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Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Wirbelschicht-Sprühgranulator.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wirbelschicht-Sprühgranulation.
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Aus dem Stand der Technik sind Wirbelschicht-Sprühgranulatoren hinreichend bekannt.
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Mit diesen werden fließfähige Granulate aus Lösungen, Suspensionen und/oder Schmelzen hergestellt.
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In der
EP 0 795 579 A1 wird die Wirbelschicht-Granulation beschrieben, wobei eine Suspension eingesprüht und mit Heißluft eine Wirbelschicht erzeugt wird. So wird eine Organosilanverbindung die gewünschte Korngröße erhalten, welche anschließend weiter getrocknet wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wirbelschicht-Sprühgranulator bereitzustellen, der an verschiedene Prozessbedingungen angepasst werden kann, ohne dass er demontiert werden muss. Ferner ist es die Aufgabe, ein Verfahren zur Sprühgranulation bereitzustellen, das einfach und zuverlässig an veränderbare Prozessbedingungen angepasst werden kann und/oder bei dem die Prozessbedingungen ohne weiteres optimierbar sind.
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Die Aufgabe wird gelöst, durch einen Wirbelschicht-Sprühgranulator mit einem Innenraum umfassend ein oberes und ein unteres Ende und einen Anströmboden für ein Fluid, wobei der Anströmboden den Innenraum in einen Prozessraum und einen Anströmraum unterteilt, wobei der Anströmboden eine erste (obere) Lochplatte mit ersten Löchern und eine unter an der ersten Lochplatte anliegende zweite (untere) Lochplatte mit zweiten Löchern aufweist, wobei die erste Lochplatte gegenüber der zweiten Lochplatte aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand im Wesentlichen horizontal verschiebbar gelagert ist und/oder wobei die zweite Lochplatte gegenüber der ersten Lochplatte aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand im Wesentlichen horizontal verschiebbar gelagert ist, wobei die ersten und zweiten Löcher des Anströmbodens in dem ersten Zustand unter Ausbildung von ersten Durchlassöffnungen für das Fluid im Wesentlichen vollständig überlagert sind und wobei die ersten und die zweiten Löcher des Anströmbodens in dem zweiten Zustand unter Ausbildung von zweiten Durchlassöffnungen für das Fluid nur teilweise überlagert sind. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die erste Lochplatte die in Richtung des Prozessraums liegende Seite des Anströmbodens aus und die zweite Lochplatte die in Richtung des Anströmraums liegende Seite des Anströmbodens. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass die ersten Durchlassöffnungen im Mittel größer als die zweiten Durchlassöffnungen sind.
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In dem ersten Zustand, in dem die ersten und zweiten Löcher des Anströmbodens unter Ausbildung von ersten Durchlassöffnungen für das Fluid im Wesentlichen vollständig überlagert sind, weisen die ersten Durchlassöffnungen regelmäßig den maximalen freien Querschnitt auf. In dem zweiten Zustand bilden die ersten und zweiten Löcher von erster bzw. zweiter Lochplatte des Anströmbodens zweite Durchlassöffnungen für das Fluid auf, deren Öffnungsflächen kleiner sind als die der ersten Durchlassöffnungen und die in einer bevorzugten Ausführungsform derart aus überlagerten ersten und zweiten Löcher gebildet sind, dass eine minimale freie Öffnungsfläche resultiert.
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Die beiden Lochplatten haben den Vorteil, dass der Druckwiderstand gegen einen Fluiddurchfluss durch die relative Verschiebung justiert werden kann. Auch kann die Anströmgeschwindigkeit des Fluids verändert werden. Werden die effektiven Durchlassöffnungen verkleinert, muss der Druck des Fluids im Anströmraum entsprechend erhöht werden, um den Fluiddurchsatz konstant zu halten. Umgekehrt muss der Druck des Fluids im Anströmraum entsprechend verringert werden, wenn die Durchlassöffnungen vergrößert werden, um den Fluiddurchsatz konstant zu halten. Es hat sich gezeigt, dass für spezifische Partikelgrößen, Sprühköpfe, Sprühmengen, Arten von Partikeln und Prozesstemperaturen spezifische mittlere Größe der Durchgangsöffnungen optimal sind, um eine wohldefinierte und möglichst homogene Wirbelschicht zu erreichen. Bei den bisherigen Lösungen des Stands der Technik musste für jede Anwendung ein entsprechendes Lochblech speziell ausgewählt werden. Dies hat mehrere Nachteile, beispielsweise wenn der Austausch eines Lochblechs sehr aufwendig ist oder wenn ein Lochblech mit geeigneten Lochgrößen gar nicht zur Verfügung steht. Mit der vorliegenden Erfindung kann die Durchlassöffnungen des Anströmbodens im gewissen Bereich angepasst werden, so dass der Anströmboden nach einer entsprechenden Anpassung immer die optimalen Eigenschaften für die gewählten Prozessbedingungen aufweist.
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Die mittlere Größe der Durchgangsöffnungen ergibt sich aus der Fläche der Durchlassöffnung im Anströmboden, d.h. aus den von den sich überlagernden ersten und zweiten Löchern der ersten bzw. zweiten Lochplatte freigelassenen Durchlassöffnungen. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind alle durch sich überlagernde erste und zweite Löcher gebildeten Durchgangsöffnungen innerhalb eines Zustands im Wesentlichen gleich groß, d.h. jede Durchgangsöffnung hat vorzugsweise im ersten Zustand dieselbe Größe, wie die anderen Durchgangsöffnung im ersten Zustand, und im zweiten Zustand hat jede Durchgangsöffnung vorzugsweise dieselbe Größe, wie die anderen Durchgangsöffnungen im zweiten Zustand.
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Jedem Loch der Lochplatten als auch jeder Durchlassöffnung lässt sich neben seiner Größe bzw. Öffnungsfläche auch ein mittlerer Durchmesser zuordnen. Der mittlere Durchmesser ist der durchschnittliche Durchmesser der Öffnung. Ein solcher durchschnittlicher Durchmesser kann z.B. für eine sich ergebende ovale Öffnung bestimmt werden.
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Ein Loch oder eine Durchgangsöffnung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann rund sein. Die Durchgangsöffnungen können im Regelfall verschiedene Formen annehmen, wobei der Zustand und die Form der Löcher der Lochplatten für die Form maßgeblich sind. Die einzelnen Löcher hingegen verändern ihre Form hingegen im Regelfall nicht. Bei den Löchern handelt es sich um Öffnungen, welche auch länglich oder eckig sein können. Vorzugsweise sind die Löcher jedoch oval, insbesondere rund.
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Vorzugsweise umfasst der Anströmboden einen Rahmen, in welchem die erste und die zweite Lochplatte montiert sind. Grundsätzlich kommen hierbei verschiedene Varianten in Betracht, beispielsweise kann die erste Lochplatte fest eingebaut und fest mit dem Rahmen verbunden sein, während die zweite Lochplatte beweglich gelagert ist. Umgekehrt ist es in einer Ausführungsform auch möglich, dass die zweite Lochplatte fest eingebaut und die erste Lochplatte beweglich gelagert ist. Auch ist es denkbar, dass sowohl die erste Lochplatte als auch die zweite Lochplatte im Rahmen verschiebbar gelagert sind. Letztendlich ist maßgeblich, dass die erste und zweite Lochplatte relativ zueinander verschiebbar sind, wofür mindestens eine der beiden Lochplatten verschiebbar gelagert sein sollte. Wie bereits vorstehend erwähnt, bildet die erste Lochplatte vorzugsweise die in Richtung des Prozessraums liegende Seite des Anströmbodens aus und die zweite Lochplatte vorzugsweise die in Richtung des Anströmraums liegende Seite des Anströmbodens aus.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Rahmen des Anströmbodens mindestens ein Versteifungselement, insbesondere eine Querstrebe, der gegenüberliegende Seiten des Rahmens miteinander verbindet. Es hat sich gezeigt, dass bei einer solchen Ausgestaltung, die Lochplatten besonders gut aneinander liegen.
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Ein Anströmboden im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Boden, durch welchen Gas in den Prozessraum eingeströmt werden kann, insbesondere um die Wirbelschicht zu erzeugen, und welcher gleichzeitig das Durchsickern des Feststoffes verhindert. Vorzugsweise handelt es sich um einen Anströmboden, bei welchem die ersten und/oder zweiten Durchlässe gleichmäßig verteilt sind, um einen gleichmäßigen Gaseintrag zu bewirken.
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Aneinander liegende Lochplatten im Sinne des vorliegenden Dokuments sind Lochplatten, die zueinander benachbart sind. Sie müssen sich nicht zwangsläufig flächig berühren, wobei dies jedoch vorzugsweise der Fall ist. Denkbar ist auch, dass die Lochplatten mit einem sehr kurzen Abstand voneinander beanstandet sind. Vorzugsweise berühren sich die Lochplatten teilweise oder flächig. Vorzugsweise ist der Abstand maximal doppelt so groß wie, vorzugsweise nicht größer als, der mittlere Lochdurchmesser der ersten und/oder zweiten Löcher. Wenn der Abstand zwischen den Lochplatten zu groß gewählt wird, besteht die Gefahr, dass das Fluid sich frei zwischen den Lochplatten bewegen kann, so dass eine seitliche Verschiebung der Lochplatten den Fluiddurchsatz durch den Anströmboden nicht effektiv reguliert. Der Abstand zwischen den Lochplatten wird dabei orthogonal zu der ersten Lochplatte gemessen. Vorzugsweise beträgt der mittlere Abstand weniger als 0,6 cm, insbesondere weniger als 0,3 cm, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,1 cm.
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In einer besonders geeigneten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die zweite Lochplatte positionsfest in einem Rahmen verankert ist, wobei die erste Lochplatte verschiebbar in dem Rahmen gelagert ist, oder dass die erste Lochplatte positionsfest in einem Rahmen verankert ist, wobei die zweite Lochplatte verschiebbar in dem Rahmen gelagert ist. Vorzugsweise umfasst der Rahmen ein Schienenlager für das Verschieben der Platten, insbesondere wobei die erste bzw. zweite Platte innerhalb des Schienenlagers verschiebbar ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass eine Lochplatte auf der anderen Lochplatte aufliegt, insbesondere die erste Lochplatte auf der zweiten Lochplatte aufliegt. In diesem Fall ist es denkbar, auf den Rahmen zu verzichten. Allerdings hat sich gezeigt, dass ein kontrolliertes Verschieben der Lochplatten relativ zueinander am besten mit einer Rahmenkonstruktion gewährleistet werden kann.
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Vorzugsweise ist der Wirbelschicht-Sprühgranulator dazu ausgelegt und eingerichtet, Gas aus Richtung des unteren Endes in Richtung des oberen Endes durch den Anströmboden hindurch zu leiten, so dass eine Wirbelschicht ausgebildet wird.
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In einer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Wirbelschicht-Sprühgranulator mindestens einen Top-Spray-Düsenarm umfasst, der ausgelegt und eingerichtet ist, eine Lösung, eine Suspension oder eine Schmelze aus Richtung des oberen Endes in Richtung des Anströmbodens zu sprühen.
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Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Wirbelschicht-Sprühgranulator mindestens eine Bottom-Spray-Düse umfasst und mindestens eine der Lochplatten und/oder der Anströmboden eine Aussparung zur Durchführung der Düse aufweist. Es hat sich gezeigt, dass sich eine solche Bottom-Spray-Düse besonders effektiv mit dem beweglichen Anströmboden, wie vorstehend beschrieben, kombinieren lässt. Vorzugsweise umfasst der Anströmboden Aussparungen für mindestens eine Bottom-Spray-Düse, insbesondere eine Vielzahl von Bottom-Spray-Düsen. Überraschenderweise lässt sich eine solche Bottom-Spray-Düse mit der eingangs beschriebenen Technik eines Anströmbodens mit zwei zueinander verschiebbaren Lochplatten kombinieren. Üblicherweise könnte erwartet werden, dass die Bottom-Spray-Düsen die gegenseitige Verschiebbarkeit der beiden Lochplatten behindert. Allerdings hat sich gezeigt, dass dies vermieden werden kann, da die Aussparungen für die Bottom-Spray-Düsen in der Regel geringfügig größer ausgestaltet sind, als die Bottom-Spray-Düsen selbst es in diesem Bereich sind, so dass ein Spalt entsteht. Dieser Spalt verfügt zweckmäßigerweise maximal über die Dimension eines Loches des Anströmbodens.
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Vorzugsweise umfassen die Bottom-Spray-Düsen mindestens ein Element, welches oberhalb und/oder unterhalb des Anströmbodens einen größeren Durchmesser aufweist als besagte Aussparungen. Dieses Element, insbesondere ein Metallring, vermindert die Menge an Fluid, welche unmittelbar an den Bottom-Spray-Düsen vorbeiströmt, was zusätzlich die Homogenität der resultierenden Wirbelstromschicht verbessert.
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Vorzugsweise umfasst die erste Lochplatte eine erste Gleitseite und eine Kiemenseite, wobei die zweite Lochplatte mit einer zweiten Gleitseite an der ersten Gleitseite anliegt, wobei die ersten Löcher auf der Kiemenseite das Fluid in eine Richtung umlenken, welche von der zur ersten Lochplatte orthogonalen Richtung abweicht und/oder wobei die ersten Löcher auf der Kiemenseite zumindest teilweise ummantelt sind von einem Anströmraum. Durch die vorstehend genannte Seite wird eine raue Oberfläche erzeugt, welche in besonderen Maße geeignet ist, dass Fluidbett in seinem Fluidzustand ohne eine Beeinträchtigung der Durchlassöffnungen zu erhalten. Durch das Umlenken des Fluids wird darüber hinaus der Weg des Fluids durch den Prozessraum verlängert, so dass die Granulatbildung effektiver erfolgt.
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Vorzugsweise umfasst der Wirbelschicht-Sprühgranulator neben der Lochplatte für den Fluiddurchsatz auch mindesten ein System für das Einsprühen einer Lösung, Suspension oder Schmelze in den Prozessraum.
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Vorzugsweise ist die erste Lochplatte gegenüber der zweiten Lochplatte aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand durch eine Verstelleinrichtung verschiebbar gelagert und/oder die zweite Lochplatte gegenüber der ersten Lochplatte aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand durch eine Verstelleinrichtung verschiebbar gelagert, wobei besagte Verstelleinrichtung durch eine außerhalb des Innenraums liegende Steuerungseinheit einstellbar ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die Umstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand auch während des Betriebs erfolgen kann. Hierfür ist es nicht erforderlich, dass in den Innenraum, insbesondere in den Prozessraum, durch ein Öffnen desselben eingegriffen werden muss. Stattdessen ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen, welche durch eine außerhalb des Innenraums liegende Steuerungseinheit einstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der Prozess nicht unterbrochen werden muss, um eine Feineinstellung der Größe der Durchlassöffnungen zu ermöglichen. Im Ergebnis ist der erfindungsgemäße Wirbelschicht-Sprühgranulator damit flexibler einstellbar und einsetzbar als herkömmliche technische Lösungen ohne den eingangs beschriebenen Anströmboden mit der besagten Steuerungseinheit. Vorzugsweise lässt sich die Lage der ersten und/oder der zweiten Lochplatte stufenlos, insbesondere mit einer stufenlos verstellbaren Verstelleinrichtung, verstellen.
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Die Verstelleinrichtung mit der Steuerungseinheit kann in verschiedenster Art und Weise ausgestaltet werden.
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Die erste oder zweite Lochplatte kann beispielsweise mit einem Stab verbunden sein, an welchem gezogen oder geschoben wird, um die Lochplatte zu verschieben. Allerdings ist hier der Kraftaufwand hoch und die Einstellbarkeit ungenau. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, ein mechanisches Kraftübertragungssystem zu verwenden, welches den Kraftaufwand erniedrigt und gleichzeitig eine präzisere Einstellung ermöglicht.
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Vorzugsweise umfasst die Verstelleinrichtung ein Außengewinde, welches mit einem Innengewinde des Wirbelschicht-Sprühgranulators verbunden ist. Vorzugsweise umfasst die Verstelleinrichtung in einer Ausgestaltung einen Stift oder Bolzen, der außen mit einem Gewinde versehen ist. Hierbei kann der Stift oder Bolzen vorzugsweise drehbar mittelbar oder unmittelbar mit der ersten oder zweiten Lochplatte verbunden sein. In einer Ausgestaltung umfasst der Wirbelschicht-Sprühgranulator eine Halterung, vorzugsweise mit einem Innengewinde, durch welche(s) der Bolzen oder Stift hindurchgeführt ist. Durch Drehung des Bolzens oder Stifts in dem Innengewinde wird dieser vorwärts oder rückwärts bewegt, wodurch die erste oder zweite Lochplatte vorwärts bzw.- rückwärts geschoben wird.
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Statt eines Gewindes oder zusätzlich zu einem Gewinde ist auch ein Hebelarm als mechanisches Kraftübertragungssystem denkbar. Hierbei ist die erste oder zweite Lochplatte mit einem Ende des Hebelarms mittelbar oder unmittelbar verbunden, wobei an dem andere Ende gezogen wird.
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Ferner ist es auch denkbar, die erste oder zweite Lochplatte über ein Verbindungsteil, beispielsweise ein Stange oder eine Metallseil, mit einem Motor zu verbinden, wodurch die erste oder zweite Lochplatte gezogen und/oder geschoben werden kann. Da ein Schieben mit einem Metallseil nicht möglich ist, wäre es bei dieser Ausgestaltung denkbar, ein zweites Metallseil mit dem gegenüberliegende Ende der Platte zu verbinden, so dass die erste oder zweite Lochplatte jeweils an dem Ende gezogen wird, in welches sie sich bewegen soll. Das zweite Metallseil könnte mit dem Motor verbunden sein oder mit einem weiteren Motor.
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Zahlreiche weitere Mechanismen sind denkbar, um mindestens eine der Lochplatten zu verschieben. Als besonders geeignet hat sich der vorstehend beschriebene Schraubmechanismus erwiesen.
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Die Steuereinheit kann der Kopf einer Schraube sein, ein Einstellrad, eine Hebelarm, ein Computer zum Steuern eines Motors, ein Knopf zum Verstellen des Motors. Vorzugsweise handelt es sich um eine auf ein Gewinde wirkende mechanische Einheit, beispielsweise ein drehbares Element mit einer Anzeige für die Einstellung der Platten oder für Zustände der Platten.
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Vorzugsweise ist es ferner vorgesehen, dass der erste und zweite Zustand Teil eines kontinuierlichen Spektrums einer Vielzahl von weiteren Zuständen sind, wobei die erste und/oder zweite Lochplatte in diese weiteren Zustände verschiebbar gelagert sind, so dass weitere Durchlassöffnungen mit im Mittel weiteren Größen erhalten werden. Eingangs wurde nur auf zwei Zustände eingegangen, d.h. den ersten und zweiten Zustand. Allerdings sind zahlreiche weitere Zwischenzustände, beispielsweise ein dritter, vierter, fünfter, sechster, siebter, achter, neunter, zehnter, etc. Zustand denkbar und bevorzugt, mit welchen sich weitere Durchlassöffnungen mit im Mittel weiteren Größen erhalten lassen. Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass die Platten kontinuierlich gegeneinander verschiebbar sind, so dass alle Größen zwischen einer Minimal- und einer Maximalgröße erhalten werden können und eine entsprechende Anzahl von Zuständen möglich ist.
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In einer Ausgestaltung umfasst der Wirbelschicht-Sprühgranulator zusätzlich zu dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand einen Maximalzustand und einen Minimalzustand, wobei die erste und zweite Lochplatte im Minimalzustand eine Durchlassöffnung mit einer minimalen mittleren Größe oder ohne Durchlassöffnung ausbilden und wobei die erste und zweite Lochplatte im maximal Zustand eine Durchlassöffnung mit einer maximalen mittleren Größe ausbilden. Grundsätzlich ist es alternativ auch denkbar, dass es sich bei dem ersten und/oder zweiten Zustand um besagten Minimal- oder Maximalzustand handelt, allerdings ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste und zweite Zustand Zustände zwischen dem besagten Minimal- und Maximalzustand sind.
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Die Löcher in der ersten Lochplatte haben vorzugsweise einen mittleren ersten Durchmesser. Die Löcher in der zweiten Lochplatte haben vorzugsweise einen mittleren zweiten Durchmesser. Vorzugsweise ist der mittlere Durchmesser der Durchlassöffnungen zwischen dem ersten mittleren Durchmesser oder dem zweiten mittleren Durchmesser als ein Maximalwert und einem Minimalwert, insbesondere einem mittleren Durchmesser von 0 mm, verstellbar, vorzugsweise kontinuierlich verstellbar. Vorzugsweise ist es ferner vorgesehen, dass der mittlere Durchmesser der Durchlassöffnung im Maximalzustand dem mittleren Durchmesser der Löcher in der ersten und/oder zweiten Lochplatte entspricht. Ferner ist es bevorzugt, wenn der mittlere Durchmesser der Durchlassöffnung im Minimalzustand weniger als 50%, insbesondere weniger als 10%, des Durchmessers der Löcher in der ersten und/oder zweiten Lochplatte entspricht. In einer Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass im Minimalzustand keine Durchlassöffnungen vorgesehen sind bzw. der Durchmesser 0 mm beträgt. Letzterer Grenzwert ist für eine Wirbelschichterzeugung nicht geeignet. Es hat sich gezeigt, dass die obigen Größen besonders einfach zu erzielen sind und damit die gängigen Größen von Durchlassöffnungen in Wirbelschicht-Sprühgranulatoren abgedeckt werden können.
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Vorzugsweise beträgt der mittlere Durchmesser der ersten und/oder zweiten Löcher 0,1 mm bis 6,5 mm, insbesondere 0,3 mm bis 2 mm, insbesondere bevorzugt 0,4 mm bis 1,5 mm.
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Vorzugsweise sind die Lochplatten jeweils aus einem Blech gefertigt, insbesondere wobei das Blech eine Dicke von 0,5 mm bis 3 mm, insbesondere 1 bis 2,5 mm aufweist.
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Vorzugsweise sind die erste und die zweite Lochplatte im Wesentlichen parallel ausgerichtet, weichen insbesondere nicht mehr als 3°, vorzugsweise nicht mehr als 1°, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 0,1° von einer parallelen Ausrichtung ab.
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Vorzugsweise steht der Anströmboden mit Seitenwandung des Innenraums in Kontakt und/oder weist umlaufend einen mittleren Abstand von weniger als 3 cm, insbesondere weniger als 1 cm, vorzugsweise weniger als 0,5 cm, zur Seitenwandung auf.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Lochplatten in allen Zuständen einen Abstand zum oberen und/oder unteren Ende aufweisen, der konstant ist. Die Höhe der Lochplatten wird also vorzugsweise nicht verstellt.
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In einer Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die erste Lochplatte ganz oder zumindest bereichsweise baugleich mit der zweiten Lochplatte ist, insbesondere dieselben mittleren Durchmesser, Verteilung und Gestaltungen der Löcher aufweist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Sprühgranulation mit einem Wirbelschicht-Sprühgranulator, insbesondere einem Wirbelschicht-Sprühgranulator wie er vorstehend beschrieben wurde, wobei besagter Wirbelschicht-Sprühgranulator einen Innenraum umfassend ein oberes und ein unteres Ende und einen Anströmboden für ein Fluid aufweist, wobei der Anströmboden den Innenraum in einen Prozessraum und einen Anströmraum unterteilt, wobei der Anströmboden eine erste Lochplatte mit ersten Löchern und eine gegenüberliegende an der ersten Lochplatte anliegende zweite Lochplatte mit zweiten Löchern aufweist, wobei die erste Lochplatte gegenüber der zweiten Lochplatte aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verschiebbar gelagert ist und/oder wobei die zweite Lochplatte gegenüber der ersten Lochplatte aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verschiebbar gelagert ist.
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Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:
- a) Einleiten einen Fluids aus Richtung des unteren Endes in Richtung des oberen Endes in einen Prozessraum umfassend Feststoffpartikel unter Ausbildung einer ersten Wirbelschicht in dem Prozessraum, wobei die ersten und zweiten Löcher des Anströmbodens in dem ersten Zustand unter Ausbildung von ersten Durchlassöffnungen für das Fluid überlagert sind,
- b) vorzugsweise Bestimmung mindestens eines Parameters der Wirbelschicht und/oder des erhaltenen Granulats,
- c) Verschiebung der ersten und/oder zweiten Lochplatte in den zweiten Zustand, vorzugsweise auf Basis des bestimmten Parameters, unter Umwandlung der ersten Durchlassöffnungen in zweite Durchlassöffnungen und der ersten Wirbelschicht in eine zweite Wirbelschicht, wobei die zweiten Durchlassöffnungen im Mittel größer oder kleiner als die ersten Durchlassöffnungen sind.
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Wie vorstehend beschrieben, kann der mittlere Durchmesser der Durchlassöffnungen während des laufenden Verfahrens verändert und an die Parameter der Wirbelschicht und/oder des erhaltenen Granulats optimal angepasst werden. Bisherige Verfahren benötigen im Regelfall einen Austausch des Anströmbodens, um eine Anpassung an veränderte Parameter zu gewährleisten.
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Die vorstehend erwähnte Bestimmung der Parameter kann mittels verschiedener Messverfahren erfolgen, beispielsweise eine Bestimmung der Temperatur mit dem Thermometer oder eine Bestimmung der Partikelgrößenverteilung mittels eines Siebturms. Allerdings ist es auch möglich, einen Parameter, beispielsweise die Höhe der Wirbelschicht und/oder die Homogenität der Wirbelschicht durch Beobachtung durch ein Sichtfenster hindurch zu ermitteln. In einer Ausgestaltung des Verfahren sind die vorstehend genannte Parameter ausgewählt aus eine Gruppe bestehend aus der Zusammensetzung des Fluids, der Temperatur im Prozessraum, dem Fluidluftdurchsatz durch den Anströmboden und/oder durch den Prozessraum, dem Druckverlust über den Anströmboden und/oder der Homogenität oder Höhe der Wirbelschicht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist der Parameter der Druckverlust über den Anströmboden und/oder die Wirbelschichthöhe und/oder die Homogenität der Wirbelschicht.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die erste Wirbelschicht eine geringere Homogenität als die zweite Wirbelschicht aufweist. Der Zweck des Verfahrens ist es, den mittleren Durchmesser der Durchlassöffnungen optimal an die gewählten Parameter anzupassen. Ein Ziel dabei ist es, die Homogenität der Wirbelschicht zu verbessern, da hierdurch auch das erhaltene Granulat homogener wird. Damit wird also die Qualität des Granulats erhöht. Daher ist es vorzuziehen, wenn durch den Eingriff in die Größe der Durchlassöffnungen eine höhere Homogenität der zweiten Wirbelschicht erreicht wird.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Verschiebung in Schritt c) erfolgt, während das Fluid aus Richtung des unteren Endes in Richtung des oberen Endes in den Prozessraum umfassend Feststoffpartikel durchgeleitet wird, so dass die erste Wirbelschicht in die zweite Wirbelschicht umgewandelt wird. Hierbei wird die Durchleitung des Fluid also nicht unterbrochen, mithin auch die Prozesskammer nicht geöffnet. Damit wird also eine Veränderung im Sinne des Verfahrens ohne jegliche Unterbrechung der Erzeugung von Granulat ermöglicht.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Verschiebung der ersten und/oder zweiten Lochplatte in den zweiten Zustand in Schritt c) mit der weiter oben beschriebenen Verstelleinrichtung erfolgt, insbesondere wobei ein mechanisches Kraftübertragungssystem und/oder ein Motor eingesetzt wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen beispielhaft erläutert werden, ohne dadurch die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausgestaltung eines Wirbelschicht-Sprühgranulators im Sinne der Erfindung für ein kontinuierliches Verfahren;
- 2 eine schematische Ansicht einer ersten Ausgestaltung eines Wirbelschicht-Sprühgranulators im Sinne der Erfindung für ein Batch-Verfahren;
- 3 eine schematische Ansicht der Lochplatten des Anströmbodens in einem ersten Zustand;
- 4 eine schematische Ansicht der Lochplatten des Anströmbodens in einem zweiten Zustand;
- 5 eine schematische Ansicht der Löcher in einer Kiemenplatte;
- 6 eine perspektivische Ansicht eines Anströmbodens mit einem Rahmen.
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1 zeigt beispielhaft eine erste Ausführungsform eines „Bottom-Spray“-Wirbelschicht-Sprühgranulators 1 für eine kontinuierliche Sprühgranulation mit einem Innenraum 5 umfassend ein oberes und ein untere Ende 7, 9 und einen Anströmboden 3 für ein Fluid 41, wobei der Anströmboden 3 den Innenraum 5 in einen Prozessraum 13 und einen Anströmraum 11 unterteilt, wobei der Anströmboden 3 eine erste Lochplatte 15 mit ersten Löchern und eine gegenüberliegende an der ersten Lochplatte anliegende zweite Lochplatte 17 mit zweiten Löchern aufweist, wobei die obere erste Lochplatte 15 gegenüber der unteren zweiten Lochplatte 17 aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verschiebbar gelagert ist und/oder wobei die zweite Lochplatte 17 gegenüber der ersten Lochplatte 15 aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verschiebbar gelagert ist. Die ersten und zweiten Löcher bilden Durchlassöffnungen 19 aus. Feinkörnige Partikel 43 (Keime) werden über eine Einführöffnung/Schleuse 31 in den Prozessraum 13 eingebracht, in welchem sich eine Wirbelschicht ausbildet. Die Partikel werden über eine Sprüheinrichtung 21 mit einer Lösung besprüht, wodurch sich ein Granulat 45 ausbildet, welches durch eine Ausgabeöffnung/Schleuse 27 herausgeleitet wird. Die Sprüheinrichtung 21 umfasst in diesem Fall mehrerer Sprühköpfe 33 für die Lösung, die sich durch den Anströmboden erstrecken. Das Fluid wird durch eine Zuführleitung 23 zugeführt und nach dem Durchlaufen des Anströmraums 11, des Anströmbodens 3 und des Innenraums 5 durch eine Abführleitung 25 abgeführt. Ferner zeigt 1 eine Verstelleinrichtung 51 mit einem mechanischen Kraftübertragungssystem, wobei die Steuereinheit beispielsweise ein drehbares Rad darstellt.
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2 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines „Top-Spray“-Wirbelschicht-Sprühgranulators 101 für eine Sprühgranulation im Batch-Verfahren mit einem Innenraum 105 umfassend ein oberes und ein untere Ende 107, 109 und einen Anströmboden 103, wobei der Anströmboden 103 den Innenraum 105 in einen Prozessraum 113 und einen Anströmraum 111 unterteilt, wobei der Anströmboden 103 eine erste Lochplatte 115 mit ersten Löchern und eine gegenüberliegende an der ersten Lochplatte anliegende zweite Lochplatte 117 mit zweiten Löchern aufweist, wobei die erste Lochplatte 115 gegenüber der zweiten Lochplatte 117 aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verschiebbar gelagert ist und/oder wobei die zweite Lochplatte 117 gegenüber der ersten Lochplatte 115 aus einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verschiebbar gelagert ist. Die ersten und zweiten Löcher bilden Durchlassöffnungen 119 aus. Feinkörnige Partikel werden über eine Einführöffnung 131 in den Innenraum 105 eingebracht, in welchem sich eine Wirbelschicht ausbildet. Die Partikel werden über eine Sprüheinrichtung 121 mit der Lösung besprüht und das entstehende Granulat durch eine Ausgabeöffnung 127 herausgeleitet. Die Sprüheinrichtung 121 umfasst hier beispielsweise genau einen Sprühkopf. Das Fluid wird durch eine Zuführleitung 123 zugeführt und nach dem Durchlaufen des Anströmraums 11, des Anströmbodens 3 und des Innenraums 105 durch eine Abführleitung 125 abgeführt. Ferner zeigt 2 eine Verstelleinrichtung 151 mit einem mechanischen Kraftübertragungssystem, wobei die Steuereinheit beispielsweise ein drehbares Rad darstellt.
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3 zeigt den Anströmboden 203, der eine erste Lochplatte 215 mit ersten Löchern und eine gegenüberliegende an der ersten Lochplatte anliegende zweite Lochplatte 217 mit zweiten Löchern aufweist, wobei die ersten und zweiten Löcher des Anströmbodens in dem ersten Zustand unter Ausbildung von ersten Durchlassöffnungen 291 für das Fluid 280 überlagert sind. Die Überlagerung ist dergestalt, dass die ersten Durchlassöffnungen 291 maximal sind und vorliegend der Lochgrößen der ersten und/oder zweiten Löcher entspricht.
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4 zeigt den Anströmboden 203 der 3, wobei die zweite Lochplatte 217 gegenüber der ersten Lochplatte 215 aus dem ersten Zustand der 3 in den zweiten Zustand der 4 verschoben wurde. Die ersten und zweiten Löcher des Anströmbodens 203 sind in dem zweiten Zustand unter Ausbildung von zweiten Durchlassöffnungen 293 für das Fluid überlagert. Die ersten Durchlassöffnungen 291 der 3 sind deutlich größer als die zweiten Durchlassöffnungen 293 der 4, obgleich die Größe der Löcher in den Lochplatten konstant geblieben ist. Da die zweiten Durchlassöffnungen 293 kleiner sind, ist die Menge an Fluid 281 vorliegend ebenfalls kleiner, wobei dies - falls gewünscht - auch durch eine Druckerhöhung im Anströmraum kompensiert werden kann, so dass der Fluiddurchsatz durch den Innenraum konstant bleibt.
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5 zeigt eine Ausgestaltung von Kiemen in dem Anströmboden, wobei durch die Durchlassöffnungen 319 hindurchgelenktes Fluid durch eine Ummantelung 351 umgelenkt wird und wobei die ersten Löcher auf der Kiemenseite zumindest teilweise durch die Ummantelung 351 ummantelt sind von einem Gehäuse, welches aus einem Blech 353 ausgebildet ist.
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6 zeigt einen Anströmboden, der einen Rahmen 473 umfasst, in welchem die erste und zweite Lochplatte montiert sind. Sichtbar ist vorliegend nur die zweite untere Lochplatte 417, da die Unterseite des Anströmbodens wiedergegeben ist. Die zweite Lochplatte 417 umfasst Durchlassöffnungen 419. Ferner umfasst der Rahmen des Anströmbodens Versteifungselemente 471 in Form von Querstreben, die gegenüberliegende Seiten des Rahmens miteinander verbindet.
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Die in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln aus auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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