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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von festen, trockenen, kolloiden Stoffen auf mechanischem Wege.
Die kolloiden Stoffe, welche für viele Industriezweige heute von sehr grosser Bedeutung sind, werden meist auf chemischem Wege gewonnen. Man hat auch schon die Herstellung auf mechanischem Wege versucht. Die bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen haben jedoch kein einwandfreies Resultat ergeben. Zur mechanischen Zerkleinerung dienen Mühlen, insbesondere Schleuder-und Schlagkreuzmühlen, die unter Anwendung verschiedenster Elektrolyten, die als Dispersatoren dienen und unter Zusatz von Schutzkolloiden durch längeres Mahlen die Zerkleinerung des Gutes bis auf die gewünschte Feinheit erreichen sollen. Danach wird das gewonnene Sol aus der Mühle entfernt, in einen Sammelbehälter gebracht und von diesem zu einer Trockenvorrichtung befördert.
Zuweilen muss bei solchen Verfahren die Flüssigkeit, welche die Mühle verlässt, eine komplizierte Zentrifuge passieren, welche die Scheidung des kolloidgelösten Anteiles von den gröberen Beimengungen bewirken soll. Die in der Lösung suspendierten Teilchen müssen danach durch irgendein Trockenverfahren in den für die betreffende Verwendungsart brauchbaren Zustand übergeführt werden.
Es hat sich ergeben, dass das gewonnene Gut nur einen sehr niedrigen Prozentsatz von kolloidalen Stoffen bei diesem Verfahren aufweist, der am meisten über 1% nicht hinausgeht. Der Rest des behandelten Stoffes zeigt eine mehr oder minder grobe Beschaffenheit. Dieses ist daher zu erklären, dass die gewonnene Suspension schon nach kurzer Zeit anfängt zu koagulieren, wodurch ein beträchtlicher Teil der kolloiden Teilchen ausfällt. Auch durch Dispersatoren und Schutzkolloide kann dieser Vorgang der Koagulierung nicht völlig verhindert werden. Ausserdem stellen derartige Schutzmittel eine Verteuerung des ganzen Verfahrens dar.
Die Ausbeute an kolloiden Stoffen wird durch das neue Verfahren bedeutend erhöht. Dieses Verfahren besteht darin, dass die in irgendeiner Flüssigkeit geschlämmten Stoffe ohne Zusatz von Dispersatoren oder Schutzkolloiden zunächst in einer Mühle beliebiger Bauart, also beispielsweise Schlag-, Schleuderoder Reibmühle bis zur Erreichung des kolloidalen Zustandes bearbeitet werden. Hierauf wird die Flüssigkeit, ohne in irgendwelche Sammelbehälter zu gelangen, sofort durch eine Zerstäubungsvorrichtung in eine Trockenvorrichtung bekannter Art befördert, um hier unmittelbar nach dem Verlassen der Mühle aus dem flüssigen kolloiden Zustand in den trockenen Zustand übergeführt zu werden.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist auf der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Mühle im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch die den Mahlvorgang bewirkenden Nuten, Fig. 3 zeigt die Mühle mit der Zerstäubungsvorrichtung und der unmittelbar angeschlossenen Trockenvorrichtung.
Die Mühle besteht aus einem konischen Läufer A, der aus besonderem Stahl hergestellt wird, und geradlinige oder schraubenförmige Nuten a (Fig. 2) von rundem oder eckigem Querschnitt trägt. Der Läufer arbeitet zusammen mit dem feststehenden Gehäuse B, das entsprechende Nuten aufweist und durch Wasser oder eine andere Flüssigkeit gekühlt wird. Beide Teile können zylindrische oder konische Form besitzen. Die konische Form hat den Vorteil, dass man die Mühle sehr genau einstellen kann. Die in den beiden Teilen angeordneten Nuten wirken als Schlag-und Reibungswiderstände und verarbeiten
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hineingebracht Material so vollständig, dass die Stoffe in den kolloiden Zustand übergehen.
Durch die Leitung 0 tritt die Flüssigkeit mit dem aufgeschlämmten Mahlgut tangential in den Raum E ein, welcher zum Läufer hin trichterförmig ausgebildet ist. Auf der Welle F des Läufers, die in irgendeiner Weise angetrieben wird, sitzt ein schraubenförmiger Zubringer M, welcher das Mahlgut zwingt, in den Schlagund Mahlraum einzutreten. Nachdem das Mahlgut in der Mühle zerkleinert worden ist, tritt es am andern
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Gut sofort in den Stutzen 0 befördert, welcher gleichfalls tangential angeordnet ist. Der Stutzen 0 selbst kann düsenförmig ausgebildet sein. Oberhalb des Stutzens 0 sitzt dann eine Düsenkammer G, in welche eine gegebenenfalls mit heisser Pressluft betriebene Düse K eingreift, welche die kolloide Lösung zunächst gegen eine schräge Prallplatte I wirft.
Die Pressluftdüse übt also zwei verschiedene Wirkungen aus, u. zw. wird einmal durch die als Injektor wirkende Düse die kolloide Lösung in die Düsenkammer G hineingerissen und dadurch die Mühle selbst entlastet, so dass der Kraftverbrauch der Mühle herabgesetzt werden kann ; zw. eitens bewirkt die Düse K eine feine Zerstäubung der kolloiden Lösung, welche durch die Prallfläche I noch vergrössert wird. Die Flüssigkeitsnebel treten nun sofort in die Trockenkammer Hein, die in irgendeiner bekannten Weise ausgebildet sein kann, und hier erfolgt die Trocknung der kolloiden Stoffe.
Durch die beschriebene Arbeitsweise der Mühle wird ein kontinuierliches Arbeiten bewirkt. Schäd- liche Räume, durch die bei Mühlen andern Systems ein Teil des Mahlgutes der Schlagwirkung entzogen wird, fallen hier vollständig fort ; das Mahlgut wird vielmehr zu einer ständigen Bewegung gezwungen und tote Ecken und Winkel sind vermieden. Vor allen Dingen sorgt der schraubenförmige Zubringer dafür, dass das gesamte Mahlgut auch in die Mühle eintritt. Durch die injektorartig Wirkung der Düse wird im Mahlraum ein Unterdruck oder eine Saugwirkung hervorgerufen, die gleichfalls befördern auf den Umlauf des Gutes einwirkt.
Auch wird durch die sofortige Zerstäubung und Trocknung des Gutes nach dem Mahlen das gewünschte Produkt auf schnellstem Wege hergestellt und es fällt dabei jeder Zusatz von Dispersatoren und Schutzkolloiden fort, weil die Überführung aus dem flüssigen kolloiden Zustand in den trockenen unmittelbar bewirkt wird. Infolgedessen ist auch eine Zentrifuge nicht notwendig und der Mahlprozess ist von kurzer Dauer. In der Mühle können hoch konzentrierte Aufsehlämmungen bearbeitet werden, deren Konzentration nur von der Austrittsmäglichkeit in den Düsen begrenzt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von festen, trockenen, kolloiden Stoffen auf mechanischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Flüssigkeit aufgeschlämmten Stoffe ohne Zusatz von Dispersatoren oder Schutzkolloiden, nachdem sie in einer an sich bekannten Mühle (Schlagkreuz-, Schleuderoder Reibmühle) in den kolloiden Zustand verwandelt worden sind, durch eine Zerstäubungsvorrichtung unmittelbar in eine Trockenvorrichtung bekannter Art befördert werden.