DE3014952A1

DE3014952A1 - Verfahren und vorrichtung zum verwirbeln von fliessunwilligen haufwerken

Info

Publication number: DE3014952A1
Application number: DE19803014952
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Fischer; Guenther Freyer; Rolf Dipl Ing Schirner
Original assignee: Zucker & Staerkeind
Current assignee: Zucker & Staerkeind
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1981-10-22

Description

Verfahren und Vorrichtl g zum Verwirbeln fließunwilliger
Haufwerke Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verwirbeln von fließunwilligen Haufwerken in einer mechanisch erzeugten Wirbelschicht.
Haufwerke mit großer spezifischer Oberfläche neigen beim Herstellen wäßriger Lösungen oder Suspensionen infolge ungenügender Benetzung zur Klumpenbildung. Außerdem haben sie zum Teil ein extrem schlechtes Pließverhalten.
Für verschiedene Verfahrensaufgaben, wie z. B. die Mischung mit einer flüssigen Reaktionskomponente, die Granulierung zur Verbesserung des Rieselverhaltens, die Agglomerierung zur Erzielung eines Instant-Produktes und andere Aufgaben ist das Inberührungbringen von Flüssigkeiten mit vorwiegend fließunwilligen Haufwerken notwendig.
Es sind bereits vertikale Wirbelschichtapparaturen wie beispielsweise in Chemie-Ing.-Techn. 30 (1958) 12, 862/7 beschrieben mit einem schnellaufenden rotierenden Bodenrüllrer mit vertikaler Antriebswelle bekannt. Diese Wirbelschichtapparaturen arbeiten sehr energieaufwendig.
Das behandelte Haufwerk wird in diesen beschriebenen Wirbelschichtapparaturen intensiv mechanisch beansprucht und erwärmt sich durch die übertragene mechanische Energie zum Teil sehr stark. Diese Wirbelschichtapparaturen sind deshalb nicht befriedigend einsetzbar.
Bekannt sind weiterhin horizontale Wirbelschiclitapparaturen gem. DE-OS 1 442 031, mit einem zylindrischen Apparategehäuse und einem mittig angeordneten horizontalen schnellaufenden Mischwerkzeug. Die Verwirbelung des Haufwerkes erfolgt vorwiegend auf einer umlaufenden Kreisbahn. Durch entstehende Zentrifugalbesclileunigung tritt eine Feststoffkonzentration in Wandnähe des Apparategehäuses auf. Die Anbringung von Schaulöchern, Stützen, Einfüllöffnungen usw. im zylindrischen Außenmantel führt bei den beschriebenen horizontalen Wirbel schichtapparaturen nicht zur Funktionsfähigkeit der darin angeordneten Arbeitselemente, wie z. B. Sprühdüsen, Schaugläser. Das hat seine Ursache darin, daß bei den Unterbrechungen der kreisförmigen Wandung durch die angeführten Arbeitselemente das auf der Kreisbahn umlaufende Hauferk diese radial verläßt und durch Öffnungen aus dem Apparat geschleudert wird oder die angeordneten Arbeitselemente unbrauchbar macht;. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Wirbelsoiiichtapparaturen besteht in der ungünstigen Verweilzeit bei kontinuierlicher Fahrweise.
Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verwirbeln fließunwilliger Haufwerke auszubilden, mittels derer eine hohe Arbeitsproduktivität bei vermindertem Energieaufwand und gesicherter Qualität erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verwirbeln fließunwilliger Haufwerke mit großer spezifischer Oberfläche zu schaffen, die eine störungsfreie Funktion und ein verbessertes Verweilzeitverhalten gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei welchem das vertikal und mittig, in Bezug auf die Gesamtvorrichtung, aufgegebene Haufwerk mit variabler Verweilzeit radial beschleunigt, auf einer Umlaufbahn gegeläufig gefördert und tangential, aufeinandertreffend abgeworfen wird, wobei das gegenläuSig geförderte auf werk abgebremst und mit hoher Aufladung vertikal abfallen in teilströme geteilt und benutzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Benetzung des Laufwerkes ein flüssiges Medium eingetragen.
Die Umlaufgeschwindigkeit der Mischerelemente beträgt 10 m/s bis 40 m/s, vorzugsweise 15 m/s bis 25 m/s.
Erfindungsgemäß ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem durch peripheral sich berührende, komplementäre Teilzylinder gebildeten Arbeitsraum, gegenläufig um parallele lTischervellen, die in einem Abstand von mindestens zwei mal dem Radius des Teil zylinders angeordnet sind, rotierende horizontale Mischerorgane mit verstellbaren Mischerelementen angeordnet sind, wobei die Teilzylinder im oberen Bereich eine gemeinsame Tangentialstrecke in welche einmündend Einfüllstutzen und Sprühvorrictungen angeordnet sind und im unteren Bereich ein gemeinsames Herzstück aufweisen und im Bodenbereich des Arbeitsraumes Austragstutzen angeordnet sind.
Zweckmäßigerweise ist die Tangentialstrecke mit einer Erstreckung von zwei mal dem Radius ausgebildet.
Die obere Verbindung der beiden komplementären Deilzylinder durch eine Tangentialstrecke schafft gute Vorausset zungen für die Anbringung von Apparateöffnungen. Durch die Umwandlung der Radialkomponente in eine Tangentialkomponente kommt es praktisch zu keinem Austritt von verwirbeltem Material aus den Apparateöffnungen. Durch die besonders dichte Aufladung in der Abbremsungszone bestehen weiterhin gute Voraus set zungen für das Aufeinandert reffen von Teilchen und Flüssigkeitströpfchen, weshalb die Granulierung und Agglomerisierung vorteilhaft durchgeführt werden kann.
Die Aufenthaltsdauer bei kontinuierlicher Zu- und AbSührung des Wirbelgutes kann gesteuert werden durch Anstellung der Mischerelemente, durch Einhaltung eines Gefälles im Wirbelraum sowie durch Einbau von Stauorganen, wie z. B. Staublechen.
Erfindungsgemäß wird der Einbau von blendenförleigen Staublechen vorgezogen. D:Le eingebauten blendenförmigen St aubleche verbessern das Verweilzeitverhalten wesentlich, das .sich dem Verweilzeitverhalten mehrstufiger pneumatischer Wirbelschichtapparaturen annähert.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen; Pig. 1: einen Schnitt A-A des Arbeitsraumes der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 2; Fig. 2: einen Schnitt B-B der erfindungsgemaßen Vorrichtung nach Pig. 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird gebildet von zwei peripheral sich berührenden komplementären Teil zylindern 1, die einen gemeinsamen Arbeitsraum bilden. In den Deilzylindern 1 sind auf parallelen Mischerwellen 6 gegenläufig rotierende horizontale QUischorgane 7 angeordnet. Die Mischorgane 7 weisen Mischerelemente 12 auf, die ggf. auch verstellbar ausgebildet sein können.
Der gemeinsame Arbeitsraum weist oberhalb der Mischerwellenebene eine Tangentialstrecke 2 auf. In dieser Tangentialstrecke 2 können zusätzlich Abweisbleche 3 vorgesehen sein. Oberhalb der Tangentialstrecke 2 sind Sprühvorrichtungen 5 über Stützen 4 mikttig und vertikal einmündend angeordnet. Ebenfalls in diese Bereich einmündend ist ein Einftillstutzen 10 vorgesehen. Im Bodenbereich des Arbeitsraumes ist ein Austragstutzen 11 angebracht. Im Bodenbereich der komplementaren Teil zylinder 1 ist ein Herzstück 13 ausgebildet. Weiterhin sind im Arbeitsraum Zwischenwände 14 vorgesehen. Ein Gestell 9 nimmt die gesamte Vorrichtung auf.
Im folgenden soll die Punktion der Vorrichtung anhand bevorzugter Beispiele beschrieben werden.
Beispiel 1 Vermischen einer geringen Menge Katalysatorsäure mit- handelsüblicher Stärke zur Erzeugung eines Vorproduktes bei der Herstellung von Dextrin.
Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Beispiels 1 ist der Arbeitsraum 3.000 mm lang. Der Durchmesser der komplementären Teil zylinder 1 beträgt 400 mm. Die Länge der Tangentialstrecke 2 betragt ebenfalls 400 mm. Die Mischorgane 7 laufen mit ca. 300 U/min gegenläufig, beidseitig zur Tangentialstrecke 2 abwerfen. Der Vorrichtung werden kontinuierlich ca. 5 t/ handelsübliche Stärke zugeführt. Der Säurezusatz beträgt 0,3 % verdünnte Salpetersäure pro t handelsübliche Stärke. In der Vorrichtung wird die Säure homogen verteilt. Die bei dem konventionellen Verfahren der Dextrinherstellung notwendige Nachreifung der angesäuerten Stärke kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung entfallen.
Beispiel 2 Granulierung von Dextrin In die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Beispiel 1 werden stündlich 2 t Dextrin mit einer Feuchte von 1,2 % eingeleitet. In das intensiv verwirbelte Dextrin werden über Einstoffdüsen diesem 230 Liter H2O pro Stunde eingedüst.
Das granulierte Dextrin hat eine Endfeuchte von 20,2 %.
Es zeichnet sich durch gute Fließeigenschaften aus und benetzt sich bei der Leimzubereitung, so daß hlumpenbildung nicht auftritt.
Beispiel 3 Agglomerisierung eines Stärkehydrolyseproduktes Ein trockenes Stärkehydrolyseprodukt mit einem Peuchtegehalt von 6 % sowie einem Schüttgewicht von 0,5 t/m3 wird kontinuierlich in die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Beispiel 1 eingespeist. Mit einer Zweistoffdüse wird Flüssigkeit zugeführt. Als Treibmittel dient Mitteldruckdampf. Das agglomerisierte trockene Stärkehydrolyseprodukt hat eine Schüttdichte von 0,4 t/m3. Die Feuchtezunahme beträgt ca. 0,5 %. Das agglomerisierte Stärkehydrolyseprodukt kann mit 80 - 850C warmem Wasser bohne Klumpenbildung gelöst werden.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Teilzylinder 2 Tungentiulstrecke 3 Abweisblech 4 Stutzen 5 Sprühvorrichtung 6 Mischerwelle 7 Mischorgan 8 / 9 Gestell 10 Einfüllstutzen 11 Auftragsstutzen 12 Mischerelement 13 Herzstück 14 Zwischenwand

Claims

at ent ansprüche 1. Verfahren zum Verwirbeln fließunwilliger Haufwerk mit großer spezifischer Oberfläche in einer mechanisch erzeugten Wirbelschicht, gekennzeichnet dadurch, daß das vertikal und mittig aufgegebene Haufwerk mit variabler Verweilzeit radial beschleunigt, auf einer Umlaufbahn gegenläufig gefördert und tangential aufeinandertreffend abgeworfen wird, wobei selbiges abgebremst und mit hoher Aufladung vertikal abfallend in Teilströme geteilt und benetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Benetzung des Haufwerkes ein flüssiges Medium eingetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Umlaufgeschwindigkeit von 10 m/s bis 40 m/s, vorzugsweise 15 m/s bis 25 m/s angewendet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß in einem, durch peripheral sich berührende, komplementäre tUeilzylinder (1) gebildeten Arbeitsraum, gegenläufig im parallel zueinander angeordnete Mischerlellen (6), die in einem Abstand von mindestens zwei mal dem Radius (R) angeordnet sind, rotierende horizontale Mischorgane (7) mit verstellbaren Mischerelernenten (12) angeordnet sind, wobei die Teilzylinder (1) im oberen Bereich eine gemeinsame Tangentialstrecke (2), in welche einmündend Einfüllstutzen (10) und Sprühvorrichtungen (5) angeordnet sind und im un-teren Bereich ein gemeinsames Iierzstück (13) aufweisen, wobei im Bodenbereich des Arbeitsraumes Antragstutzen (11) ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, das die Tangentialstrecke (2) mit einer Erstreckung von 2 R ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Mischerelemente (12) als blendenförmige Staubleche ausgebildet sind.