DE1607441C - Verfahren zum kontinuierlichen Zerklei nern fliessfahiger, korniger Stoffe - Google Patents

Description

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In der Verfahrenstechnik tritt oft das Problem auf, die Mahlkörper schon nach wenigen Betriebsstunden fließfähige körnige Stoffe, deren einzelne Teilchen praktisch gleichmäßig im Mahlraum verteilt sind,

verschiedene Größe aufweisen, derart zu zerkleinern, . womit die Mahlleistung wieder abnimmt,

daß Teilchen von praktisch einheitlicher Korngröße Es ist darum schon vorgeschlagen worden, den erhalten werden. Unter fließfähigen Stoffen sind 5 Mahlraum in mehrere Mahlstufen unterschiedlicher,

beispielsweise pulverförmige Substanzen, Granulate, durch die Größe der Mahlkörper bedingter Mahlplastische Substanzen und feste Teilchen enthaltende intensität zu unterteilen. Solche Rührwerksmühlen Flüssigkeiten zu verstehen. . Derartige fließfähige sind beispielsweise in der deutschen Patentschrift Stoffe sind unter anderem in der Lebensmittelindu- 1250 246 und in Figur 2 der französischen Patent-

strie, der chemischen Industrie und der Farbstoff- io schrift 1410133 beschrieben.

Industrie bekannt. Die Zerkleinerung der in diesen Auf diese Weise ist es möglich, das Mahlen in

Stoffen enthaltenen Teilchen wird im allgemeinen in ' mehrere, funktionell unterschiedliche Vorgänge zu

Rührwerksmühleh durchgeführt. Eine bekannte trennen, wobei die Mahlkörper vorzugsweise in den

Rührwerksmühle weist ein vertikal stehendes Ge- in der Richtung des durch die Mühle fließenden

häuse ttiit zylindrischem Innenraum und eine in die- 15 Mahlguts aufeinanderfolgenden Unterteilungen immer

sem Innenraum koaxial angeordnete, drehbare Welle kleinere Abmessungen aufweisen. Dadurch kann eine

auf. Ein Teil des Innenraumes ist als Mahlraum aus- bisher unerreichte Annäherung an die bestmögliche

gebildet, der an seinem unteren und seinem oberen Mahlleistung erzielt werden, indem es möglich ist,

Ende durch je eine mit Durchlaßöffnungen für das die Mahlkörper in jeder Unterteilung entsprechend

Mahlgut versehene Trennwand begrenzt ist Im Be- ao der Größe der dort vorhandenen Teilchen des Mahl»

reich dieses Mahlraumes ist die Welle mit radial vor- guts auszuwählen und die ausgewählten Mahlkörper

stehenden Rührorganen versehen. Weiter enthält die unterschiedlicher Abmessungen sauber voneinander

Rührwerksmühle im Mahlraum eine große Anzahl getrennt zu halten.

vorzugsweise kugelförmiger Mahlkörper. Der für Beim Betrieb solcher Rührwerksmühlen hat sich

diese Mahlkörper verwendete Werkstoff soll eine as nun gezeigt, daß die Viskosität des Mahlguts mit

höchstmögliche Druck- und Verschleißfestigkeit und zunehmender Vermahlung stark zunimmt, was das

ein hohes spezifisches Gewicht aufweisen, und er soll Weitermahlen erschwert, und daß insbesondere beim

außerdem bei der Verwendung in der Lebensmittel- Mahlen von für die Lebens-und Genußmittelindustrie

Industrie physiologisch nicht nachteilig wirken. vorgesehenem Mahlgut das Aroma und den Ge-

Bei der kontinuierlich arbeitenden Rührwerks- 30 schmack nachteilig beeinflussende Gase frei werden,

mühle bewegen die Rührorgane das mit Mahlkörpern Außerdem war als wünschenswert und vorteilhaft

durchsetzte Mahlgut. Die Zerkleinerung der Teilchen gefunden worden, dem Mahlgut während des Mah-

des Mahlguts wird dabei sowohl durch mechanische lens die qualitätsverbessernden Zusatzstoffe zuzu-

Kräfte als auch durch hydraulische Reibung in den setzen.

Zonen erhöhten Druckes zwischen den Mahlkörpern 35 Es ist darum das Ziel der Erfindung, ein Verfahren

und zwischen den Mahlkörpern und der Wand des anzugeben, das es ermöglicht, die Viskosität des

Mahlraums erreicht. Weiter treten oft erhebliche Mahlguts im Verlauf des Mahlvorgangs auf den vor-

Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen benachbarten teilhaftesten Wert einzustellen, das Mahlgut zum

Mahlkörpern auf, die zur Entstehung von hydro- Ableiten unerwünschter Gase zu belüften und dem

dynamischen Scherspannungen führen. 40 Mahlgut wünschenswerte Zusätze beizumischen.

Um das Mahlgut, bevor es in den eigentlichen Das erfindungsgemäße Verfahren zum kontinuier-Mahlraum eingeleitet wird, gründlich zu vermischen, liehen Zerkleinern fließfähiger körniger Stoffe mittels ist auch schon eine Rührwerksmühle vorgeschlagen bewegter Mahlkörperhaufwerke in mehreren Mahlworden, in der ein von Mahlkörpern freier Disper- stufen unterschiedlicher, durch die Größe der Mahlgierraum vorgesehen ist Bei einer solchen in der 45 körper bedingter Mahlintensität ist dadurch gekenndeutschen Patentschrift Nr. 1227 767 beschriebenen zeichnet, daß zwischen den einzelnen Mahlstufen Rührwerksmühle werden die zu mischenden und zu unterschiedlicher Intensität mahlkörperfreie Bearbeimahlenden Stoffe in den unter dem Mahlraum ange- tungsstufen zur Verringerung der Viskosität des ordneten Dispergierraum eingeführt und darin mit Mahlguts, zu seiner Belüftung und/oder zum Zusetzen Hilfe von scheibenförmigen, an einer vertikalen 50 von Zusatzstoffen vorgesehen sind.
Drehachse befestigten Dispergiervorrichtungen gut Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figur, an durchmischt, bevor sie durch eine als Sieb ausge- Hand eines zur Durchführung des neuen Verfahrens bildete Trenneinrichtung in den Mahlraum gelangen. vorgesehenen Rührwerksmühle näher erläutert wer-

Es ist bekannt, daß sich die Mahlleistung durch den.

Verkleinerung der Durchmesser der Mahlkörper er- 55 Die Figur zeigt .eine Rührwerksmühle, deren Mahlhöhen und damit die erforderliche Mahldauer ver- raum in mehrere Mahlstufen unterteilt ist, zwischen mindern läßt. Andererseits ist zum Zerkleinern des welchen Mahlstufen von Mahlkörpern freie Bearbei-Mahlguts ein Mindestdurchmesser der Mahlkörper tungsstufen angeordnet sind.

erforderlich, indem die Größe der Mahlkörper in Die gezeigte Rührwerksmühle besteht aus einem einem bestimmten Verhältnis zur Größe der zu zer- 60 zylindrischen Gehäuse 60 und einer Welle 61, die kleinernden Teilchen stehen muß. Um nun eine opti- konzentrisch zueinander angeordnet sind. Das zylinmale Mahlleistung zu erreichen, muß mit der in drische Gehäuse ist unten und oben durch Abschluß-Richtung des aufsteigenden Durchflusses des Mahl- siebe oder Reibspalte 62 bzw. 63 abgeschlossen. In guts abnehmenden Teilchengröße auch der Durch- den Bodenraum 64 führt eine Leitung 65, die für die messer der Mahlkörper abnehmen. In der Praxis hat 65 Zuleitung der zu mahlenden Masse vorgesehen ist sich jedoch gezeigt, daß beim Füllen der Rührwerks- und eine weitere Leitung 66, durch die ein Behandmühlen mit Mahlkörpern verschiedener Größe, die lungsmedium, wie beispielsweise Luft, in die Masse ihrem Durchmesser entsprechend geschichtet sind, eingeführt werden kann. An den oberen Abschluß-

raum 67 ist eine zum Wegführen der gemahlenen und behandelten Masse vorgesehene Leitung 68 angeschlossen. Die Welle ist an ihrem oberen Ende mit einem stufenlos regulierbaren Getriebe 70 verbunden, das von einem nicht gezeigten Elektromotor angetrieben wird. Auf der Welle sind in vertikalen Reihen ausgerichtete und als. Schaufelblätter ausgebildete Rührorgane 75, 75', 75" angeordnet. Die Schaufelblätter bilden vertikale Reihen, die in der Längsrichtung der Reihe, d. h. senkrecht gegeneinander verschoben sind., Diese Verschiebung ist so gewählt, daß bei der Verwendung von gegen die Horizontale geneigten Schaufelblättern, die untere und die obere Kante eines Schaufelblattes auf der gleichen Höhe wie die obere bzw. untere Kante seiner benachbarten Schaufelblätter liegen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß beim Drehen der Welle keine horizontale Schicht möglich ist, die von den Schaufeln nicht erfaßt wird, und daß die in die Rührwerksmühle eingegebene Masse nicht nur gemahlen, sondern auch zuverlässig von unten nach oben transportiert wird. Weiter ist im mittleren Mahlraum 86 zwischen den Schaufelblättern ein kreisringförmiger Abstreifring 76 auf der Welle 61 befestigt, der dafür vorgesehen ist, den Strom der in einer Randschicht vertikal an der Welle aufsteigenden Masse zu unterbrechen und diese Randschicht in die übrige Masse einzuleiten und mit dieser zu vermischen.

Der gesamte vom Gehäuse 60 umfaßte Raum ist durch Trenneinrichtungen 80, 81, 82, 83 in fünf Räume mit unterschiedlichen Funktionen unterteilt. Jede der Trenneinrichtungen ist als Trennsieb ausgebildet. Die zwischen dem unteren Abschluß 62 und der Trenneinrichtung 80, und zwischen den Trenneinrichtungen 81 und 82, und zwischen der Trenneinrichtung 83 und dem oberen Abschluß 63 angeordneten Räume 85, 86 und 87 sind mit Kugeln 51, 52 bzw. 53 unterschiedlichen Durchmessers gefüllt. Auf der Welle 61 sind in dem von den Trenneinrichtungen 80 und 81 begrenzten Raum 88, ebenso wie in den mit Mahlkörpern versehenen Räumen 85, 86 und 87 als Schaufelblätter ausgebildete Rührorgane angeordnet. Dagegen enthält dieser Raum 88 keine Mahlkörper. Der zwischen den Trenneinrichtungen 82 und 83 liegende Raum 89 weist zwei als kreisringförmige Scheiben ausgebildete und auf der Welle 61 befestigte Rührorgane 90 und 91 auf. Auch dieser Raum 89 enthält keine Mahlkörper. Der untere Teil und der obere Teil des Raumes 89 sind mit Rohrleitungen 95 und 96 verbunden, die durch nicht so gezeigte Ventile absperrbar sind.

Beim Betrieb wird die zu mahlende Masse durch die Leitung 65 in den unteren Raum 64 gepumpt, dort zwischen den Mahlkugeln auf einer sehr komplizierten Bahn zur Trenneinrichtung.80 geführt, durch welche sie in den Raum 88 eintritt. Dieser Raum enthält wie bereits erwähnt, keine Mahlkörper, so daß die Masse ungehindert den raschen Bewegungen der Schaufelblätter folgen kann und stark geknetet und durchmischt wird. Wie die Erfahrung gezeigt hat, kann auf diese Weise die Viskosität der Masse, besonders wenn es sich um eine Schokoladenmasse handelt, merklich verringert werden. Nach dem Durchlaufen des - Raumes 88 tritt die Masse dann durch die Trenneinrichtung 81 in den mittleren Mahlraum 86 ein, wo sie auf ähnliche Art wie im unteren Mahlraum, aber mit kleineren Mahlkugeln weitcrgemahlcn wird. Die Masse verläßt dann den mittleren Mahlraum durch die Trenneinrichtung 82 und gelangt in einen von Mahlkugeln freien Raum 89. In diesem Raum wird durch die Leitung 95 kontinuierlich Luft eingeströmt, die sich mit der durch in diesem Raum als Scheiben ausgebildeten. Rührorgane stark durchgewirbelten Masse vermischt.vDabei wird die -Masse vollkommen durchlüftet^'was wiederum insbesondere bei der Verwendung'-der Rührwerksmühle in der Lebensmittelindustrie wichtig ist Die Luft wird dann, nachdem sie mit den in der Masse beim Mahlen und Kneten gebildeten unerwünschten gasförmigen, leicht verdampfbaren Stoffen beladen ist, durch die Leitung 96 wieder abgesaugt. Die durchlüftete Masse dringt dann durch die Trenneinrichtung 83 in den oberen Mahlraum 87 ein, wo sie nochmals mit Hilfe der Mahlkugeln 53 feinst gemahlen wird. Die fertig gemahlene Masse, die den oberen Mahlraum durchlaufen hat und durch die Trenneinrichtung 63 ausgetreten ist, wird dann aus dem oberen Abschlußraum 67 durch die Leitung 68 gesaugt, um weiterbehandelt oder sogleich verwendet zu werden.

Es ist natürlich auch möglich, in den von Mahlkugeln freien Raum 89 an Stelle von Luft irgendein neutrales, nicht oxydierendes Gas, wie beispielsweise Stickstoff, einzuleiten. Es kann auch an Stelle eines Gases irgendein anderes Behandlungsmedium oder ein Zusatzstoff eingeleitet werden. Auch die beschriebene Aufteilung der Mühle in drei Mahlräume und zwei von Mahlkörpern freie Räume kann der besonderen Verwendung der Mühle angepaßt werden, indem beispielsweise nur ein von Mahlkörpern, freier Raum oder mehr als zwei solche Räume vorgesehen sind. Schließlich kann auch der erste von Mahlkörpern freie Raum mit nach außen geführten Leitungen versehen sein, um Behandlungsmedien oder Zuschlagstoffe einzuleiten.

Die Verwendung der beschriebenen Rührwerksmühle ist nicht auf das Mahlen von in der Lebensmittelindustrie verwendbaren Massen beschränkt, sondern kann ebensogut zum Feinmahlen von anorganischen Aufschlämmungen, wie beispielsweise Farbstoffen oder von in flüssiger Form vorliegenden Kunststoffen, verwende., werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Zerkleinern fließfähiger körniger Stoffe mittels bewegter Mahlkörperhaufwerke in mehreren Mahlstufen unterschiedlicher, durch die Größe der Mahlkörper bedingter Mahlintensität, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Mahlstufen unterschiedlicher Intensität mahlkörperfreie Bearbeitungsstufen zur Verringerung der Viskosität des Mahlgutes, zu seiner Belüftung und/oder zum Zusetzen von Zusatzstoffen vorgesehen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Mahlintensität in den einzelnen Mahlstufen als auch die Bewegungsintensität in den dazwischenliegenden mahlkörperfreien Bearbeitungsstufen in'Richtung des Mahlgutflusses abnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Mahlguts in den mahlkörperfreien Bearbeitungsstufen wesentlich geringer als in den eigentlichen Mahlstufen ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einer mahlkörperfreien Bearbeitungsstufe dem Mahlgut ein Gas zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas dem Mahlgut am Anfang der manlkörperfreien Bearbeitungsstufe zugeführt und an ihrem Ende wieder abgeführt wird.

6. Rührwerksmühle mit vertikaler Achse zum kontinuierlichen Zerkleinern fließfähiger körniger Stoffe, in dessen zylindrischem Mahlraum eine koaxial angeordnete und mit einer Vielzahl von radial abstehenden Rührorganen versehene Welle vorgesehen ist und dessen Mahlraum durch horizontal angeordnete, mit Durchlaßöffnungen versehene Trenneinrichtungen in mehrere Mahlkammern unterteilt ist, wobei in jeder Mahlkammer frei bewegbare Mahlkörper vorgesehen sind, und die Mahlkörper in jeder Mahlkammer andere Abmessungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlraum mindestens eine zum Einleiten bzw. Ableiten von für das Mahlgut vorgesehenen Zusätzen oder Behandlungsmedien vorgesehene und zwischen Mahlkammern (86,87) mit Mahl· körpern (52, 53) unterschiedlicher Abmessungen angeordnete und mit geeigneten Leitungen (95, 96) verbundene, von Mahlkorpera freie Bearbeitungskammern (89) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen