DE10154134A1

DE10154134A1 - Vorrichtung zum Pelletieren oder Granulieren eines flüssigen oder pastösen Stoffes mit Kühlmittelreinigung

Info

Publication number: DE10154134A1
Application number: DE2001154134
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hoffmanns; Stefan Kosock
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 2001-11-03
Filing date: 2001-11-03
Publication date: 2003-05-15
Also published as: WO2003039730A1

Abstract

Die Vorrichtung enthält eine Vorrichtung 1 zum Herstellen von tiefgefrorenen Objekten wie Pellets oder Granulat-Teilchen aus einem flüssigen oder pastösen Stoff mit Hilfe eines flüssigen Kühlmittels und eine Filtereinrichtung (5) oder Filtervorrichtung (2) für das flüssige Kühlmittel. Die Filtervorrichtung (2) dient zur Abtrennung von festen Verunreinigungen aus dem Kühlmittel während des Betriebes der Vorrichtung 1.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von tiefgefrorenen Objekten, wobei die tiefgefrorenen Objekte durch Kontaktieren mit einem flüssigen Kühlmittel erhalten werden, und ein Verfahren zur Herstellung von Pellets aus flüssigen oder pastösen Stoffen mit Hilfe eines flüssigen Kühlmittels.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Pelletieren oder Granulieren eines flüssigen oder pastösen Stoffes mittels einer cryogenen Flüssigkeit ist z. B. aus US 4655047, US 5881561, EP 0605147 A2, DE 198 37 600 A1 und DE 199 56 168 A1 bekannt.

Die bekannten Pelletier- und Granulierverfahren haben den Nachteil, daß sich der Flüssigstickstoff im Laufe der Produktion mit Produktresten anreichert und die Anlage deshalb abgeschaltet und gereinigt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz des Kühlmediums bei Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Pellets zu verbessern.

Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen.

Die Vorrichtungen zum Herstellen von tiefgefrorenen Objekten, wobei die tiefgefrorenen Objekte durch Kontaktieren mit einem flüssigen Kühlmittel erhalten werden, werden mit einer Filtereinrichtung für das flüssige Kühlmittel ausgestattet oder verbunden. Vorteilhaft werden bestehende (bekannte) Anlagen, insbesondere Pelletier- und Granuliervorrichtungen, mit einer Filtereinrichtung (Filtriereinrichtung) für das flüssige Kühlmittel kombiniert, wobei die Filtereinrichtung z. B. eine separate Einheit darstellt, die mit der Anlage verbunden ist. Bekannte Anlagen, die mit der Filtereinrichtung vorteilhaft kombiniert werden können, sind in US 4655047, US 5881561, EP 0605147 A2, DE 198 37 600 A1 und DE 199 56 168 A1 beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird.

Tiefgefrorene Objekte sind vorzugsweise Teilchen wie Pellets oder Granulat- Teilchen, die insbesondere aus einem flüssigen oder pastösen Stoff hergestellt werden. Vorrichtungen zum Herstellen von tiefgefrorenen Objekten sind vorzugsweise Vorrichtungen zum Pelletieren oder Granulieren, insbesondere mit einem flüssigen Kühlmittel.

Der zu pelletierende oder zu granulierende Stoff ist in der Regel flüssig oder pastös. Beispiele sind flüssige oder pastöse Zubereitungen für die Herstellung von Eiskrem oder anderer Lebensmittel.

Das flüssige Kühlmittel ist vorzugsweise eine cryogene Flüssigkeit wie kälteverflüssigte Gase, insbesondere kälteverflüssigter Stickstoff (LN₂).

Die Filtereinrichtung für das flüssige Kühlmittel enthält ein Filtermittel und/oder Filterelement. Das Filtermittel ist beispielsweise ein Filtermaterial wie Filterpapier, Filtergewebe, Siebmaterial.

Vorteilhaft ist eine Filtereinrichtung, die eine kontinuierliche Reinigung oder Entnahme von abgetrennten Verunreinigungen erlaubt, z. B. ein Filterband, das wie ein Förderband (für die Verunreinigungen) arbeitet.

Verunreinigungen im flüssigen Kühlmittel sind z. B. beim Pelletieren oder Granulieren anfallende Partikel des zu verarbeitenden Stoffes und gebildete Eispartikel.

Die Filtervorrichtung enthält in der Regel einen Vorratsbehälter für das gereinigte flüssige Kühlmittel, z. B. eine Wanne, und eine Einrichtung zur Kühlmittelrückführung zur eigentlichen Pelletier- oder Granuliervorrichtung, insbesondere zu einem Vorratsbehälter in der eigentlichen Pelletier- oder Granuliervorrichtung. Zur Kühlmittelrückführung wird in der Regel eine Pumpe für das flüssige Kühlmittel eingesetzt. Bei separater Filtervorrichtung und Pelletier- oder Granuliervorrichtung ist in der Regelung eine separate Füllstandsregelung für das flüssige Kühlmittel vorzusehen.

Im Produktionsprozeß einer vorhandenen Anlage (Produktionsanlage), z. B. Pelletiervorrichtung, wird der flüssige Stickstoff verunreinigt. Zur Reinigung wird kontinuierlich z. B. aus dem Sumpf dieser Anlage flüssiger Stickstoff abgezogen. Dieser Stickstoff wird über eine Filtriereinrichtung in der angeschlossenen Filtervorrichtung (Reinigungsanlage) geleitet, wo die Verunreinigungen aus dem flüssigen Stickstoff kontinuierlich oder diskontinuierlich abgetrennt werden.

Bei anderer Ausführung der Vorrichtung, in der z. B. keine separate Füllstandsregelung in der Reinigungsanlage installiert ist, wird beispielsweise das gesamte System von Produktions- und Reinigungsanlage miteinander verbunden und ist mit flüssigem Stickstoff gefüllt. Hierdurch kann die Produktionsanlage am Tank angeschlossen bleiben und das Niveau wie bisher regeln. Das Umpumpen des Stickstoffes hat dann keinen Einfluß auf den Füllstand. Hier sind dann aber andere Filteranordnungen vorzusehen.

Ein die Reinigung der Produktionsanlage unterstützender Effekt ist z. B. eine Zufuhr des gereinigten Stickstoffes mit einem erhöhtem Druck über Düsen. Diese Düsen sind über für Verunreinigungen anfälligen Anlagenteilen, wie z. B. Förderbändern oder Austragstrommeln, angebracht. Durch den mit hohem Druck zugeführten Stickstoff werden anhaftende Verunreinigungen gelöst.

Die Vorrichtung mit Pelletier- oder Granuliervorrichtung und Reinigungs- oder Filtereinrichtung erlaubt einen längeren Betrieb als bei bekannten Anlagen. Eine notwendige Abschaltung zur Reinigung entfällt. Demzufolge kann die Vorrichtung wirtschaftlicher betrieben werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung mit stationärer Filtereinrichtung.

Die Fig. 2 zeigt ein Schema einer Vorrichtung mit Filterband.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung mit Vorrichtung 1 zur Pelletierung oder Granulierung von in der Regel flüssigen oder pastösen Stoffen und einer separaten Filtervorrichtung 2 schematisch abgebildet. Als eigentliche Vorrichtung 1 zur Pelletierung oder Granulierung dient z. B. eine bestehende Anlage (bekannte Vorrichtung). Diese Vorrichtung arbeitet mit flüssigem Stickstoff als flüssiges Kühlmittel und wird mit einer separaten Filtervorrichtung 2 oder einer integrierten (eingebauten) Filtereinrichtung kombiniert, wobei eine separate Filtervorrichtung 2 in Fig. 1 gezeigt wird.

Die Pelletier- oder Granulier-Vorrichtung 1 enthält eine Dosier-/Zuführ Einheit 12 von zu verarbeitendem flüssigen oder pastösen Stoff, eine Rinne 13 mit flüssigem Kühlmittel und eine Fördereinrichtung 14 für die Produktteilchen. Die Sensoren 15, 16 dienen zur Ermittlung des Füllstandes, wobei ein entsprechendes Signal einer Steuerung oder Steuereinheit zugeführt wird, die den Öffnungszustand des steuerbaren Absiperrventiles 10 und damit die Zufuhr von flüssigem Kühlmittel über die Leitung 3 steuert.

Der zu reinigende flüssige Stickstoff als flüssiges Kühlmittel wird über eine Leitung mit den Ventilen 6 und 9 der Filtervorrichtung 2 mit einer Filtriereinrichtung 5 zugeführt. Das Filter der Filtriereinrichtung 5 besteht z. B. aus Siebgewebe. Zur Vergrößerung der Filterfläche ist dieses Gewebe vorzugsweise mehrfach aufgefaltet. Der gereinigte flüssige Stickstoff (das Filtrat) wird in dem Raum 8 (Sammelbehälter) gesammelt und mittels der Pumpeinrichtung oder Pumpe 4 über die Leitung 3 (Rückführung) in die Pelletier- oder Granulier-Vorrichtung 1 zurückgeführt. Die Leitung 3 weist vorteilhaft ein steuerbares Absperrventil 10 (z. B. Magnetventil) auf. Frischer flüssiger Stickstoff kann der Anlage über das Ventil 7 zugeführt werden.

Nach einer Produktionszeit von z. B. 2 Stunden wird der Filter entnommen und durch einen neuen oder gereinigten Filter ersetzt. Der alte Filter kann gereinigt und wieder eingesetzt werden. Mit dem Filter werden als Verunreinigungen Teilchen abgetrennt, die während der Pelletierung oder Granulierung entstehen oder auch gebildete Eispartikel sind.

Im Beispiel von Fig. 2 ist ein bewegtes Band aus Filtergewebe in der Filtriereinrichtung 5 eingesetzt, so daß hier kontinuierlich filtriert und abgereinigt werden kann. Die Filterbandeinrichtung ist wie ein Förderband aufgebaut. Die auf dem Band gesammelten Verunreinigungen, z. B. gefrorene Flüssigkeitspartikel und Eispartikel, werden wegtransportiert und z. B. mit einem Abstreifer 11 kontinuierlich vom Band entfernt.

Der gereinigte flüssige Stickstoff sammelt sich im Raum 8 (Sammelbehälter) der Reinigungsanlage und wird mit einer Pumpe wieder der Produktionsanlage 1 zur Verfügung gestellt.

In den Ausführungsbeispielen hat die Produktionsanlage ihre Steuerung behalten. Es wurde lediglich anstatt der früheren Stickstoffzuleitung die Leitung für gereinigten Stickstoff angeschlossen. Frischer Stickstoff wird z. B. in der Reinigungsanlage 2 über das Ventil 7 zudosiert, wenn flüssiges Kühlmittel fehlt. Das Flüssigstickstoff-Niveau in der Reinigungsanlage 2 wird vorteilhaft von den Sensoren 17, 18, 19 (siehe Fig. 1) erfaßt. Bei Unterschreitung eines vorbestimmten Füllstandes des flüssigen Kühlmittels wird mit Hilfe einer Steuerung zusätzliches Kühlmittel über das Ventil 7 zugeführt. Ferner wurde in der Produktionsanlage 1 noch eine Absperreinrichtung 9 zwischen der Produktionsanlage 1 und der Reinigungsanlage 2 eingebaut. Diese schließt automatisch bei einem zu starken Abfall des Kühlmittelstandes in der Produktionsanlage 1. Ferner dient sie zur Unterbrechung des Reinigungsprozesses, z. B. bei Filterwechsel. Bezugszeichenliste 1 Pelletier- oder Granulier-Vorrichtung
2 Filtriereinrichtung für cryogene Flüssigkeit
3 Rückführleitung für cryogene Flüssigkeit
4 Pumpe für cryogene Flüssigkeit
5 Filtriereinrichtung (Filter)
6 Ablaßventil für cryogene Flüssigkeit
7 Zufuhr für cryogene Flüssigkeit
8 Sammelbehälter für cryogene Flüssigkeit
9, 10 steuerbares Absperrventil
11 Filterbandreinigung (Abstreifer)
12 Dosiereinrichtung für die Flüssigkeitstropfen
13 Rinne mit flüssigem Kühlmittel
14 Fördereinrichtung für die Produktteilchen
15, 16 Füllstandssensor
17, 18, 19 Füllstandssensor

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen von tiefgefrorenen Objekten, wobei die tiefgefrorenen Objekte durch Kontaktieren mit einem flüssigen Kühlmittel erhalten werden, die eine Filtereinrichtung (5) oder Reinigungsvorrichtung (2) für das flüssige Kühlmittel aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung . eine Vorrichtung (1) zum Pelletieren oder Granulieren eines flüssigen oder pastösen Stoffes mit einem flüssigen Kühlmittel und eine Filtervorrichtung (2) für das flüssige Kühlmittel aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung (2) einen Partikelfilter (5) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung (2) ein bewegtes Filter (5) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung (2) ein Filterband (5) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung (2) eine Reinigungseinrichtung (11) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Kühlmittel zwischen einer Einheit zum Pelletieren oder Granulieren eines flüssigen oder pastösen Stoffes und einer Einheit mit Filtereinrichtung im Kreislauf geführt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Rückführeinrichtung (3) für das in der Filtereinrichtung (5) gereinigte flüssige Kühlmittel aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Kühlmittel kälteverflüssigter Stickstoff ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung (2) einen Sammelbehälter (8) für das flüssige Kühlmittel aufweist.

11. Verfahren zur Herstellung von Pellets aus flüssigen oder pastösen Stoffen mit Hilfe eines flüssigen Kühlmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Kühlmittel zwischen einer Einheit (1) zum Pelletieren oder Granulieren eines flüssigen oder pastösen Stoffes und einer Einheit (2) mit Filtereinrichtung (5) im Kreis geführt wird.

12. Verwendung einer Filtereinrichtung für das flüssige Kühlmittel in einer Anlage zum Pelletieren oder Granulieren eines flüssigen oder pastösen Stoffes mit einem flüssigen Kühlmittel.