges Medium münden wenigstens
teilweise stromaufwärts
des Einweisers in einen Spalt zwischen Abdeckeinrichtung und Trommel.
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Durch
eine solche Wahl des Einspeiseortes für gasförmiges Medium, beispielsweise
Sattdampf, kann zum einen der sogenannte Einweiser und zum anderen
der in Drehrichtung stromaufwärts
des Einweisers liegende Umfangsabschnitt der Trommel mit gasförmigem Medium,
beispielsweise Sattdampf, beaufschlagt werden, um in diesem Bereich
das Antrocknen oder Auskristallisieren von Produktresten zu verhindern.
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In
Weiterbildung der Erfindung erstrecken sich die Abdeckeinrichtungen
ausgehend vom Einweiser und entgegen der Drehrichtung der Trommel etwa über den
halben Umfang der Trommel.
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Auf
diese Weise kann die Strömung
des gasförmigen
Mediums sich etwa über
den halben Umfang der Trommel erstrecken. Es hat sich gezeigt, dass
das Etablieren einer Gasströmung
entlang dem halben Umfang der Trommel ausreicht, um das Antrocknen
von Produktresten zuverlässig
zu verhindern. Dieser halbe Umfang erstreckt sich vorteilhafterweise
vom Einweiser aus gesehen stromaufwärts. Ausgehend von der Ausflussöffnung,
also der Stelle, an der Produkttropfen auf das Kühlband abgelegt werden, legt
der Umfang der Trommel dann annähernd eine
halbe Umdrehung zurück,
um dann in die Sattdampfatmosphäre
einzutauchen. Erst kurz vor der Ausflussöffnung an der Position des
Einweisers verlässt
der Umfang der Trommel dann wieder die Sattdampfatmosphäre.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist eine Breite des Spalts zwischen
Abdeckeinrichtung und Trommel im wesentlichen konstant.
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Auf
diese Weise lässt
sich eine annähernd konstante
Strömungsgeschwindigkeit
des gasförmigen
Mediums entlang eines Abschnitts des Umfangs der Trommel erreichen.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist eine Abnahmeeinrichtung für die verfestigten
Tropfen ein parallel zum Kühlband
oszillierendes Abnahmemesser auf.
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Mittels
eines solchen oszillierenden Abnahmemessers können die verfestigten Pastillen
schonend für
das Kühlband
und die Pastillen selbst von dem Kühlband abgenommen werden. Da
zweckmäßigerweise
als Kühlband
ein Stahlband verwendet wird, ist der Verschleiß am Kühlband selbst gering.
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Das
der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Verfahren
zum Pastillieren von fließfähigem Medium
gelöst,
bei dem folgende Schritte vorgesehen sind: Vertropfen des Mediums mit
einer Tropfvorrichtung auf ein Kühlband,
Kühlen der
Tropfen und dadurch Verfestigen auf dem Kühlband und Beaufschlagen der
Tropfvorrichtung wenigstens teilweise mit flüssigen und/oder gasförmigen Medien,
um ein Auskristallisieren und/oder Trocknen des fließfähigen Mediums
im Bereich der Tropfvorrichtung zu verhindern.
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Bei
der Pastillierung von hygroskopischen Medien und insbesondere Salzschmelzen
und Hydraten kann das Beaufschlagen der Tropfvorrichtung mit flüssigem oder
gasförmigem
Medium verhindern, dass Produktreste antrocknen oder auskristallisieren, dann
durch stark abrasive Effekte die Standzeit der Tropfvorrichtung
erheblich herabsetzen und die Produktqualität, also die Qualität der hergestellten
Pastillen, wesentlich verschlechtern.
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Die
Tropfvorrichtung kann mit flüssigem und/oder
gasförmigem
Lösungsmittel
des fließfähigen Mediums
beaufschlagt werden. Vorteilhafterweise wird die Tropfvorrichtung
mit Wasserdampf, insbesondere Saftdampf, und/oder Wasser beaufschlagt. Wasser
steht in der Regel in ausreichender Menge zur Verfügung und,
da erfindungsgemäß die Menge an
Sattdampf und Wasser so gering gewählt wird, dass jedenfalls keine
flüssigen
Wasserreste zurückbleiben,
muss auch kein separater Entsorgungskreislauf eingerichtet werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist die Tropfvorrichtung eine gelochte
rotierende Trommel auf und es wird eine Strömung gasförmigen Mediums entlang wenigstens
einem Abschnitt eines Außenumfangs
der Trommel entgegen einer Drehrichtung der Trommel erzeugt. Zusätzlich kann
der Außenumfang der
Trommel in Bereichen, die an die gelochten Bereiche angrenzen, betropft
oder besprüht
werden. Dadurch lässt
sich in solchen kritischen Totzonen das Antrocknen von Produktresten
verhindern. Beispielsweise kann ein stromaufwärts der Austrittsöffnung vorgesehener
Einweiser speziell in Bereichen betropft oder besprüht werden,
die an die in Kontakt mit den Lochungen der Trommel stehenden Abschnitte angrenzen.
Auch beim Einweiser ist es vorteilhaft, die Totzonen zu betropfen
oder zu besprühen,
um das Antrocknen von Produktresten zu verhindern.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das Geblasen von auf dem Kühlband liegenden
Tropfen des fließfähigen Mediums
mit trockener Luft kurz nach dem Auftreffen auf dem Kühlband und
vor der Verfestigung der Tropfen vorgesehen.
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Auf
das Kühlband
aufgebrachte Tropfen des zu pastillierenden Mediums geben feuchte
Luft ab. Dadurch entsteht ein sogenannter Kondensationshof aus feuchter
Luft, der zu einem Auseinanderfließen der Produkttropfen führen kann.
Wird die feuchte Luft durch trockene Luft weggeblasen und ersetzt,
wird das Auseinanderfließen
der Pastillen verhindert.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das Einbringen von Kristallisationskeimen
in die auf dem Kühlband
liegenden Tropfen des zu pastillierenden Mediums vorgesehen.
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Das
Einbringen von Kristallisationskeimen beschleunigt das Auskristallisieren.
Dadurch können zum
einen höhere
Produktionsraten erzielt werden, zum anderen führt das schnelle Auskristallisieren
zu einer guten Pastillenqualität,
da eine annähernd
runde Pastillenform erreicht werden und das Auseinanderfließen der
Pastillen verhindert werden kann. Die Kristallisationskeime können in
Pulverform auf die Tropfen des zu pastillierenden Mediums aufgebracht werden,
beispielsweise mittels eines Rüttelsiebs oder
einer mit Druckluft beaufschlagten Staubkammer.
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Die
Pastillenqualität
kann weiter durch Waschen des Kühlbandes
nach dem Abnehmen der verfestigten Tropfen und anschließendes Trocknen
des Kühlbandes
verbessert werden.
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Dadurch
sind beim erneuten Aufbringen von Produkttropfen zum einen keine
Produktreste mehr auf dem Kühlband
vorhanden, die gerade bei hygroskopischen Stoffen Feuchtigkeit enthalten
und dadurch ein rasches Auseinanderfließen der Produkttropfen bewirken
könnten.
Zum anderen ist das Kühlband
beim Aufbringen der Produkttropfen trocken, so dass vom Kühlband aus
keine Feuchtigkeit in die aufgebrachten Produkttropfen gelangen
kann. Eine weitere Verbesserung der Pastillenqualität kann,
je nach zu pastillierendem Produkt, durch Aufbringen von Trennmittel
auf das Kühlband
stromaufwärts
der Tropfvorrichtung erzielt werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Einzelmerkmale der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen
können
dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den
Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische, abschnittsweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Herstellen von Pastillen,
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2 eine
schematische, abschnittsweise Ansicht einer Tropfvorrichtung der
Vorrichtung der 1,
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3 eine
schematische Seitenansicht und gleichzeitig eine Draufsicht auf
Pastillen während
ihrer Verfestigung auf einem Kühlband,
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4 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren
Ausführungsform,
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5 eine
schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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6 eine
schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
und
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7 eine
schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die den vollständigen
Produktionsprozess vom Aufbringen der Tropfen bis zu deren Abnahme
darstellt.
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Die
schematische Schnittansicht der 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Herstellen von Pastillen aus einem fließfähigen Medium, wobei lediglich
die, eine Tropfvorrichtung 12 umgebenden Abschnitte dargestellt
sind. Die Tropfvorrichtung 12 weist eine rotierende, gelochte
Trommel 14 auf, in deren Innenraum eine Einspeiseeinrichtung 16 für zu vertropfendes
Medium angeordnet ist. Mittels der Einspeiseeinrichtung 16 wird
das zu vertropfende Medium parallel zur Drehachse 18 der
Trommel 14 zugeführt
und gelangt dann entlang einem Pfeil 20 zu einer Austrittsöffnung 22 der
Einspeiseeinrichtung 16 am unteren Umfang der Trommel 14. Die
Austrittsöffnung 22 kommt
mit den Lochungen der rotierenden Trommel 14 zur Deckung,
so dass durch die Lochungen hindurch Produkttropfen 24 auf einem
Stahlband 26 abgelegt werden, das sich in Richtung des
Pfeiles 28 bewegt. Das Stahlband 26 ist als umlaufendes
Stahlband ausgebildet, wie sich beispielsweise aus 7 ergibt.
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Mit
der Tropfvorrichtung 12 können beispielsweise Salzschmelzen,
Hydrate oder schmelzenähnliche
Lösungen
von Stoffen, insbesondere Salzen, pastilliert werden, beispielsweise
Kalziumchlord (CaCl2), Magnesiumchlorid
(MgCl2) oder auch Natriumsulfid (Na2S).
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Im
Bereich des unteren Umfangs der Trommel ist stromaufwärts der
Austrittsöffnung 22 ein
sogenannter Einweiser 30 vorgesehen, mit dem gegebenenfalls
auf dem Umfang der Trommel 14 befindliche Produktreste
in deren Lochungen zurückgedrückt werden
sollen, bevor die Lochungen wieder unter der Austrittsöffnung 22 hindurchgeführt werden.
Produktreste können
beispielsweise durch Zentrifugalkräfte oder auch Schwerkrafteinfluss
aus den Lochungen der Trommel 14 auf deren Außenumfang gelangen.
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Speziell
Schmelzen, in Lösung
befindliche schmelzenartige Stoffe, breiförmige oder schlammartige Stoffe
können
während
einer vollständigen
Umdrehung der Trommel ausgehend von der Austrittsöffnung 22 teilweise
antrocknen und/oder auskristallisieren. Dies gilt speziell für Produktreste,
die in Randbereiche der Trommel 14 gelangen, also Bereiche,
die unmittelbar angrenzend an die Lochung der Trommel 14 aber
außerhalb
dieser Lochung liegen. Dies gilt in gleicher Weise für Produktreste,
die sich an dem Einweiser 30 ansammeln und ganz speziell in
Bereichen des Einweisers 30, die auf den vorstehend beschriebenen
Totzonen der Trommel 14 aufliegen und dafür vorgesehen
sind, diese Totzonen von Produktresten zu befreien und die Reste
wieder dem Pastillierungsprozess zuzuführen. Wenn insbesondere in
solchen Totzonen Produktreste antrocknen oder auskristallisieren,
so haben diese angetrockneten oder auskristallisierten Produktreste
eine stark abrasive Wirkung und zerstören den Einweiser 30 in
vergleichsweise kurzer Zeit. Darüber
hinaus können
solche angetrockneten oder auskristallisierten Produktreste auch
vom Außenumfang
der Trommel 14 abfallen und die Produktqualität, also
die Qualität
der hergestellten Pastillen, merklich beeinflussen. Gerade für die Pastillierung
von in Lösung
befindlichen schmelzenähnlichen
Stoffen, Hydraten oder auch Salzschmelzen sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
daher Maßnahmen
getroffen worden, um ein solches Antrocknen oder Auskristallisieren
von Produktresten zu vermeiden.
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Der
Einweiser 30 ist an einem Träger 32 befestigt,
der eine kreiszylinderabschnittsförmige Ausnehmung aufweist,
so dass zwischen dem Träger 32 und
einem Abschnitt des Außenumfanges
der Trommel 14 ein Spalt von annähernd konstanter Breite gebildet
ist. Dieser Spalt mit annähernd
konstanter Breite wird mittels eines Abdeckblechs 34 fortge setzt, das
an dem Träger 32 befestigt
ist, rinnenartig ausgebildet ist und dadurch eine konzentrisch zur
Trommel 14 angeordnete Innenfläche bereitstellt. In Bezug
auf eine Drehrichtung der Trommel 14 Stromaufwärts des
Einweisers 30 ist in dem Träger 32 eine Einlassöffnung 36 vorgesehen,
durch die gemäß einem
Pfeil 38 Sattdampf in den Spalt zwischen Träger 32 und Trommel 14 eingespeist
wird. Als Sattdampf oder gesättigter
Dampf wird dabei Wasserdampf bezeichnet, dessen Druck bei einer
gegebenen Temperatur dem Sättigungsdampfdruck
entspricht.
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Wie
anhand von Pfeilen in dem Spalt zwischen Träger 32, Abdeckblech 34 und
Trommel 14 angedeutet ist, wird der gemäß dem Pfeil 38 eingespeiste
Sattdampf zum geringeren Anteil in Richtung des Einweisers 30 mitgerissen,
hauptsächlich
bildet sich aber eine entgegen der Drehrichtung der Trommel 14 ausgerichtete
Dampfströmung
entlang dem Umfang der Trommel 14 aus. Diese Sattdampfströmung verlässt am Ende
des Abdeckbleches 34 den Spalt.
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Die
Trommel 14 ist gegen das Stahlband 26 mittels
einer Haube 40 abgedichtet, die zum einen den Träger 32 fortsetzt
und zum anderen sich in Bewegungsrichtung 28 des Stahlbandes 26 über die Trommel 14 hinweg
erstreckt. In Bewegungsrichtung 28 gesehen ist stromabwärts der
Trommel 14 zwischen der Haube 40 und dem Stahlband 26 lediglich ein
schmaler Spalt freigelassen, der gerade so hoch ist, dass die Produkttropfen 24 unter
der Haube 40 hindurchlaufen können. Die Haube 40 weist
aber eine Dichtung 42 auf, die auf dem Stahlband 26 in Bereichen
aufliegt, die angrenzend zu dem Transportbereich für die Produkttropfen 24 ist.
Die Haube 40 schließt
die Tropfvorrichtung 12 somit gegenüber dem Stahlband 26 annähernd ab,
so dass zwischen Stahlband 26 und Haube 40 eine
Dampfatmosphäre aufrechterhalten
werden kann, die ein Antrocknen und/oder Auskristallisieren des
zu pastillierenden Mediums am Außenumfang der Trommel 14 und
am Einweiser 30 zuverlässig
verhindert. Die Wände
der Haube 40 sind mit einer Wärmeisolierung 44 versehen
und zusätzlich
sind die Wandungsabschnitte der Haube 40, die oberhalb
und in Bewegungsrichtung 28 des Stahlbandes 26 stromabwärts der
Trommel 14 angeordnet sind, mit Heizrohren 46 versehen. Durch
die Isolierung 44 und die Heizrohre 46 können die
Innenflächen
der Haube 40 auf einer Temperatur gehalten werden, die
eine Kondensatbildung verhindert. Gerade bei stark hygroskopischen
Stoffen ist eine Kondensatbildung, wobei Kondensattropfen in den
Bereich der Produkttropfen 24 auf dem Stahlband 26 gelangen
könnten,
der Pastillenqualität äußerst abträglich.
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Im
Querschnitt der 1 weist die Haube 40 ausgehend
von der Dichtung 42 zunächst
eine Innenwand 48 auf, die senkrecht zum Stahlband 26 verläuft. Etwas
unterhalb des oberen Umfangs der Trommel 14 wird diese
erste Innenfläche 48 durch eine
dem gegenüber
abgewinkelte zweite Innenfläche 50 fortgesetzt,
die sich schräg
nach oben bis zu einer Abluftöffnung 52 erstreckt.
Die Abluftöffnung 52 ist
demnach am höchsten
Punkt der Haube 40 angeordnet und sorgt zusammen mit einer
Kaminwirkung der Haube für
eine zuverlässige
Abfuhr des aus dem Spalt zwischen Abdeckblech 34 und Trommel 14 austretenden
Sattdampfes. Am Ende des Abdeckblechs 34 erfährt der
Sattdampf eine Richtungsänderung
von etwa 180° und
gelangt oberhalb des Abdeckblechs 34 entlang der zweiten
Wandung 50 der Haube 40 zur Abluftöffnung 52.
In diesem Bereich eventuell anfallendes Kondensat sammelt sich zwischen
dem Abdeckblech 34 und einer dritten Innenwandung 54 der
Haube 40 und kann dadurch nicht auf das Stahlband 26 gelangen.
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Die
unterhalb der Trommel 14 abgelegten Produkttropfen 24 gelangen
auf das gekühlte
Stahlband 26 und geben, noch bevor sie unter der Haube 40 hindurch
transportiert werden, Feuchtigkeit ab. Dies ist durch die Pfeile 56 angedeutet.
Diese abgegebene feuchte Luft muss schnell von den Produkttropfen 24 abtransportiert
werden, so dass diese sich schnell verfestigen können. Im Bereich der Produkttropfen 24 stromab wärts der
Trommel 14 und noch innerhalb des Innenraums der Haube 40 und
somit im Bereich der Pfeile 56 beträgt eine relative Luftfeuchtigkeit
etwa 60%. Demgegenüber
beträgt
eine relative Luftfeuchtigkeit im Spalt zwischen dem Träger 32 bzw.
dem Abdeckblech 34 und dem Außenumfang der Trommel 14 100%.
Die zugeführte
Sattdampfmenge ist aber so gering und durch die Haube 40 wird
auch eine ausreichende Kaminwirkung erzeugt, so dass der zugeführte Sattdampf
nicht zu einer Verschlechterung der Produktqualität der hergestellten Pastillen
führt.
Hierzu trägt
auch bei, dass in Richtung der Pfeile 56 von den abgelegten
Produkttropfen 24 aufsteigende feuchte Luft durch die Kaminwirkung der
Haube abgeführt
wird.
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In
besonders kritischen Bereichen der Trommel 14 und des Einweisers 30 kann
das Einspeisen von Sattdampf unter bestimmten Voraussetzungen nicht
ausreichend sein, um ein Antrocknen und/oder Auskristallisieren
des zu vertropfenden Mediums vollständig zu vermeiden. Dies ist
insbesondere in Totzonen des Einweisers 30 und der Trommel 14 der Fall.
Im Bereich des Einweisers 30 sind daher Tropfdüsen 60 vorgesehen,
die in Richtung des Pfeiles 62 mit Wasser gespeist werden.
Diese Tropfdüsen 60 sind
lediglich am rechten bzw. linken Ende des Einweisers 30 angeordnet
und sorgen dafür,
dass in diesen Bereichen des Einweisers 30 sich ansammelnde Produktreste,
die ja wieder in den Bereich der Lochungen der Trommel 14 zurückgeführt werden
sollen, nicht antrocknen, sondern im fließfähigen Zustand verbleiben. Die
mittels der Düsen 60 zugeführte Wassermenge
ist dabei aber so gering, dass die zugeführte Flüssigkeitsmenge vollständig verdunstet oder
verdampft und zusammen mit dem Sattdampf abgeführt wird.
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Anhand
der Darstellung der 2 ist zu erkennen, dass Tropfdüsen 64, 66 auch
vorgesehen werden können,
um geringe Mengen an Flüssigkeit auf
Randbereiche 68 der Trommel 14 aufzubringen, die
an die Lochungen 70 in der Trommel 14 angrenzen.
In diesen Randbereichen 68 sammeln sich Produktreste, die
durch den Einweiser 30 wieder in den Bereich der Lochungen 70 zurückgebracht
werden sollen. Um das Antrocknen und/oder Auskristallisieren solcher
Produktreste in den Bereichen 68 auf der Trommel 14 zu
verhindern, bringen die Tropfdüsen 64, 66 geringe
Mengen Wasser auf diese Randbereiche 68 auf. Die zugeführte Menge
an Wasser ist dabei so gering, dass die aufgebrachte Flüssigkeitsmenge
vollständig
verdunstet oder verdampft.
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Die
Darstellung der 3 zeigt in schematischer Seitenansicht
die Tropfvorrichtung 12 der 1 mit der
Haube 40, die Produkttropfen 24 auf dem Stahlband 26 ablegt.
Wie in der Darstellung der 1 bewegt
sich das Stahlband 26 mit dem Pfeil 28 in der 3 nach
rechts. Die abgelegten Produkttropfen 24 sind in der 3 nicht
nur in ihrer Seitenansicht auf dem Stahlband 26, sondern
zusätzlich unterhalb
des Stahlbandes 26 auch noch in einer Draufsicht dargestellt.
Es ist zu erkennen, dass jeder Produkttropfen 24 kurz nach
dem Auftreffen auf dem Stahlband 26 von einem sogenannten
Kondensationshof 72 aus feuchter Luft umgeben ist, den
die einzelnen Produkttropfen 24 selbst durch eigenfeuchte Verdunstung
im Grenzschichtbereich erzeugen. Dieser sogenannte Kondensationshof 72 kann
dazu führen,
dass die Produkttropfen 24 auseinander fließen und,
wie in 3 dargestellt ist, im Verlauf ihres Transports
auf dem Stahlband 26 eine flache, fladenartige Form erhalten.
Eine solche fladenartige Pastillenform ist unerwünscht und gleichbedeutet mit
einer mangelhaften Produktqualität.
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Erfindungsgemäß ist als
Abhilfe vorgesehen, wie in 4 dargestellt
ist, die Produkttropfen 24 unmittelbar nach dem Verlassen
des Bereichs unterhalb der Haube 40 mit trockener Luft
zu beblasen. Hierzu sind Luftdüsen 74 vorgesehen,
die in einem Winkel von weniger als 90° zum Stahlband 26 ausgerichtet
sind und dadurch einen Strom trockener Luft erzeugen, der eine Komponente
in Bewegungsrichtung 28 des Stahlbandes 26 aufweist.
Durch ein solches Geblasen mit trockener Luft erfolgt ein Luftaustausch
im Grenzschichtbereich der Produkttropfen 24, so dass der
Luftstrahl die gesättigte
Luft in den Zwischenräumen
zwischen den Produkttropfen 24 wegbläst und diese durch trockene
Luft ersetzt. Die in 3 dargestellten Kondensationshöfe 72 können dadurch
nicht entstehen und das Auseinanderfließen der Produkttropfen 24 wird
verhindert.
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Die
Ansicht der 5 zeigt eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Von
der Tropfvorrichtung 12 auf dem Stahlband 26 abgelegte
Produkttropfen werden dabei mittelbar durch Sprühdüsen 76, die gegen
die Unterseite des Stahlbandes 26 gerichtet sind, gleich
nach dem Auftreffen auf das Stahlband 26 schockgekühlt. Das Stahlband 26 sorgt
dabei zuverlässig
dafür,
dass die Kühlflüssigkeit
aus den Düsen 76 nicht
unmittelbar an die Produkttropfen 24 gelangt, durch seine
gute Wärmeleitfähigkeit
aber auch dafür,
dass die Produkttropfen 24 durch die Schockkühlung unterkühlt werden.
Nach der Schockkühlung
mittels der Düsen 76 befinden
sich die Produkttropfen 24 somit in einem noch flüssigen aber
unterkühlten
Zustand. Nachfolgend laufen die Produkttropfen 24 unterhalb eines
Rüttelsiebes 78 durch,
das entlang der Doppelpfeile 80 bewegt wird und mit dem
Kristallisationskeime in Form eines Keimpulvers auf die Produkttropfen 24 aufgebracht
wird. Das Keimpulver kann beispielsweise aus dem gleichen Stoff
bestehen, aus dem die Produkttropfen 24 bestehen. Das Aufbringen
des Keimpulvers mittels des Rüttelsiebs 78 führt zu einem
schnellen Auskristallisieren der Produkttropfen 24 und
dadurch zu einer guten Produktqualität. Weitere Kühleinrichtungen
können
unterhalb des Stahlbandes 26 auch im Bereich des Rüttelsiebes 78 und stromabwärts hiervon
vorgesehen sein.
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Das
Keimpulver wird in das Rüttelsieb
mittels einer Förderschnecke 84 eingebracht,
die aus einem Vorratsbehälter 86 gespeist
wird. Es ist beispielsweise auch möglich, die Förderschnecke 84 mit
einem Mahlwerk auszustatten, so dass der Vorratsbehälter 86 mit
Pastillen aus dem Produktionskreislauf gespeist werden kann.
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Die
Darstellung der 6 zeigt eine weitere Ausführungsform
der Erfindung, die sich von der Ausführungsform der 5 lediglich
in der Art der Aufbringung des Keimpulvers unterscheidet. Anschließend an
die Tropfvorrichtung 12 wird das Stahlband 26 von
unten mittels Düsen 76 schockgekühlt, so
dass die Produkttropfen 24 in einen noch flüssigen aber
unterkühlten
Zustand versetzt werden. In diesem Zustand laufen die Produkttropfen 24 dann
unter einer Staubkammer 88 durch, die mehrere Auslässe für Keimpulver
aufweist und dadurch das Keimpulver gleichmäßig über die auf dem Stahlband 26 aufliegenden
Produkttropfen 24 aufbringt. Die Staubkammer 88 wird
dabei mittels Druckluft gespeist, die entlang einem Pfeil 90 in
eine Zuführleitung
zu der im Querschnitt dreieckförmigen
Staubkammer 88 eingespeist wird. Die Zuführleitung
weist eine Verengung auf und im Bereich der Verengung wird mittels
einer Förderschnecke 84 Keimpulver
eingebracht. Durch die Verengung der Zuführleitung entsteht an dieser Stelle
ein Unterdruck und das Keimpulver wird in die Zuführleitung
hineingesaugt. Die Mündung
der Zuführleitung
in die Staubkammer 88 ist mit einem Sieb 92 umgeben,
um zu verhindern, dass zu große
Partikel auf die Produkttropfen 24 abgelegt werden. Innerhalb
der Staubkammer 88 erfolgt eine Verwirbelung und gleichmäßige Verteilung
des Luft-/Staubgemisches, das dann in Richtung auf das Stahlband 26 zu durch
mehrere Auslassöffnungen
auf die Produkttropfen herabfällt.
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Die
gleichmäßige Beaufschlagung
der Produkttropfen 24 mit Keimpulver im noch flüssigen aber unterkühlten Zustand
sorgt für
ein rasches Auskristallisieren zu fertigen Pastillen.
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Die
schematische Seitenansicht der 7 zeigt
eine erfindungsgemäße Pastilliervorrichtung
in schematischer aber vollständiger
Ansicht.
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Es
ist zu erkennen, dass das Stahlband 26 um zwei Umlenktrommeln 94, 96 umläuft und
die Produkttropfen 24 auf das Obertrum des umlaufenden
Stahlbandes 26 abgelegt werden. Die Kühleinrichtung 82 ist
unterhalb des Obertrums des Stahlbandes 26 angeordnet und
kühlt im
wesentlichen die vollständige,
von unten zugängliche
Länge des
Obertrums des Stahlbandes 26. Die Tropfvorrichtung 12 ist
etwa oberhalb der Umlenkrolle 94 angeordnet, so dass für das Abkühlen und
Verfestigen der Produkttropfen 24 annähernd die vollständige Länge des Obertrums
des Stahlbandes 26 zur Verfügung steht. Im Bereich der
zweiten Umlenktrommel 96 ist ein Abnahmemesser 98 vorgesehen,
das an dem Stahlband 26 anliegt und die Pastillen vom Stahlband 26 abnimmt
und in einen Behälter 100 weiter
befördert. Ausgehend
vom Behälter 100 werden
die Pastillen gemäß einem
Pfeil 102 zur Weiterverarbeitung abtransportiert. Das Abnahmemesser 98 oszilliert
in einer Richtung parallel zum Stahlband 26 und somit in der
Darstellung der 7 in die Zeichenebene hinein und
wieder aus dieser heraus. Dadurch können die Pastillen schonend
abgenommen werden.
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Die
Kühlvorrichtung 82 kann
einen ersten Bereich mit den Düsen 76 aufweisen,
in denen eine Schockkühlung
der Produkttropfen 24 erfolgt. Unmittelbar nach dem Verlassen
der Haube 40 der Tropfvorrichtung 12 können die
Luftdüsen 74 angeordnet sein,
um die Kondensationshöfe
um die Produkttropfen 24 zu entfernen und durch trockene
Luft zu ersetzen. Stromabwärts
der Luftdüsen 74 ist
das Rüttelsieb 78 vorgesehen,
um die Produkttropfen 24 im noch flüssigen aber unterkühlten Zustand
mit Keimpulver zu beaufschlagen.
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Unterhalb
der zweiten Umlenkrolle 96 ist eine Waschvorrichtung 104 angeordnet,
mit der die Oberfläche
des Stahlbands 26 von Produktresten gereinigt wird. Unterhalb
der zweiten Umlenkrolle 96 liegt hierzu eine Waschwalze 106 am
Untertrum des Stahlbandes 26 an und sorgt dafür, dass
ein Wasserfilm auf das Stahlband 26 aufgetragen wird. Im
Bereich ihres unteren Umfangs läuft
die Waschwalze 106 in einem Vorratsbehälter 108, der mit
Waschwasser gefüllt
ist. Stromabwärts
der Waschwalze 106 sind zwei Abzieher 110 vorgesehen,
die den mittels der Waschwalze 106 aufgebrachten Flüssigkeitsfilm wieder
vom Stahlband 26 entfernen. Stromabwärts der Waschvorrichtung 104 kann
eine Trockeneinrichtung 112 vorgesehen sein, beispielsweise
eine elektrische Widerstandsheizung in Verbindung mit einem Gebläse, um die
Oberfläche
des Stahlbandes 26 zu trocknen.
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Schließlich kann
weiterhin im Bereich einer Station 114 Trennmittel auf
das Stahlband 26 aufgebracht werden, um sicherzustellen,
dass sich die Pastillen im Bereich des Abnahmemessers 98 leicht wieder
vom Stahlband lösen
lassen.