Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern in einem chargenweise oder kontinuierlich arbeitenden Mischbehälter mit einem oder mehreren Fluiden oder Pasten.

[0002] Ein derartiges Verfahren ist durch die DE 39 13 384 A1 bekannt geworden.

[0003] Bei der Herstellung von z.B. Scheuer-, Putz-, oder Reinigungsmitteln sind häufig Mischvorgänge notwendig, bei denen Flüssigkomponenten auf trockene Trägerstoffe aufgebracht werden müssen. Es ist bekannt, die Flüssigkeit über Düsen oder Einfüllstutzen, zum Teil als Dampf, zuzuführen. Um die Flüssigkeit gleichmäßig zu verteilen und eine Agglomeratbildung zu verhindern, werden in den Mischern häufig Messerköpfe eingesetzt. Durch die Messerköpfe kann aber auch eine Zerkleinerung der Trägerstoffe erfolgen, so dass deren Einsatz bei fragilen Trägerstoffen ungeeignet ist.

[0004] Bei der Verdüsung von Fluiden können die Messerköpfe evtl. entfallen. Sollen jedoch Trägerstoffe mit viskosen oder pastenartigen Stoffen überzogen werden, so bereitet das Verdüsen solcher Pasten Schwierigkeiten, da die Düsen leicht verstopfen. Ferner führen Pasten zur Agglomeratbildung.

[0005] Um anfallende Schüttgüter weiterverarbeiten und/oder recyceln zu können, müssen sie i.d.R. transportiert werden. Der Transport kann bereits innerhalb des Produktionsablaufes in den Fabriken, beispielsweise durch Fließbänder oder Förderschnecken, oder später durch einen Transport in Containern und/oder auf LKW-Ladeflächen, notwendig werden.

[0006] Beim Verladen und beim Transport der Schüttgüter kommt es durch die Neigung zur Staubentwicklung der Schüttgutpartikel dazu, dass die Oberflächen von Vorrichtungen, Maschinen, Gegenständen usw., die sich in der Nähe des Verladeortes befinden, mit Schüttgutstaub bedeckt werden.

[0007] Der Neigung zur Staubentwicklung kann mit einer zusätzlichen Befeuchtung durch eine Besprühung mit einem flüssigen Medium entgegengetreten werden, wie dies beispielsweise durch das aus der DE 39 13 384 A1 bekannte Verfahren möglich ist.

[0008] Zur Befeuchtung der einzelnen Schüttgutpartikel ist bei einer Mischvorrichtung nach der Lehre der DE 39 13 384 A1 eine zusätzliche Düse zum Besprühen der Schüttgutpartikel vorgesehen. Dabei kann es zum Kleben von Staub an der Düse kommen, wodurch die Düse verstopft, und zum Kleben von Staub an der Mischerwand kommen.

Aufgabe der Erfindung

[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur gleichmäßigen Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern mit Fluiden oder Pasten zu entwickeln.

Gegenstand der Erfindung

[0010] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Fluide oder Pasten unter ihren Festpunkt abgekühlt werden, ehe sie in den Mischbehälter eingebracht und mit den im Mischbehälter befindlichen Schüttgütern vermischt werden und dass die festen Fluide oder Pasten im Mischer während des Mischprozesses oder nach einem abgeschlossenen Mischprozess rückverflüssigt werden.

[0011] Dieses Verfahren ermöglicht es, Fluide oder Pasten mit Schüttgütern optimal zu vermischen, so dass eine gleichmäßige Verteilung der Fluide oder der Pasten in dem Schüttgut entsteht. Voraussetzung dafür ist, dass eine Komponente geschaffen wird, die unter mechanischer Belastung schnell und gleichmäßig vermischbar ist. Erreicht wird das, indem der Aggregatszustand der Fluide bzw. der Pasten geändert wird. In fester Form lassen sich Pasten und Fluide sehr einfach mit Schüttgütern zu einer homogenen Schüttgutmischung vermischen. Somit kann innerhalb kurzer Mischzeiten und minimaler mechanischer Beanspruchung des zu bearbeitenden Mischguts die angestrebte Mischgüte erreicht werden.

[0012] Das Verfahren eignet sich besonders für eine gleichmäßige Verteilung von Fluiden oder Pasten hoher Viskosität und Oberflächenspannung wie z.B. Öle, Lecithine, Harze, Gummen, Gele, Fette, Wachse, Latices, Polymerlösungen und Kleber in hochdispersen oder fragilen sowie flächigen Schüttgütern, da eine Agglomeratbildung durch das Vermischen von Schüttgütern mit gefrorenen Pasten oder Fluiden verhindert wird. Die Schüttgüter können u.a. hydrophobe, lipophobe oder hygroskope Eigenschaften aufweisen.

[0013] Ein weiterer Vorteil der gleichmäßigen und schnellen Verteilung der verfestigten Pasten oder Fluide in einem hochfragilen oder feinstdispersen Feststoffsystem (Schüttgut) besteht darin, dass bei einer Rückverflüssigung der Fluide oder Pasten eine gleichmäßige Benetzung oder Befeuchtung des Schüttgutes erfolgt. Der Zeitpunkt der Rückverflüssigung kann dadurch hinausgezögert werden, dass die Fluide oder Pasten weit unter ihren Festpunkt gekühlt werden. Dieses Verfahren wird auch Kryo-Benetzung genannt.

[0014] Dadurch, dass für das Vermischen der verfestigten Fluide oder Pasten mit den Schüttgütern nur kurze Mischzeiten benötigt werden, wird eine Zerstörung der Schüttgüter vermieden.

[0015] Die Zugabe der unter ihren Festpunkt abgekühlten Pasten oder Fluide in den Mischbehälter kann gleichzeitig mit den zu behandelnden Schüttgütern erfolgen, oder nachdem das Schüttgut eingefüllt wurde, das mit der abgekühlten Paste oder dem verfestigten Fluid behandelt werden soll. Die zeitliche Sequenz des Einfüllens der Schüttgüter und verfestigten Pasten oder Fluide spielt für die vorliegende Erfindung keine Rolle.

[0016] Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Fluide oder Pasten langsam unter ihren Festpunkt abgekühlt werden. Dabei entstehen kristalline Feststoffe mit großen Kristallen.

[0017] In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fluide oder Pasten schockgefroren. Durch das schnelle Verfestigen der Fluide oder Pasten entstehen sehr kleine Kristalle bzw. wird die Kristallbildung weitgehend verhindert, so dass statt kristalliner Festkörper amorphe Festkörper entstehen.

[0018] In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fluide oder Pasten durch Feinstsprühen in eine Gefrierkammer unter ihren Festpunkt abgekühlt wird. Bei dieser Vorgehensweise entstehen sehr kleine feste Partikel, die sich besonders einfach und schnell mit den Schüttgütern vermischen lassen. Weiterhin lassen sich die Partikel aufgrund des kleinen Volumens mit nur geringem Energieaufwand rückverflüssigen. In der Regel wird sogar die Mischtemperatur bzw. der Wärmeinhalt der zu benetzenden Schüttgüter für die Rückverflüssigung ausreichend sein.

[0019] Eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die erstarrten Fluide oder die Pasten mikronisiert werden. Das bedeutet, dass die erstarrten Fluide und Pasten mit an sich bekannten Verfahren und Vorrichtungen zerkleinert werden. Eine Zerkleinerung ist notwendig, um eine gleichmäßige Befeuchtung oder Benetzung zu erreichen. Würden nur große Stücke von erstarrten Fluiden oder Pasten in das Schüttgut eingebracht, so würde bei der Rückverflüssigung punktuell eine zu starke Befeuchtung erfolgen, während an anderen Stellen die Befeuchtung nicht ausreichend wäre. Eine punktuelle starke Befeuchtung könnte zur Agglomeratbildung führen.

[0020] Eine Mikronisierung der erstarrten Fluide oder Pasten hat weiterhin den Vorteil, dass eine exakte Dosierung der zugegebenen erstarrten Fluide oder Pasten erfolgen kann, insbesondere können dem Schüttgut sehr kleine Mengen der mikronisierten Fluide oder Pasten zugeführt werden.

[0021] Vorteilhaft ist es, wenn die erstarrten Fluide oder Pasten vermahlen werden. Hierbei kann die Größe der mit den Schüttgütern zu vermischenden Partikel oder das Kornspektrum vorgegeben werden. Je kleiner die Partikel, desto schneller erfolgt die Rückverflüssigung. Durch geeignete Wahl der Partikelgröße kann der Zeitpunkt der Rückverflüssigung gewählt und deren Dauer vorbestimmt werden. Die Rückverflüssigung soll in der Regel erst erfolgen, wenn eine ausreichende Durchmischung der erstarrten Pasten oder Fluide mit den Schüttgütern erfolgt ist. Bei bestimmten Schüttgütern kann es allerdings auch wünschenswert sein, dass die Adsorption der rückverflüssigten Fluide oder Pasten dadurch erfolgt, dass die Schüttgutpartikel während des Durchmischens das rückverflüssigte Fluid oder die Paste von der Oberfläche der Partikel aufnehmen, wo die Rückverflüssigung zuerst erfolgt. Für diesen Fall wären größere Partikel vorteilhaft, da dadurch die Rückverflüssigung hinausgezögert wird.

[0022] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rückverflüssigung der erstarrten Fluide oder Pasten durch externe Energiezufuhr erfolgt oder beschleunigt wird. Die externe Energiezufuhr kann z.B. durch Kontakt-, Konvektions-, Strahlungs,- oder Mikrowellenbeheizung erfolgen.

[0023] Weiterhin ist es denkbar, dass eine Erwärmung des Schüttguts durch die Mischwerkzeuge erfolgt.

[0024] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern. Dabei werden die Fluide oder Pasten unter ihren Festpunkt abgekühlt, ehe sie mit den zu benetzenden Schüttgütern vermischt werden. Während des Mischens oder nach dem Vermischen mit den Schüttgütern erfolgt die Befeuchtung oder Benetzung durch Rückverflüssigung der erstarrten Fluide oder Pasten. Durch dieses Verfahren wird eine gleichmäßige und agglomeratfreie Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern ermöglicht.

Ansprüche

1. Verfahren zur Benetzung oder Befeuchtung von Schüttgütern in einem chargenweise oder kontinuierlich arbeitenden Mischbehälter mit einem oder mehreren Fluiden oder Pasten, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder Pasten unter ihren Festpunkt abgekühlt werden, ehe sie in den Mischbehälter eingebracht und mit den im Mischbehälter befindlichen Schüttgütern vermischt werden und dass die festen Fluide oder Pasten im Mischer während des Mischprozesses oder nach einem abgeschlossenen Mischprozess rückverflüssigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder Pasten langsam unter ihren Festpunkt abgekühlt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder Pasten schockgefroren werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide oder Pasten durch Feinstsprühen in eine Gefrierkammer unter ihren Festpunkt abgekühlt werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erstarrten Fluide oder die Pasten mikronisiert werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erstarrten Fluide oder Pasten vermahlen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückverflüssigung der erstarrten Fluide oder Pasten durch externe Energiezufuhr erfolgt oder beschleunigt wird.