DE19717161A1 - Vorrichtung zum Aufschließen eines pulvrigen Stoffes - Google Patents

Vorrichtung zum Aufschließen eines pulvrigen Stoffes

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/30—Injector mixers
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierli­ chen Aufschließen eines schwer benetzbaren pulvrigen Stof­ fes in einer Flüssigkeit mit einer Aufgabeeinrichtung für den pulvrigen Stoff und mit einer nachgeschalteten Dis­ pergiervorrichtung.
Derartige Vorrichtungen, mit welchen schwer aufschließbare pulvrige Stoffe, wie beispielsweise Dickungsmittel und Sta­ bilisatoren, in eine kolloidale Lösung bzw. Dispersion ge­ bracht werden können, sind grundsätzlich bekannt. Üblicher­ weise müssen die Trockenstoffe systembedingt chargenweise mehrmals die Dispergiervorrichtung passieren, so daß ihre Struktur stark beansprucht und zerschlagen werden kann.
Außerdem sind auch kontinuierlich arbeitende Vorrichtungen bekannt, die in einem Durchlauf die pulverigen Stoffe benetzen bzw. aufschließen, jedoch pulverberührte Teile verkleben und somit den Produktionsprozeß unterbrechen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschließen eines schwer benetzbaren pulvrigen Stoffes in einer Flüssigkeit anzuge­ ben, mit welcher auf einfache Weise ein kontinuierliches Verarbeiten ohne Verklebungen an pulverberührenden Bereichen bei gleichzeitiger zuverlässiger Benetzung und Aufschluß jedes einzelnen Pulverpartikelchens möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 gelöst. Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein Verkleben des pulvrigen Stoffes in pulverberührenden Berei­ chen, insbesondere im Auslaßbereich der Aufgabeeinrichtung, im Einsaugbereich, Kontaktbereich von Pulver und Flüssig­ keit oder in der Dispergierkammer verhindert wird, wo an­ sonsten durch den ersten Kontakt mit der Flüssigkeit die Gefahr von Verklumpen und Verkleben besteht. Auf diese Weise kann über unbegrenzten Zeitraum problemlos kontinu­ ierlich, bei Bedarf aber auch chargenweise, gearbeitet wer­ den. Dadurch wird die Standzeit verlängert und eine re­ gelmäßige Reinigung in kurzen Abständen überflüssig.
Es ist zweckmäßig, daß der Auslaß der Vorbenetzungseinheit tangential in die Dispergiereinrichtung geführt ist, weil durch den so entstehenden "Drall" (Radialströmung) des ein­ strömenden Gemisches ein Gegendruck vermieden und der Ab­ transport des Produktes gefördert wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Injektor mit einer verstellbaren Düse für unter­ schiedliche Konzentrationseinstellungen versehen ist. Das hat ferner den Vorteil, daß zu Beginn einer Flüssigkeitszu­ fuhr die Düse zunächst geschlossen werden kann, so daß Rückschläge der Flüssigkeit in den Auslaß der Aufgabeein­ richtung verhindert und die Gefahr von Pulververklebungen vermieden werden.
Grundsätzlich ist es bei bestimmten Pulvern zur Erzielung einer maximalen Konzentration zweckmäßig, die Aufgabeein­ richtung unmittelbar über dem Injektor anzuordnen. Anderer­ seits kann es in vielen Anwendungsfällen vorteilhaft sein, daß der Auslaß der Aufgabeeinrichtung unterhalb des Ein­ lasses der Vorbenützungseinheit angeordnet ist und dazwi­ schen eine Schlauchverbindung vorhanden ist.
Sehr gute Ergebnisse werden dadurch erzielt, daß die Rota­ tionsachse der Dispergiereinrichtung horizontal ausgericht­ et ist und die Längsachse der Vorbenetzungseinheit vertikal verläuft, wobei der Auslaß der Vorbenetzungseinheit verti­ kal in die Dispergiereinrichtung mündet. Grundsätzlich ar­ beitet die Vorrichtung aber auch zufriedenstellend, wenn die Rotationsachse der Dispergiervorrichtung vertikal und die Längsachse der Vorbenetzungseinheit horizontal oder vertikal ausgerichtet ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Dispergiereinrichtung eine Pumpe nachgeschaltet ist. Besonders bei hochviskosen Produkten kann der Abtrans­ port auf diese Weise besonders zuverlässig gewährleistet werden. Außerdem wird auf diese Weise ein Rückschlag der Flüssigkeit in den Injektor mit einer dadurch verursachten Blockagewirkung durch quellendes Pulver ausgeschlossen. Die zusätzliche Saugwirkung der Pumpe erzeugt ferner eine Er­ höhung der Konzentration. Für den Fall, daß in der Disper­ giereinrichtung ein Rotor mit Pumpwirkung vorhanden ist, kann dieser unter Umständen entfallen.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung be­ steht darin, daß die Dispergiereinrichtung mit mindestens einem Einlaß zur Zuführung von Verdünnungsflüssigkeit und/oder Dampf versehen ist. Damit kann ein kontinuierliches Verdünnen oder Einstellen auf die gewünschte Produktkon­ zentration vorgenommen werden. Durch die Dampfzuführung ist es möglich, die Lösung in der Dispergiereinrichtung zu er­ hitzen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben.
Die einzige Figur zeigt schematisch einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Über eine trichterförmige Aufgabeeinrichtung 10 wird ein schwer benetzbarer pulvriger Stoff, beispielsweise ein Ver­ dickungsmittel wie Xanthan, in eine Vorbenetzungseinheit 11 gesaugt und gelangt von dort in eine Dispergiereinrichtung 12. In dem dargestellten Beispiel befindet sich ein Auslaß 16 der Aufgabeeinheit 10 unterhalb und neben einem Einlaß 17 der Vorbenetzungseinheit 11. Alternativ kann der Auslaß 16 beispielsweise auch neben oder über dem Einlaß 17 ange­ ordnet sein. Über eine Schlauchverbindung 18 wird die Ver­ bindung zwischen beiden hergestellt. Anstelle der darge­ stellten Aufgabeeinheit 10 kann auch eine selbsttätige Ab­ saugeinrichtung vorgesehen sein.
Die Vorbenetzungseinheit 11 umfaßt einen Injektor 13 mit einer verstellbaren Düse 15. In die Kammer des Injektors wird über eine radiale Zuführöffnung 20 eine Flüssigkeit unter Druck eingeführt. Die aus dem Injektor 13 über die Düse 15 ausströmende Flüssigkeit reißt aufgrund des er­ zeugten Saugdruckes den pulvrigen Stoff mit sich, wobei eine intensive Benetzung der Pulverteilchen erfolgt.
Der Auslaß 14 der Vorbenetzungseinheit mündet tangential in die zylindrisch ausgebildete Dispergiereinrichtung 12. Sie besteht in dem dargestellten Beispiel aus einer Mischkammer 23 mit einem Rotor 22, bestehend aus einem oder mehreren Zahnkränzen 24 und innenliegendem Pumpflügel 27 sowie einem Stator 28. Der Stator 28 besteht aus einem oder mehreren Zahnkränzen. Die Zahnkränze des Rotors und des Stators sind konzentrisch ineinander angeordnet. Das Produkt wird in ei­ ner Zwangspassage durch das Schersystem geführt. Anstelle des verzahnten Rotor/Stator-Systems kann auch ein Prall­ flächensystem (Stator und/oder Rotor-Prallflächen) oder ein anderes Dispergiersystem eingesetzt werden (nicht darge­ stellt). Über einen Auslaßstutzen 25 wird die dispergierte Lösung in tangentialer Richtung aus der Mischkammer 23 aus­ geführt.
An einen weiteren Einlaß 26 kann zusätzlich eine Verdün­ nungsflüssigkeit und/oder Dampf zur Erwärmung der Lösung zugeführt werden.
In dem dargestellten Beispiel sind die Rotationsachse 21 des Pumpenrades 22 horizontal und die Längsachse der Vor­ benetzungseinheit 11 vertikal angeordnet.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschließen eines schwer benetzbaren pulvrigen Stoffes in einer Flüs­ sigkeit mit einer Aufgabeeinrichtung für den pulvri­ gen Stoff und mit einer nachgeschalteten Dispergier­ vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Aufgabeeinrichtung (10) oder Absaug­ einrichtung und der Dispergiereinrichtung (12) ein mit Druckflüssigkeit beaufschlagbarer Injektor (13) als Vorbenetzungseinheit (11) geschaltet ist.
2. Löse-/Dispergiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (14) der Vorbenetzungseinheit (11) tangential in die Dispergiereinrichtung (12) geführt ist.
3. Löse-/Dispergiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (13) mit einer verstellbaren Düse (15) zur wahlweisen Konzentrationseinstellung versehen ist.
4. Löse-/Dispergiervorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Auslaß (16) der Aufgabeeinrichtung (10) un­ terhalb des Einlasses (17) der Vorbenetzungseinheit (11) angeordnet ist und dazwischen eine Schlauchver­ bindung (18) vorhanden ist.
5. Löse-/Dispergiervorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Rotationsachse (21) der Dispergiereinrichtung (12) horizontal ausgerichtet ist und die Längsachse (19) der Vorbenetzungseinheit (11) vertikal verläuft, wobei der Auslaß (14) der Vorbenetzungseinheit (11) vertikal in die Dispergiereinrichtung (12) mündet.
6. Löse-/Dispergiervorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispergiereinrichtung (22) eine Pumpe nachge­ schaltet ist.
7. Löse-/Dispergiervorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiereinrichtung (12) mit mindestens einem Einlaß (22) zur Zuführung von Verdünnungsflüs­ sigkeit und/oder Dampf versehen ist.
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