DE102009036537B3 - Apparatus and method for emulsifying liquids - Google Patents

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Abstract

Die Vorrichtung (2) zur Emulgierung von mindestens zwei Flüssigkeiten, mit einem Emulsionsreaktor (18), der einen Auslass (25) zur Entnahme der bei der Mischung der Flüssigkeiten entstehenden Emulsion aufweist, und in dem eine Mehrzahl von zum Einspritzen auf im Wesentlichen einen gemeinsamen Kollisionspunkt (K) ausgerichteten Düsen (24) vorgesehen ist, wobei jeder Düse (24) jeweils eine Zufuhrleitung (14) und eine Pumpe (10) zugeordnet ist, die jeweils eine Flüssigkeit aus einem zugeordneten Tank (6) durch die Zufuhrleitung (14) in den Emulsionsreaktor (18) pumpt, soll möglichst kompakt und einfach zu warten sein und bei minimalem Ausschuss einen hohen Durchsatz von hochwertiger Emulsion bereitstellen. Dazu führt für jede Flüssigkeit eine Rezirkulationsleitung (26) aus dem Emulsionsreaktor (18) in den jeweiligen Tank (6), und der Emulsionsreaktor (18) weist ein Umschaltelement (28) auf, welches in einem Rezirkulationszustand die jeweilige Flüssigkeit aus ihrer Zufuhrleitung (14) über die jeweilige Düse (24) in ihre Rezirkulationsleitung (26) umleitet, während es in einem Entnahmezustand den Kollisionspunkt (K) freigibt. Weiterhin soll ein Verfahren zur Emulgierung von Flüssigkeiten angegeben werden, bei dem wenigstens zwei Flüssigkeiten aus jeweils einem Tank (6) durch zugeordnete Pumpen (10) über zugeordnete Zufuhrleitungen (14) in einen Emulsionsreaktor (18) geleitet werden.The device (2) for emulsifying at least two liquids, with an emulsion reactor (18) which has an outlet (25) for withdrawing the emulsion resulting from the mixing of the liquids, and in which a plurality of for injection on essentially a common Nozzles (24) aligned with the collision point (K) are provided, each nozzle (24) being assigned a supply line (14) and a pump (10), each of which feeds a liquid from an assigned tank (6) through the supply line (14). pumps into the emulsion reactor (18) should be as compact as possible and easy to maintain and provide a high throughput of high-quality emulsion with minimal waste. For this purpose, a recirculation line (26) for each liquid leads from the emulsion reactor (18) into the respective tank (6), and the emulsion reactor (18) has a switching element (28) which, in a recirculation state, the respective liquid from its supply line (14 ) diverts via the respective nozzle (24) into its recirculation line (26), while it releases the collision point (K) in a removal state. Furthermore, a method for emulsifying liquids is to be specified in which at least two liquids are fed from a tank (6) by assigned pumps (10) via assigned supply lines (14) into an emulsion reactor (18).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Emulgierung von mindestens zwei Flüssigkeiten, mit einem Emulsionsreaktor, der einen Auslass zur Entnahme der bei der Mischung der Flüssigkeiten entstehenden Emulsion aufweist, und in dem eine Mehrzahl von zum Einspritzen auf im Wesentlichen einen gemeinsamen Kollisionspunkt ausgerichteten Düsen vorgesehen ist, wobei jeder Düse jeweils eine Zufuhrleitung und eine Pumpe zugeordnet ist, die jeweils eine Flüssigkeit aus einem zugeordneten Tank durch die Zufuhrleitung in den Emulsionsreaktor pumpt. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zur Emulgierung von Flüssigkeiten, bei dem wenigstens zwei Flüssigkeiten aus jeweils einem Tank durch zugeordnete Pumpen über zugeordnete Zufuhrleitungen in einen Emulsionsreaktor geleitet werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The The invention relates to a device for emulsifying at least two liquids, with an emulsion reactor having an outlet for removal at the mixture of liquids Having formed emulsion, and in which a plurality of the Injecting at substantially a common collision point aligned nozzles provided is, with each nozzle each associated with a supply line and a pump, each having a liquid from an associated tank through the feed line into the emulsion reactor inflated. It further relates to a process for the emulsification of liquids, at least two liquids from a respective tank through associated pumps via associated supply lines be passed into an emulsion reactor, according to the preamble of the claim 14th

Unter einer Emulsion versteht man gewöhnlicherweise ein fein verteiltes Gemisch zweier Flüssigkeiten. Dabei bildet eine der beiden Flüssigkeiten kleine Tröpfchen, die in der anderen Flüssigkeit verteilt sind. Emulsionen sind disperse Systeme, das heißt, dass sich die beiden Flüssigkeiten nicht oder kaum ineinander lösen. Aus diesem Grund haben Emulsionen in der Regel eine begrenzte Lebensdauer. Emulsionen sind in der Regel milchige Flüssigkeiten, Beispiele dafür sind Milch und Mayonnaise, sowie Kosmetika, beispielsweise Cremes.Under An emulsion is usually understood a finely divided mixture of two liquids. One forms the two liquids small Droplet, in the other liquid are distributed. Emulsions are disperse systems, that is, that the two liquids not or hardly solve each other. For this reason, emulsions usually have a limited lifespan. Emulsions are usually milky liquids, examples of which are milk and mayonnaise, as well as cosmetics, for example creams.

Bei der Herstellung einer Emulsion werden zwei Flüssigkeiten, die normalerweise nicht mischen, miteinander vermischt. Diese Vermischung wird dadurch erreicht, dass kleine Tröpfchen einer der beiden Flüssigkeiten, die auch disperse Phase genannt wird, in der anderen Flüssigkeit, die auch kontinuierliche Phase genannt wird, fein und möglichst homogen verteilt werden.at Making an emulsion will be two liquids normally do not mix, mixed together. This mixing is thereby achieved that little droplets one of the two liquids, which is also called disperse phase, in the other liquid, which is also called continuous phase, fine and possible be distributed homogeneously.

Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Emulsionen bekannt. Dabei werden entweder die Rohphasen der beiden Flüssigkeiten miteinander vermischt, oder es wird eine Rohemulsion verwendet, wobei zur Herstellung der fertigen Emulsion die Tröpfchengrößen der in ihr bereits vorliegenden Flüssigkeiten verkleinert werden und das Gemisch insgesamt homogenisiert wird. Eine Emulsion kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die Flüssigkeiten in ein gemeinsames Gefäß gegeben werden und dann durch geeignete Mixer stark miteinander verrührt werden. Auf diese Weise können beispielsweise Pasten, Cremes oder Lotionen hergestellt werden.It are various methods and apparatus for the production of Emulsions known. In this case, either the raw phases of the two liquids mixed together, or a crude emulsion is used, wherein for the preparation of the finished emulsion, the droplet sizes of in their already existing fluids be reduced and the mixture is homogenized in total. A Emulsion can be prepared, for example, that the liquids placed in a common vessel and then stirred together with suitable mixers. That way you can For example, pastes, creams or lotions are produced.

Alternativ dazu können Hochdruckhomogenisatoren eingesetzt werden. Dabei wird das Fluid durch einen vergleichsweise dünnen Homogenisierungsspalt geleitet, wobei sich seine Geschwindigkeit um ein Vielfaches erhöht. Anschließend prallt es auf ein Gehäuse. Die Änderung der Geschwindigkeit des Fluides führt zu Scherkräften und das Aufprallen des Fluides am Gehäuse zu einer Prallbeanspruchung.alternative can do this High pressure homogenizers are used. The fluid is through a comparatively thin one Homogenisierungsspalt passed, with its speed around increased many times. Subsequently it bounces on a housing. The change the speed of the fluid leads to shear forces and the impact of the fluid on the housing to an impact stress.

Eine Emulsion kann weiterhin auch dadurch hergestellt werden, dass zwei Flüssigkeiten durch Düsen aufeinander gespritzt werden und auf diese Weise mit hohen Geschwindigkeiten miteinander kollidieren. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 165 224 B1 bekannt. Dabei werden zwei flüssige Medien in einem Reaktorraum auf einen gemeinsamen Kollisionspunkt gespritzt, wobei zur Aufrechterhaltung der Gasatmosphäre im Reaktorraum die Einleitung eines Gases oder einer Flüssigkeit vorgesehen ist, die auch zur Kühlung der entstehenden Produkte dienen kann.Furthermore, an emulsion can also be produced by spraying two liquids on one another through nozzles and thus colliding with one another at high speeds. Such a device is for example from the EP 1 165 224 B1 known. In this case, two liquid media are injected in a reactor space to a common point of collision, to maintain the gas atmosphere in the reactor space, the introduction of a gas or liquid is provided, which can also serve to cool the resulting products.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einspritzen von Flüssigkeiten in einen Mischkopf sind aus der DE 22 52 872 A bekannt. Dabei ist eine Rezirkulation der Flüssigkeiten vorgesehen, wobei die Rückführung der Flüssigkeiten vor ihrem Eintritt in einen Mischkopf erfolgt. Die DE 6 933 571 U offenbart ein Umschaltelement, das in einem Schaltzustand selbst von Flüssigkeit durchströmt wird.A method and an apparatus for injecting liquids into a mixing head are known from US 5,156,337 DE 22 52 872 A known. In this case, a recirculation of the liquids is provided, wherein the return of the liquids takes place before they enter a mixing head. The DE 6 933 571 U discloses a switching element, which is traversed by liquid in a switching state itself.

Emulsionen können durch so genannte Tenside bzw. Emulgatoren stabilisiert werden. Auch aus anderen Gründen kann es nützlich sein, weitere Komponenten bzw. Additive in die Emulsion mit eingehen zu lassen. Beispielsweise können Duftöle die geruchliche Wahrnehmung der Emulsion beeinflussen.emulsions can be stabilized by so-called surfactants or emulsifiers. Also for other reasons it can be useful be, further components or additives in the emulsion with allow. For example, you can fragrance oils influence the odor perception of the emulsion.

Die Eigenschaften der Emulsion werden stark durch die Größenverteilung der Partikel beeinflusst. Bei Hautcremes beispielsweise sollte die Partikelgröße einen Nanometer nicht unterschreiten. Bei Salben wiederrum sind Partikelgrößen unter einem Nanometer wünschenswert. Je kleiner die Partikelgröße ist, desto schneller und direkter geht das Produkt in die Haut ein.The Properties of the emulsion are greatly influenced by the size distribution the particle influences. For skin creams, for example, should Particle size one Do not fall short of nanometers. For ointments, particle sizes are lower a nanometer desirable. The smaller the particle size, the faster and more directly the product gets into the skin.

Bekannte Emulgieranlagen, bei denen die Flüssigkeiten in Rohform vorliegen, weisen gewöhnlich einen Durchsatz von bis zu 50 Liter pro Stunde auf. Zudem ist der Ausschuss relativ groß, und die zu produzierenden Mengen an Emulsion können nicht genau eingestellt werden. Herkömmliche Emulgieranlagen sind zudem oft mit hohem wartungstechnischem und finanziellem Aufwand verbunden.Known Emulsifying plants in which the liquids are present in crude form, usually show a throughput of up to 50 liters per hour. In addition, the Committee relatively large, and the amounts of emulsion to be produced can not be accurately adjusted become. conventional Emulsifying plants are also often with high maintenance and technical associated financial expense.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst kompakte und einfach zu wartende Emulgiervorrichtung bereitzustellen, die bei minimalem Ausschuss einen hohen Durchsatz von hochwertiger Emulsion bereit stellt. Weiterhin soll ein Verfahren zur Emulgierung von Flüssigkeiten angegeben werden, das diese Eigenschaften aufweist.Of the Invention is therefore based on the object as possible to provide a compact and easy-to-maintain emulsifier, The high throughput of high quality with minimal waste Emulsion provides. Furthermore, a method for emulsification of liquids be given, which has these properties.

In Bezug auf die Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass für jede Flüssigkeit eine Rezirkulationsleitung aus dem Emulsionsreaktor in den jeweiligen Tank führt, und dass der Emulsionsreaktor mindestens ein zwischen zwei Positionen verlagerbares Umschaltelement aufweist, wobei in der einen Position, dem Rezirkulationszustand, die jeweilige Flüssigkeit aus ihrer Zufuhrleitung über die jeweilige Düse durch das Umschaltelement hindurch in ihre Rezirkulationsleitung umgeleitet wird, während es in der anderen Position, dem Entnahmezustand, den Weg der Flüssigkeiten zwischen der jeweiligen Düse und dem Kollisionspunkt frei gibt. Dabei ist im Entnahmezustand die Verbindung zwischen Zufuhrleitung und Rezirkulationsleitung unterbrochen.In With respect to the device, this object is achieved according to the invention solved, that for every liquid a recirculation line from the emulsion reactor in the respective Tank leads, and that the emulsion reactor has at least one between two positions having displaceable switching element, wherein in one position, the recirculation state, the respective liquid from its supply line via the respective nozzle through the switching element into its recirculation line is redirected while it in the other position, the withdrawal state, the way of the liquids between the respective nozzle and releases the collision point. It is in the removal state the connection between supply line and recirculation line interrupted.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, dass sich Emulsionen in besonders vorteilhafter Weise durch Gegenstrominjektion herstellen lassen, bei der die beiden als Hauptkomponenten der Emulsion fungierenden Flüssigkeiten durch Düsen auf einen gemeinsamen Kollisionspunkt gespritzt werden. Dieser Kollisionspunkt befindet sich dabei vorzugsweise in einem Reaktionsraum bzw. Emulsionsreaktor. Durch die heftige Kollision der beiden Flüssigkeiten miteinander und durch ihre anschließende Reaktion werden aufgrund der resultierenden Partikelgrößenverteilungen günstige Bedingungen zur Bildung einer Emulsion geschaffen. Um die beiden Flüssigkeiten zur Kollision zu bringen, werden diese aus Tanks durch Zufuhrleitungen mit Hilfe von Pumpen in die Düsen geleitet.The Invention builds on the recognition that emulsions in particular advantageously by countercurrent injection, in which the two act as the main components of the emulsion liquids through nozzles be sprayed on a common collision point. This collision point is preferably located in a reaction space or emulsion reactor. By the violent collision of the two fluids with each other and through her subsequent Reaction will be due to the resulting particle size distributions favorable Conditions for forming an emulsion created. To the two Liquids for To bring collision, these are from tanks through supply lines with the help of pumps in the nozzles directed.

Davon ausgehend beruht die Erfindung auf der Überlegung, dass zur Herstellung einer qualitativ hochwertigen Emulsion bei der Einspritzung der beiden Flüssigkeiten möglichst optimierte Bedingungen herrschen sollten. Insbesondere sollten die Drücke und die Temperaturen der Flüssigkeiten und des Emulsionsreaktors die Emulsion besonders begünstigende Werte haben. Ein Einspritzvorgang unter nicht optimalen Bedingungen führt zu einer Emulsion von geringer Qualität bzw. im Extremfall zu Ausschuss. Dies beinhaltet in beiden Fällen den Verlust an Rohstoffen und damit verbundene zusätzliche Kosten sowie zusätzlichen Zeitaufwand und zusätzliche Betriebskosten der Emulgieranlage.From that The invention is based on the consideration that for the production a high quality emulsion in the injection of two liquids preferably optimized conditions should prevail. In particular, the Press and the temperatures of the liquids and the emulsion reactor particularly favoring the emulsion Have values. An injection process under less than optimal conditions leads to an emulsion of low quality or in extreme cases to rejects. This includes in both cases the loss of raw materials and associated additional costs as well as additional Time required and additional Operating costs of the emulsifying plant.

Wie sich nunmehr herausgestellt hat, lassen sich im Emulsionsreaktor optimierte Bedingungen für die Herstellung der Emulsion herstellen und gleichzeitig der Ausschuss auf ein Minimum reduzieren, indem die Flüssigkeiten eine gewisse Zeit lang vor der eigentlichen Gegenstrominjektion ohne Vermischung jeweils durch den Emulsionsreaktor geführt werden. Die Flüssigkeiten werden aus dem jeweiligen Tank durch eine Zufuhrleitung in den Emulsionsreaktor geleitet und von dort durch eine Rezirkulationsleitung zurück in den Tank geleitet. Für die Flüssigkeiten entsteht dadurch ein Kreislauf bzw. eine Rezirkulation durch den Emulsionsreaktor, die solche Einstellungen ermöglicht. Während dieser Rezirkulation der beiden Flüssigkeiten durch den Emulsionsreaktor können die für die Herstellung der Emulsion vorteilhaften Drücke und Temperaturen und gegebenenfalls andere Eigenschaften der Flüssigkeiten eingestellt werden.As has now been found, can be in the emulsion reactor optimized conditions for the Produce the emulsion and at the same time the committee Reduce to a minimum by giving the fluids a certain amount of time long before the actual countercurrent injection without mixing in each case passed through the emulsion reactor become. The liquids be from the respective tank through a supply line in the emulsion reactor passed and from there through a recirculation line back into the Tank headed. For the liquids This creates a cycle or a recirculation through the Emulsion reactor that allows such settings. During this recirculation of the two liquids through the emulsion reactor the for the preparation of the emulsion advantageous pressures and temperatures and optionally other properties of the fluids be set.

Darüber hinaus kann sich ein thermisches Gleichgewicht zwischen den Flüssigkeiten und dem Emulsionsreaktor einstellen. Die Pumpendurchsatzleistungen können derart adjustiert werden, dass für die zu produzierende Emulsion das gewünschte Mischungsverhältnis der Flüssigkeiten vorliegt.Furthermore There can be a thermal balance between the fluids and adjust the emulsion reactor. The pump throughput capacities can be adjusted so that for the emulsion to be produced the desired mixing ratio of liquids is present.

Wenn die optimalen Produktionsbedingungen hergestellt sind, wird erfindungsgemäß durch ein Umschaltelement im Emulsionsreaktor von dem Rezirkulationsmodus der beiden Flüssigkeiten in einen Entnahmemodus umgeschaltet. Hierbei werden die Flüssigkeiten aufeinander gespritzt und die Emulsion wird dadurch hergestellt. Die hergestellte Emulsion kann dann einem Auslass des Emulsionsreaktors entnommen werden. Wenn die gewünschte Menge an Emulsion hergestellt ist, kann durch das Umschaltelement von dem Entnahmebetrieb wieder in den Rezirkulationsbetrieb umgeschaltet werden.If the optimal production conditions are produced, according to the invention by a switching element in the emulsion reactor of the recirculation mode of the two liquids switched to a removal mode. Here are the liquids sprayed on each other and the emulsion is thereby produced. The emulsion prepared can then be taken from an outlet of the emulsion reactor become. If the desired Amount of emulsion is prepared by the switching element switched back from the removal operation in the recirculation mode become.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist zwischen dem jeweiligen Tank und dem Emulsionsreaktor in der jeweiligen Zufuhrleitung ein Bypassventil vorgesehen, an das eine Bypassleitung angeschlossen ist, die direkt oder über einen Abschnitt der Rezirkulationsleitung in den jeweiligen Tank führt. Dabei leitet das Bypassventil in einer Bypassstellung die aus dem Tank entnommene Flüssigkeit durch die Bypassleitung unter Umgehung des Emulsionsreaktors zurück in den Tank, während es in einer Durchgangsstellung die Flüssigkeit durch die Zufuhrleitung in den Emulsionsreaktor leitet. Auf diese Weise ist gewissermaßen ein weiterer Zirkulationsmodus bereitgestellt, bei dem die beiden Flüssigkeiten getrennt voneinander unter Umgehung des Emulsionsreaktors zirkuliert werden. Diese Zirkulationsphase stellt beispielsweise die Möglichkeit bereit, die Flüssigkeiten auf geeignete Temperaturen aufzuwärmen bzw. zu erhitzen oder auch abzukühlen. Zudem können die Pumpendurchsatzleistungen adjustiert werden, um zu dem gewünschten Mischungsverhältnis der Flüssigkeiten zu führen.In a preferred embodiment the device is between the respective tank and the emulsion reactor provided in the respective supply line, a bypass valve to a bypass line is connected directly or through a section the recirculation line leads into the respective tank. there Forwards the bypass valve in a bypass position from the tank withdrawn liquid through the bypass line, bypassing the emulsion reactor back into the Tank while it in a passage position, the liquid through the supply line leads into the emulsion reactor. In a way, that's kind of a way provided further circulation mode, in which the two fluids circulated separately from each other, bypassing the emulsion reactor become. This circulation phase, for example, provides the opportunity ready the liquids to warm up to suitable temperatures or to heat or also to cool. In addition, you can the pump flow rates are adjusted to the desired one mixing ratio of liquids respectively.

Nach Erreichen der gewünschten Temperaturen und/oder anderer Parameter kann das Bypassventil auf die Durchgangsstellung gestellt werden, bei der es die Flüssigkeiten durch die jeweiligen Zufuhrleitungen in den Emulsionsreaktor leitet. Dieser Zirkulationsphase, die auch als Niederdruck-Rezirkulation bezeichnet werden kann, folgt dann vorzugsweise die Rezirkulationsphase der beiden Flüssigkeiten durch den Emulsionsreaktor. In dieser Rezirkulationsphase, die auch als Hochdruck-Rezirkulationsphase bezeichnet werden kann, können nun auch die gewünschten Drücke eingestellt werden, da die Flüssigkeiten von den Zufuhrleitungen in die Rezirkulationsleitungen durch die jeweiligen Düsen geleitet werden. Die Emulsion kann dann beim Umschalten in den Entnahmemodus bzw. in die Betriebsphase hergestellt werden.After reaching the desired temperatures and / or other parameters, the bypass valve can be set to the passage position, in which it directs the liquids through the respective supply lines in the emulsion reactor. This zir In this case, it is preferable for the recirculation phase of the two liquids through the emulsion reactor to follow, which can also be referred to as low-pressure recirculation. In this recirculation phase, which can also be referred to as the high-pressure recirculation phase, the desired pressures can now also be set since the liquids are conducted from the supply lines into the recirculation lines through the respective nozzles. The emulsion can then be produced when switching to the withdrawal mode or into the operating phase.

Eine zusätzliche Scherung der Flüssigkeiten bzw. des Reaktionsproduktes kann erreicht werden, indem im Emulsionsreaktor eine einstellbare Drossel vorgesehen ist. Das Mischprodukt der Flüssigkeiten prallt so, bevor es den Emulsionsreaktor durch den Auslass verlässt, gegen die Drossel. Aufgrund der Scherkräfte kann dem Mischprodukt auf diese Weise zusätzliche Energie zugeführt werden.A additional Shearing of the liquids or the reaction product can be achieved by in the emulsion reactor an adjustable throttle is provided. The mixed product of the liquids bounces so before it leaves the emulsion reactor through the outlet, against the throttle. Due to the shear forces can on the mixed product this way extra Energy supplied become.

Vorteilhafterweise sind an den jeweiligen Zufuhrleitungen und/oder Rezirkulationsleitungen Temperiervorrichtungen vorgesehen. Dadurch ist die Herstellung der Emulsion nicht auf Temperaturen beschränkt, die durch die Umgebungstemperatur oder die Temperatur der Tanks vorgegeben sind. Beispielsweise können die Flüssigkeiten auf Temperaturen, die für die Herstellung der Emulsion besonders vorteilhaft sind, erwärmt werden. Andererseits können die Flüssigkeiten, insbesondere wenn sie während der Hochdruck-Rezirkulationsphase eine zu hohe Temperatur erreicht haben, im Bedarfsfall auch gekühlt werden. Aufgrund des Zirkulationsprinzips der Flüssigkeiten sind die Temperiervorrichtungen vorteilhafterweise nach dem Prinzip der Durchlauferhitzung ausgebildet.advantageously, are at the respective supply lines and / or recirculation lines Temperature control provided. This is the production of the Emulsion is not limited to temperatures caused by ambient temperature or the temperature of the tanks are predetermined. For example, the liquids at temperatures for the preparation of the emulsion are particularly advantageous, are heated. On the other hand the liquids, especially if they are during the high pressure recirculation phase have reached too high a temperature, if necessary, also be cooled. Due to the circulation principle of the liquids, the temperature control devices are advantageously designed according to the principle of continuous heating.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Temperiervorrichtungen als Wärmetauscher ausgestaltet. Sie werden dabei primärseitig von der jeweiligen Flüssigkeit und sekundärseitig von einem Heiz- oder Kühlmedium durchflossen. Da die jeweiligen Flüssigkeiten zirkulieren, eignet sich zur Temperierung der Flüssigkeiten besonders das Durchlaufprinzip. Die Flüssigkeiten werden dabei beim Durchlaufen der Zufuhrleitungen und/oder der Rezirkulationsleitungen erhitzt bzw. gekühlt, und werden in diesem Zustand wieder zurück in den Tank geführt. Diese Art der Temperierung ist effektiver und energetisch günstiger, als die Flüssigkeiten im jeweiligen Tank zu temperieren. Zudem wird sichergestellt, dass die jeweilige Flüssigkeit auf ihrem Weg zum Emulsionsreaktor die gewünschte Temperatur hat.In An advantageous embodiment, the temperature control as a heat exchanger designed. They are on the primary side of the respective liquid and secondary side from a heating or cooling medium traversed. Since the respective fluids circulate, is suitable to temper the fluids especially the flow principle. The liquids are doing in the Passing through the supply lines and / or the recirculation lines heated or cooled, and are returned to the tank in this condition. These Type of temperature control is more effective and energetically more favorable, as the liquids to temper in the respective tank. It also ensures that the respective liquid has the desired temperature on its way to the emulsion reactor.

Die jeweilige Temperiervorrichtung ist vorteilhafterweise ausgelegt, die Flüssigkeiten auf Temperaturen zwischen 20°C und 75°C zu temperieren. Dieser Temperaturbereich ist in besonderem Maße zur Herstellung von Emulsionen im Nahrungsmittelbereich und Gesundheitsbereich sowie für Kosmetika geeignet.The respective temperature control device is advantageously designed, the liquids to temperatures between 20 ° C and 75 ° C to temper. This temperature range is particularly suitable for production of emulsions in the food and health sector as well for cosmetics suitable.

Aus verschiedenen Gründen kann es wünschenswert sein, zusätzliche Flüssigkeiten bzw. Stoffe, auch Additive genannt, zur Bildung oder Unterstützung der Emulsion heranzuziehen. Dazu ist vorzugsweise wenigstens ein zusätzlicher Tank für ein Additiv mit zugeordneter Pumpe vorgesehen, mit einer Zuführungsleitung, die in den Emulsionsreaktor oder in eine der Zufuhrleitungen für die zu emulgierenden Flüssigkeiten mündet, und einem Ventil mit einer daran angeschlossenen Rückführungsleitung zum Tank.Out different reasons may be desirable be extra liquids or substances, also called additives, for the formation or support of the To use emulsion. This is preferably at least one additional Tank for an additive provided with associated pump, with a supply line, in the emulsion reactor or in one of the supply lines for the emulsifying liquids opens and a valve with a return line connected thereto Tank.

Vorzugsweise sind die Düsen als Lochblenden ausgestaltet. Auf diese Weise wird durch eine baulich einfache und wartungsarme Konstruktion eine Querschnittsverengung der in den Emulsionsreaktor strömenden Flüssigkeit erreicht. Vorteilhafterweise weisen die Lochblenden einen Durchmesser von 0,6 bis 6 mm auf.Preferably are the nozzles configured as a pinhole. In this way is by a structural simple and low-maintenance construction a cross-sectional constriction the flowing into the emulsion reactor liquid reached. Advantageously, the pinhole diaphragms have a diameter of 0.6 to 6 mm.

Vorteilhafterweise umfassen die Düsen eine in einem kegelförmigen Gehäuse verschiebbare Nadel zur Eintrittsdruckeinstellung der jeweiligen Flüssigkeit in den Emulsionsreaktor. Durch ein Verschieben der Nadel im Gehäuse kann der Querschnitt, durch den die Flüssigkeit in den Emulsionsreaktor eingespritzt wird, auf einfache Weise verändert werden. Dadurch lässt sich auch der gewünschte Druck der Flüssigkeit justieren.advantageously, include the nozzles one in a cone-shaped one casing sliding needle for inlet pressure adjustment of the respective liquid in the emulsion reactor. By moving the needle in the housing can the cross-section through which the liquid is injected into the emulsion reactor is changed in a simple way become. By doing so leaves yourself the desired Pressure of the liquid adjust.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen der Düsen wird der Druck über den Querschnitt der Lochblende bzw. über die Position der Nadel geregelt. Diese Ausgestaltungen der Düsen sind statischer Natur in der Hinsicht, dass die Düse nicht auf den Flüssigkeitsstrom reagiert. Strömungsspitzen der Flüssigkeiten beispielsweise werden nicht kompensiert, so dass sich in diesem Fall die Flüssigkeit vor der Düse stauen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Nadel der Düse deshalb mit einer Feder zur dynamischen Eintrittsdruckeinstellung verbunden ist. Die Druckeinstellung findet dabei, wie bei den oben beschriebenen Varianten, im Hochdruck-Rezirkulationsmodus statt. Der durch die Feder auf die Nadel ausgeübte Druck und der Druck der durch die Zufuhrleitung einströmenden Flüssigkeit befinden sich dabei im Gleichgewicht. Die Feder reagiert somit auf Strömungsschwankungen der Flüssigkeit. Der Druck der jeweiligen Flüssigkeit wird auf diese Weise im Wesentlichen konstant gehalten, und Druckspitzen können ausgeglichen werden.In the embodiments described above the nozzles the pressure is over the cross section of the pinhole or on the position of the needle regulated. These embodiments of the nozzles are static in nature the respect that the nozzle not on the liquid flow responding. Flow peaks of the liquids for example, are not compensated, so that in this Case the liquid the nozzle can accumulate. In a preferred embodiment, the needle is the Nozzle therefore connected to a spring for dynamic inlet pressure adjustment is. The pressure setting takes place, as in the above Variants, in high-pressure recirculation mode instead. The one by the Spring exerted on the needle Pressure and pressure of the incoming through the supply line liquid are in balance. The spring thus reacts to flow fluctuations the liquid. The pressure of the respective liquid is kept substantially constant in this way, and pressure spikes can be compensated.

Die Düsen und die zugeordneten Pumpen sind vorzugsweise für Drücke zwischen 25 und 200 bar, insbesondere im Wesentlichen 100 bar, ausgelegt. Diese im Vergleich zu alternativen Verfahren geringen Drücke lassen sich vor allem durch die Struktur der Düsen, insbesondere durch die Größe des Querschnitts, durch den die Flüssigkeit in den Emulsionsreaktor eintritt, realisieren. Dadurch werden Produktionsmengen der Emulsion von bis zu 15 Tonnen pro Stunde ermöglicht. Die genannten Drücke herrschen in den Zufuhrleitungen zwischen der Düse im Emulsionsreaktor und der der Zufuhrleitung zugeordneten Pumpe. In der entsprechenden Rezirkulationsleitung, die von dem Emulsionsreaktor zurück in den Tank führt, herrschen gewöhnlich deutlich geringere Drücke von wenigen bar.The nozzles and the associated pumps are preferably designed for pressures between 25 and 200 bar, in particular substantially 100 bar. These ge compared to alternative ge Pressing can be achieved mainly by the structure of the nozzles, in particular by the size of the cross section through which the liquid enters the emulsion reactor. This allows production of the emulsion of up to 15 tonnes per hour. The said pressures prevail in the supply lines between the nozzle in the emulsion reactor and the pump associated with the supply line. In the corresponding recirculation line, which leads from the emulsion reactor back into the tank, usually much lower pressures of a few bar prevail.

Zur Herstellung von Emulsionen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die zu emulgierenden Flüssigkeiten in Rohstoffform vorliegen. Der Betreiber dieser Vorrichtung benötigt also keine Vor- bzw. Rohemulsion. Die zu emulgierenden Flüssigkeiten werden dabei vorteilhafterweise in jeweiligen Vorratsbehältern bereitgestellt, die dem jeweiligen Tank vorgeschaltet sind. Von dem jeweiligen Vorratsbehälter führt eine Zuleitung zu dem Tank, und mit einer zugeordneten Pumpe kann im Bedarfsfall die jeweilige Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in den Tank gepumpt werden.to Preparation of emulsions with the device according to the invention, the to be emulsified liquids in raw material form. The operator of this device is needed no pre or raw emulsion. The liquids to be emulsified are advantageously provided in respective storage containers, which are upstream of the respective tank. From the respective reservoir leads a Supply to the tank, and with an associated pump can in If necessary, the respective liquid from the reservoir be pumped into the tank.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind genau zwei Düsen vorgesehen, durch die im Betriebszustand bzw. im Entnahmemodus zwei Flüssigkeiten im Wesentlichen frontal aufeinander gespritzt werden. Eine Erweiterung auf drei oder mehr Düsen zur Emulgierung von drei oder mehr Flüssigkeiten ist denkbar.In a preferred embodiment are exactly two nozzles provided by the operating state or in the withdrawal mode two liquids essentially be sprayed on each other frontally. An extension on three or more nozzles for Emulsification of three or more liquids is conceivable.

In Bezug auf das Verfahren wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zusätzlich ein Rezirkulationsmodus vorgesehen ist, bei dem die Flüssigkeiten ohne gegenseitige Vermischung aus den jeweiligen Düsen über zugeordnete Rezirkulationsleitungen zurück in den jeweiligen Tank geleitet werden.In With respect to the method, the above object is achieved according to the invention solved that additionally a recirculation mode is provided, in which the liquids without mutual mixing from the respective nozzles via assigned Recirculation lines back be directed into the respective tank.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist ein Bypassmodus vorgesehen, bei dem die Flüssigkeiten aus den jeweiligen Zufuhrleitungen vor Erreichen des Emulsionsreaktors über Bypassleitungen in den jeweiligen Tank zurück geleitet werden. In diesem Bypassmodus können die Flüssigkeiten auf die gewünschten Temperaturen erhitzt bzw. abgekühlt werden.In a preferred embodiment The method provides a bypass mode in which the fluids from the respective supply lines before reaching the emulsion reactor via bypass lines back to the respective tank be directed. In this bypass mode, the fluids to the desired Temperatures heated or cooled become.

In Abhängigkeit von den die Emulsion bildenden Flüssigkeiten und speziellen Eigenschaften der Emulsion, wie beispielsweise der Partikelgrößenverteilung, sollten zur Herstellung der Emulsion besonders günstige Drücke und Temperaturen gewählt werden. Vorteilhafterweise wird daher zur Erstellung einer Emulsion von dem Rezirkulationsmodus in den Entnahmemodus gewechselt, wenn vorgegebene Drücke, vorgegebene Temperaturen der Flüssigkeiten bzw. des Emulsionsreaktors und/oder vorgegebene Pumpendurchsatzleistungen erreicht sind. Die Flüssigkeiten werden bei deren Durchlauf durch die Zufuhrleitungen und/oder die Rezirkulationsleitungen temperiert.In dependence of the liquids forming the emulsion and special properties of the emulsion, such as the particle size distribution, should be used for Preparation of the emulsion particularly favorable pressures and temperatures are chosen. Advantageously, therefore, to prepare an emulsion of changed to the recirculation mode in the unloading mode when given pressures, predetermined Temperatures of the liquids or the emulsion reactor and / or predetermined pump flow rates are reached. The liquids be in their passage through the supply lines and / or the Tempered recirculation lines.

Die Umschaltung zwischen den Rezirkulationsmodus und dem Entnahmemodus geschieht erfindungsgemäß durch Verlagerung eines oder mehrerer Umschaltelemente im Emulsionsreaktor.The Switching between the recirculation mode and the unloading mode happens according to the invention by Relocation of one or more switching elements in the emulsion reactor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch aus dem Emulsionsreaktor führende Rezirkulationsleitungen und ein Umschaltelement im Emulsionsreaktor, das die Flüssigkeiten ohne Vermischung aus den Zufuhrleitungen über die Düsen in die Rezirkulationsleitungen umlenken kann, ein Modus geschaffen wird, im dem die zur Herstellung der Emulsion benötigten bzw. optimierten Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Druck, und möglicherweise anderer Parameter eingestellt werden können. Durch das im Emulsionsreaktor integrierte Umschaltelement kann eine schnelle und im Wesentlichen verlustfreie Umschaltung zwischen diesem Rezirkulationsmodus und der Betriebsphase bzw. dem Entnahmemodus geschehen. Dadurch wird der Ausschuss möglichst klein gehalten. Durch in die Zufuhrleitungen integrierte Bypassventile mit daran angeschlossenen Bypassleitungen kann ein weiterer Kreislauf bzw. Zirkulationsmodus geschaffen werden, bei dem der Emulsionsreaktor umgangen wird. Dieser Modus kann dem Rezirkulationsmodus, bei dem die Flüssigkeiten durch den Emulsionsreaktor laufen, vorausgehen. Er kann beispielsweise zur Erhitzung der Flüssigkeiten verwendet werden.The particular advantages of the invention are that by leading from the emulsion reactor recirculation lines and a switching element in the emulsion reactor containing the liquids without mixing from the supply lines via the nozzles in the recirculation lines create a mode in which to create the the emulsion needed or optimized conditions regarding temperature, pressure, and possibly other parameters can be set. By the in the emulsion reactor integrated switching element can be a fast and essentially lossless switching between this recirculation mode and the operating phase or the removal mode done. This will the committee as possible kept small. By means of bypass valves integrated in the supply lines with connected bypass lines can another circuit or circulation mode are created, in which the emulsion reactor is bypassed. This mode can be used in the recirculation mode, where the liquids go through the emulsion reactor, go ahead. He can, for example for heating the liquids be used.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Ansicht:Various embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Therein show in strong schematic view:

1 Eine Vorrichtung zur Emulgierung von Flüssigkeiten mit zwei Tanks, die die zu emulgierenden Flüssigkeiten beinhalten, zugeordneten Pumpen, Wärmetauschern und Zufuhrleitungen, die zu einem Emulsionsreaktor führen, daran angeschlossenen Rezirkulationsleitungen, und Bypassleitungen und -ventilen, und zwei weiteren Tanks für Additive in einer ersten Ausführungsform, 1 A device for emulsifying liquids with two tanks containing the liquids to be emulsified, associated pumps, heat exchangers and supply lines leading to an emulsion reactor, recirculation lines connected thereto, and bypass lines and valves, and two further tanks for additives in a first embodiment .

2 eine Vorrichtung zur Emulgierung von Flüssigkeiten in einer zweiten, erweiterten Ausführungsform, und 2 a device for emulsifying liquids in a second, extended embodiment, and

3 das Wirkungsprinzip eines Umschaltelementes in einem Emulsionsreaktor der Vorrichtung in Draufsicht (das Emulsionsreaktorgehäuse ist der besseren Übersicht halber weggelassen). 3 the principle of operation of a switching element in an emulsion reactor of the device in plan view (the emulsion reactor housing is omitted for clarity).

Die in 1 dargestellte Vorrichtung 2 zur Emulgierung von Flüssigkeiten erlaubt die Herstellung einer Emulsion, die hauptsächlich aus zwei fluiden Bestandteilen besteht. Die beiden Flüssigkeiten liegen in Rohform in den Tanks 6 vor. Sie werden über zugeordnete Pumpen 10 durch Zufuhrleitungen 14 in den Emulsionsreaktor 18 gepumpt. Zur Erhitzung der Flüssigkeiten sind entlang der Zufuhrleitungen 14 Wärmetauscher 22 vorgesehen. Die Flüssigkeiten werden im Emulsionsreaktor 18 nach dem Prinzip der Gegenstrominjektion aufeinander gespritzt. Die Einspritzung der Flüssigkeiten erfolgt dabei in diesem Beispiel im Wesentlichen frontal aufeinander. Im Emulsionsreaktor treten die Flüssigkeiten dabei aus den Düsen 24 (nicht eingezeichnet) im Wesentlichen kegelförmig aus.In the 1 illustrated device 2 to Emulsification of liquids allows the preparation of an emulsion consisting mainly of two fluid constituents. The two liquids are in raw form in the tanks 6 in front. They are via associated pumps 10 through supply lines 14 in the emulsion reactor 18 pumped. To heat the fluids are along the supply lines 14 heat exchangers 22 intended. The liquids are in the emulsion reactor 18 injected according to the principle of countercurrent injection. In this example, the injection of the liquids takes place essentially frontally on one another. In the emulsion reactor, the liquids thereby emerge from the nozzles 24 (not shown) essentially conical.

Die Flüssigkeiten reagieren auf diese Art miteinander, und können dann einem Auslass 25 des Emulsionsreaktors entnommen werden.The liquids react with each other in this way, and then can an outlet 25 be removed from the emulsion reactor.

Für die Herstellung einer qualitativ hochwertigen Emulsion ist es wichtig, dass dafür geeignete Drücke und Temperaturen vorherrschen. Eine Herstellung der Emulsion bei ungünstigen Drücken und Temperaturen führt zu einem qualitativ minderwertigen Produkt oder zu Ausschuss. Um eine präzise Einstellung von Druck und Temperatur zu ermöglichen, besitzt die Vorrichtung 2 deshalb Rezirkulationsleitungen 26. In einem Rezirkulationsmodus kann so die jeweilige Flüssigkeit über die Zufuhrleitung 14 und die Düse 24 (siehe auch 3) durch den Emulsionsreaktor 18 und weiter über die Rezirkulationsleitung 26 zurück in den Tank geführt werden. Dadurch ist für jede Flüssigkeit jeweils ein Kreislauf gegeben. Die Umschaltung der Vorrichtung 2 von dem Rezirkulationsmodus, bei dem die beiden Flüssigkeiten getrennt voneinander und ohne Vermischung aus dem Tank 6 über die Zufuhrleitung 14 durch den Emulsionsreaktor 18 und über die Rezirkulationsleitung 26 wieder zurück in den Tank geleitet werden, und dem Entnahmemodus bzw. der Betriebsphase, in der die Flüssigkeiten durch die Düsen 24 aufeinander gespritzt werden, geschieht durch ein in der 1 nicht dargestelltes Umschaltelement 28 im Emulsionsreaktor 18, dessen Funktionsprinzip weiter unten anhand von 3 erläutert wird.For the production of a high quality emulsion, it is important that suitable pressures and temperatures prevail. Preparation of the emulsion at unfavorable pressures and temperatures results in a poor quality product or broke. To allow precise adjustment of pressure and temperature, the device has 2 therefore recirculation lines 26 , In a recirculation mode, the respective liquid can thus be delivered via the supply line 14 and the nozzle 24 (see also 3 ) through the emulsion reactor 18 and continue via the recirculation line 26 be led back into the tank. As a result, a cycle is given for each liquid. Switching the device 2 from the recirculation mode, in which the two liquids are separated from each other and without mixing from the tank 6 via the supply line 14 through the emulsion reactor 18 and via the recirculation line 26 be returned back to the tank, and the removal mode or the operating phase, in which the fluids through the nozzles 24 be splashed on each other, happens by a in the 1 not shown switching element 28 in the emulsion reactor 18 whose operating principle is described below on the basis of 3 is explained.

Das Umschaltelement 28 kann folglich im Wesentlichen zwei Zustände einnehmen. Im Rezirkulationszustand werden die beiden Flüssigkeiten durch den Emulsionsreaktor 18 ohne Vermischung geleitet. Im Entnahmezustand werden die beiden Flüssigkeiten aufeinander gespritzt, was zur Bildung der Emulsion führt.The switching element 28 can thus essentially occupy two states. In the recirculation state, the two liquids are passed through the emulsion reactor 18 passed without mixing. In the removal state, the two liquids are sprayed on each other, which leads to the formation of the emulsion.

Die Wärmetauscher 22 sind zu einer Temperierung, also einer Erwärmung oder Abkühlung, der Flüssigkeiten im Temperaturbereich zwischen 20°C und 75°C ausgelegt. Der Rezirkulationsmodus, bei dem die Flüssigkeiten durch den Emulsionsreaktor 18 ohne gegenseitige Vermischung geleitet werden, kann als Hochdruck-Rezirkulationsmodus bezeichnet werden, weil in diesem Modus die zur Herstellung der Emulsion erforderlichen Drücke eingestellt werden können. Zudem können auch alle weiteren Parameter zur Erstellung der Emulsion eingestellt werden. Dazu gehören die Temperaturen der Flüssigkeiten sowie die Austragsleistungen bzw. Pumpendurchsatzleistungen der Pumpen 10. Durch die Pumpendurchsatzleistungen kann das Mischungsverhältnis der beiden hauptsächlichen Komponenten, beispielsweise Fett und Wasser, in der Emulsion eingestellt werden.The heat exchangers 22 are designed for a temperature control, ie a heating or cooling, the liquids in the temperature range between 20 ° C and 75 ° C. The recirculation mode in which the fluids pass through the emulsion reactor 18 without mutual mixing, may be referred to as a high pressure recirculation mode because in this mode the pressures required to make the emulsion can be adjusted. In addition, all other parameters for the preparation of the emulsion can be adjusted. These include the temperatures of the liquids as well as the discharge rates and pump throughput capacities of the pumps 10 , Through the pump flow rates, the mixing ratio of the two major components, such as fat and water, can be adjusted in the emulsion.

Die Vorrichtung 2 erlaubt noch eine weitere Art von Rezirkulation, bei der der Emulsionsreaktor 18 vollständig umgangen wird. Dieser auch als Niederdruck-Rezirkulation bezeichnete Modus wird dadurch erreicht, dass in die jeweilige Zufuhrleitung 14 ein Bypassventil 30 eingebaut ist. Das Bypassventil 30 ist dabei als Umschaltventil ausgebildet. Es kann im Wesentlichen zwei verschiedene Zustände einnehmen. In seiner Durchgangsstellung (das Bypassventil 30 ist geschlossen) wird die jeweilige Flüssigkeit im Wesentlichen einfach durch das Ventil hindurch geleitet und somit weiter in den Emulsionsreaktor 18 geführt. An das Ventil ist eine Bypassleitung 34 angeschlossen, über die in der Bypassstellung (das Bypassventil 30 ist offen) des Bypassventils 30 die Flüssigkeit in die Rezirkulationsleitung 26 und dann weiter zurück in den Tank 6 geleitet wird. In der hier gezeigten Ausführungsform mündet die Bypassleitung über ein T-förmiges Leitungsstück in die Rezirkulationsleitung 26. Dabei ist aus hydrodynamischen Gründen sichergestellt, dass die Flüssigkeit nicht über die Rezirkulationsleitung in den Emulsionsreaktor 18 fließt.The device 2 allows yet another type of recirculation, in which the emulsion reactor 18 completely bypassed. This mode, also referred to as low-pressure recirculation, is achieved by feeding into the respective supply line 14 a bypass valve 30 is installed. The bypass valve 30 is designed as a changeover valve. It can essentially assume two different states. In its passage position (the bypass valve 30 is closed), the respective liquid is substantially simply passed through the valve and thus further into the emulsion reactor 18 guided. To the valve is a bypass line 34 connected via the in the bypass position (the bypass valve 30 is open) of the bypass valve 30 the liquid in the recirculation line 26 and then back to the tank 6 is directed. In the embodiment shown here, the bypass line opens via a T-shaped line piece in the recirculation line 26 , For hydrodynamic reasons, it is ensured that the liquid does not flow via the recirculation line into the emulsion reactor 18 flows.

In diesem Niederdruck-Rezirkulationsmodus ist ein Umlauf der Flüssigkeit geschaffen, bei dem sie nach dem Durchlaufprinzip mit Hilfe des Wärmetauschers 22 erhitzt wird. Dieser Modus kann beispielsweise solange aufrecht erhalten werden, bis die zur Emulgierung benötigten Flüssigkeiten die gewünschte Temperatur erreicht haben. Wird das Ventil dann von der Bypassstellung in die Durchgangstellung umgeschaltet, kann die Flüssigkeit im Hochdruck-Rezirkulationsmodus durch den Emulsionsreaktor 18 zirkulieren. Sofern dann alle wichtigen Parameter, wie beispielsweise Druck, Temperatur und Pumpenfördermengen, eingestellt sind, was typischerweise 15 Minuten dauert, kann durch das Umschaltelement 28 der Entnahmemodus bzw. die Betriebsphase aktiviert werden, in der die beiden Flüssigkeiten zur Bildung einer Emulsion aufeinander gespritzt werden. Diese Umschaltung kann in sehr kurzen Zeiten von wenigen Millisekunden geschehen.In this low-pressure recirculation mode, a circulation of the liquid is created, in which they are used in the flow-through principle with the aid of the heat exchanger 22 is heated. This mode can be maintained, for example, until the liquids required for emulsification have reached the desired temperature. If the valve is then switched from the bypass position to the through position, the liquid in the high-pressure recirculation mode through the emulsion reactor 18 circulate. If then all the important parameters, such as pressure, temperature and pump delivery rates, are set, which typically takes 15 minutes, can by the switching element 28 the withdrawal mode or the operating phase are activated, in which the two liquids are sprayed on each other to form an emulsion. This switching can be done in very short times of a few milliseconds.

Die Vorrichtung 2 wird vorzugsweise derart betrieben, dass der Niederdruck-Rezirkulationsmodus, der Hochdruck-Rezirkulationsmodus, und der Betriebsmodus bzw. der Entnahmemodus in dieser Reihenfolge zeitlich nacheinander gefahren werden, um einen „Schuss” Emulsion herzustellen. Sind die Flüssigkeiten bereits auf die richtige Temperatur erwärmt, kann der Niederdruck-Rezirkulationsmodus für folgende Schüsse ausgelassen werden. Durch die Zirkulationsmodi können optimierte Bedingungen für die Herstellung der Emulsion erreicht werden, da alle einstellbaren Parameter vor dem jeweiligen Schuss auf gewünschte Werte eingestellt werden können.The device 2 is preferably operated such that the low-pressure Rezirkulationsmo dus, the high pressure recirculation mode, and the operating mode and the unloading mode, respectively, are sequentially timed in this order to produce a "shot" emulsion. If the fluids are already warmed to the correct temperature, the low pressure recirculation mode can be skipped for subsequent shots. Circulation modes can be used to achieve optimized emulsion production conditions as all adjustable parameters can be set to desired values prior to each shot.

Die Vorrichtung 2 bzw. das Verfahren zur Emulgierung von Flüssigkeiten ermöglichen zudem mit Hilfe der Rezirkulationsmodi die Neuerstellung von Rezepturen bzw. Rezepten für neue Emulsionen und damit auch neue Produkte. Es kann in einem Schuss immer eine geringe Menge an Emulsion, beispielsweise ein Kilogramm, hergestellt und auf seine Eigenschaften untersucht werden. Daraufhin können die Parameter der Flüssigkeiten und/oder Additive, beispielsweise die Mischungsverhältnisse, Drücke und Temperaturen, neu justiert werden und eine neue Probe kann hergestellt werden. So lassen sich ohne großen Materialaufwand Testreihen mit jeweils unterschiedlichen Parametern fahren, wobei die zur Herstellung der Emulsion optimierten Parameterwerte empirisch aus den Messergebnissen heraus „kondensiert” werden können.The device 2 or the process for the emulsification of liquids also allow with the help of Rezirkulationsmodi the creation of recipes or recipes for new emulsions and thus new products. It can be in a shot always a small amount of emulsion, for example, a kilogram, prepared and examined for its properties. Thereupon, the parameters of the liquids and / or additives, for example the mixing ratios, pressures and temperatures, can be readjusted and a new sample can be produced. Thus, test series with different parameters can be run without great expenditure of material, whereby the parameter values optimized for producing the emulsion can be empirically "condensed" out of the measurement results.

In vielen Anwendungsbereichen von Emulsionen ist es wünschenswert bzw. erforderlich, dass die Emulsion nicht nur zwei Bestandteile, im Wesentlichen eine Wasserphase und eine Fettphase, enthält. Zur Stabilisierung der Emulsion, zur Erhöhung ihrer Wirkungskraft beispielsweise bei gesundheitlichen Produkten, zur Anreicherung der Emulsion mit Duftölen oder ähnlichen Substanzen oder aus anderen produkttechnischen Gründen soll die Emulsion oft weitere Bestandteile enthalten. Diese zusätzlichen Bestandteile werden auch als Additive bezeichnet. Die Zumischung von bis zu zwei Additiven wird in der Vorrichtung 2 gemäß 1 ermöglicht, wobei die Vorrichtung 2 hinsichtlich der Anzahl der beimischbaren Additive skalierbar ausgelegt ist. Die Additive sind dazu in Additiv-Tanks 40 gespeichert. Mit Hilfe von Additiv-Pumpen 44 können die Additive über Additiv-Zufuhrleitungen 48 in den Emulsionsreaktor 18 geleitet werden. Auch für die Additive ist vorteilhafterweise ein Kreislauf bzw. eine Rezirkulation vorgesehen, bei der die Additive über Additiv-Rezirkulationsleitungen 52 ohne Vermischung mit den anderen Flüssigkeiten wieder in den Additiv-Tank 40 geleitet werden. In die Additiv-Leitungen 48, 52 kann zu diesem Zweck auch ein Additiv-Ventil 56 eingebaut sein, durch das das jeweilige Additiv durch eine angeschlossene Leitung zurück in den Additiv-Tank 40 geleitet werden kann. Für die Additive können Rezirkulationskreisläufe vorgesehen sein, die denen der beiden hauptsächlichen Komponenten der zu erstellenden Emulsion entsprechen.In many applications of emulsions, it is desirable or required that the emulsion not only contain two ingredients, essentially a water phase and a fat phase. To stabilize the emulsion, to increase its potency, for example in health products, to enrich the emulsion with fragrance oils or similar substances or for other technical reasons, the product should often contain other ingredients. These additional ingredients are also referred to as additives. The admixture of up to two additives is in the device 2 according to 1 allows, the device 2 is scalable in terms of the number of admixable additives. The additives are in additive tanks 40 saved. With the help of additive pumps 44 The additives can be added via additive feed lines 48 in the emulsion reactor 18 be directed. Also for the additives advantageously a circuit or a recirculation is provided in which the additives via additive recirculation lines 52 without mixing with the other liquids back into the additive tank 40 be directed. In the additive lines 48 . 52 may also use an additive valve for this purpose 56 be installed through which the respective additive through a connected pipe back into the additive tank 40 can be directed. For the additives recirculation cycles can be provided, which correspond to those of the two main components of the emulsion to be created.

Da der Mengenbeitrag eines Additivs zur Emulsion oftmals weniger als 1 Prozent beträgt, kann auf eine Temperierung des Additivs in der Praxis oft verzichtet werden. Wird eine Erwärmung oder eine Abkühlung gewünscht bzw. ist sie erforderlich, können äquivalent zu den Kreisläufen der Hauptkomponenten der Emulsion Temperiervorrichtungen, bevorzugt Wärmetauscher, an den Additiv-Zufuhrleitungen oder Additiv-Rezirkulationsleitungen angebracht werden. Eine geringe Erwärmung kann auch direkt über den jeweiligen Pumpenkörper erfolgen. Im allgemeinsten Fall sind alle Komponenten der Emulsion temperierbar.There the quantity contribution of an additive to the emulsion is often less than 1 percent, can often be dispensed with a temperature of the additive in practice become. Will a warming or a cool down required or is it necessary, can be equivalent to the circuits the main components of the emulsion tempering, preferably Heat exchanger, at the additive supply lines or Additive recirculation lines are attached. A small one warming can also directly over the respective pump body respectively. In the most general case all components of the emulsion are heatable.

Die Beimischung des jeweiligen Additivs zur Emulsion kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Einerseits kann das Additiv direkt in eine der beiden Zufuhrleitungen über ein Einleitungsstück 58 eingeleitet werden. Es wird dabei unter einem Druck eingeleitet, der gegenüber dem Druck der Zufuhrleitung um beispielsweise 10 bar erhöht ist. Diese Art der Beimischung erfolgt vorzugsweise bei Komponenten, die sich nur schwer mit anderen Flüssigkeiten vermischen lassen. Durch die Injektion in den Flüssigkeitsstrom und die nachfolgende Eindüsung treten zweimal kurz hintereinander Scherungen der Additiv-Flüssigkeit auf, was sich auf die Partikelverteilung in der fertigen Emulsion begünstigend auswirkt. Anderseits kann das Additiv auch direkt über ein Eintrittsstück 59 und eine daran sich anschließende Düse 24 (nicht eingezeichnet) in den Emulsionsreaktor 18 eingespritzt werden.The admixture of the respective additive to the emulsion can take place in two different ways. On the one hand, the additive can directly into one of the two supply lines via a Einleitungsstück 58 be initiated. It is introduced under a pressure which is increased by 10 bar relative to the pressure of the supply line. This type of admixture is preferably for components that are difficult to mix with other liquids. As a result of the injection into the liquid stream and the subsequent injection, shearing of the additive liquid occurs twice in quick succession, which has a favorable effect on the particle distribution in the finished emulsion. On the other hand, the additive can also directly via an entry piece 59 and a subsequent nozzle 24 (not shown) in the emulsion reactor 18 be injected.

Die Düsen 24 können als statische Düsen ausgestaltet sein, beispielsweise als Lochblenden oder Nadelventile. In einer dynamischen Ausgestaltung der Düsen 24 ist eine den Querschnitt in einem kegelförmigen Gehäuse verengende Nadel mit einer Feder verbunden. Im Gleichgewichtszustand bei Umlauf der Flüssigkeit sind Druck der Flüssigkeit und Federdruck im Gleichgewicht. Druckspitzen werden in dieser Ausgestaltung automatisch durch eine zeitweilige Vergrößerung des Querschnitts (entgegen der Wirkung der Federkraft) ausgeglichen.The nozzles 24 can be configured as static nozzles, such as pinhole or needle valves. In a dynamic embodiment of the nozzles 24 For example, a needle that narrows the cross-section in a conical housing is connected to a spring. In the equilibrium state with circulation of the liquid, pressure of the liquid and spring pressure are in equilibrium. Pressure peaks are compensated automatically in this embodiment by a temporary enlargement of the cross section (against the action of the spring force).

Die Tanks 6 sind zur wärmetechnischen Isolierung gegenüber der Umgebung vorteilhafterweise mit einer Wärmeisolationsschicht, insbesondere in Form eines Doppelmantels, ausgestattet.The tanks 6 are for thermal insulation against the environment advantageously equipped with a thermal insulation layer, in particular in the form of a double jacket.

Die Vorrichtung 2 zur Emulgierung von Flüssigkeiten ist in 2 in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform beinhaltet gewissermaßen eine Erweiterung der in 1 gezeigten Vorrichtung 2, die im Wesentlichen zusätzlich die Komponenten enthält, die für einen vollständigen Produktionsablauf notwendig sind. Die mit der Vorrichtung 2 aus 1 gemeinsamen Komponenten befinden sich innerhalb des gestrichelten Kastens. Abweichend von der Darstellung in 1 sind in 2 die Zufuhrleitungen 14 und die Rezirkulationsleitungen 26 zum Teil überlagert gezeichnet. Die in 2 dargestellte Vorrichtung 2 umfasst zusätzlich Vorratsbehälter 60, in denen die Flüssigkeiten als Rohstoffe bzw. in ihrer Rohform vorliegen. Diese Vorratsbehälter 60 sind dementsprechend austauschbar und möglichst einfach zu montieren. Durch Vorratspumpen 64 werden die sich in den Vorratsbehältern 60 befindenden Flüssigkeiten nach Bedarf in die Tanks 6 gepumpt.The device 2 for the emulsification of liquids is in 2 shown in a second preferred embodiment. This embodiment effectively includes an extension of the in 1 shown device 2 which essentially additionally contains the components that are necessary for a complete production process. The with the device 2 out 1 common components are inside the dashed box. Deviating from the illustration in 1 are in 2 the supply lines 14 and the recirculation lines 26 partly superimposed drawn. In the 2 illustrated device 2 also includes reservoir 60 in which the liquids are present as raw materials or in their raw form. This storage container 60 are accordingly interchangeable and easy to assemble. By stockpiling 64 will be in the storage tanks 60 as needed in the tanks 6 pumped.

Die Vorratsbehälter 60 werden gewöhnlich auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten, die nicht der zur Herstellung der Emulsion benötigten Temperatur entsprechen muss. Die zur Emulgierung gewünschte Temperatur kann, wie oben dargestellt, mit Hilfe der Wärmetauscher 22 eingestellt werden. Dazu sind vorteilhafterweise ein oder mehrere Temperaturfühler an oder im Emulsionsreaktor 18 platziert, über den die Temperaturen der jeweiligen Flüssigkeiten gemessen werden können. Über eine mit den Temperaturfühlern und den Heizapparaturen bzw. mit Stellgliedern der Wärmetauscher 22 verbundene Temperaturregeleinheit (nicht dargestellt) können dann die gewünschten Temperaturen der Flüssigkeiten eingeregelt werden. Die Strömungsrichtung der Flüssigkeiten von den Tanks 6 in den Emulsionsreaktor 18 ist durch die Pfeile 65 angedeutet.The reservoir 60 are usually kept at a predetermined temperature, which does not have to correspond to the temperature required to prepare the emulsion. The desired temperature for emulsification, as shown above, using the heat exchanger 22 be set. These are advantageously one or more temperature sensors on or in the emulsion reactor 18 placed, over which the temperatures of the respective liquids can be measured. About one with the temperature sensors and the heating apparatus or with actuators of the heat exchanger 22 connected temperature control unit (not shown) can then be adjusted to the desired temperatures of the liquids. The flow direction of the liquids from the tanks 6 in the emulsion reactor 18 is through the arrows 65 indicated.

Bei der in der 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 2 ist wieder die Beimischung von bis zu zwei Additiven aus Additiv-Tanks 40 vorgesehen. Die im Entnahmemodus produzierte Emulsion kann den Emulsionsreaktor 18 aus dem Auslass 25 entnommen werden. Sie wird dann über die Entnahmeleitung 68 durch einen Entnahmewärmetauscher 72 in den Emulsionsbehälter 76 geleitet. Durch den Entnahmewärmetauscher 72 kann die Emulsion vor ihrer Abfüllung in den Emulsionsbehälter 76 auf eine geeignete Temperatur gebracht werden. Sobald die bedarfsgerechte Menge an Emulsion hergestellt ist, kann der Emulsionsbehälter 76 von der Entnahmeleitung 68 gelöst werden. Die in dem Emulsionsbehälter 76 abgefüllte Emulsion kann auf diese Weise ihrem Bestimmungszweck zugeführt werden.When in the 2 illustrated embodiment of the device 2 is again the addition of up to two additives from additive tanks 40 intended. The emulsion produced in the withdrawal mode can be the emulsion reactor 18 from the outlet 25 be removed. It will then go through the sampling line 68 through a removal heat exchanger 72 in the emulsion container 76 directed. Through the removal heat exchanger 72 The emulsion can be poured into the emulsion container before it is filled 76 be brought to a suitable temperature. Once the appropriate amount of emulsion is prepared, the emulsion container 76 from the sampling line 68 be solved. The in the emulsion container 76 bottled emulsion can be supplied in this way their intended use.

In 3 ist schematisch die Funktionsweise des Umschaltelementes 28 im Emulsionsreaktor 18 für zwei miteinander zu vermischende Flüssigkeiten dargestellt. Das Gehäuse des Emulsionsreaktors 18 sowie weitere Details sind übersichtlichkeitshalber in dieser Darstellung weggelassen. Als Emulsionsreaktor 18 eignet sich beispielsweise ein Mischkopf. Die Zufuhrleitungen 14 und die Rezirkulationsleitungen 26 sind – jedenfalls in ihrem Mündungsbereich in den Emulsionsreaktor 18 – vorzugsweise nebeneinander angeordnet, so dass die 2 einer Draufsicht auf die Leitungen 14, 26 und das Umschaltelement 28 entspricht.In 3 is schematically the operation of the switching element 28 in the emulsion reactor 18 for two liquids to be mixed together. The housing of the emulsion reactor 18 as well as further details are omitted for clarity in this illustration. As an emulsion reactor 18 For example, a mixing head is suitable. The supply lines 14 and the recirculation lines 26 are - at least in their mouth area in the emulsion reactor 18 - Preferably arranged side by side, so that the 2 a plan view of the lines 14 . 26 and the switching element 28 equivalent.

Das Umschaltelement 28 umfasst einen Umschaltkörper 80 sowie zwei in den in den Umschaltkörper integrierte Umleitkanäle 84. Jeder der Umleitkanäle 84 ist jeweils einer der beiden Flüssigkeiten zugeordnet. Der Abstand der Öffnungen 86 des jeweiligen Umleitkanals 84 entspricht dabei dem Abstand zwischen der auf jeder der beiden Seiten in den Emulsionsreaktor eingehenden Zufuhrleitung 14 und der zugehörigen Rezirkulationsleitung 26. Emulsionsreaktorseitig ist an jeder Zufuhrleitung 14 eine Düse 24 zum Einspritzen der Flüssigkeit in den Emulsionsreaktor 18 angebracht. Das Umschaltelement 28 kann in Bewegungsrichtung 88 hin und her zwischen zwei verschiedenen Positionen bewegt werden. Diese Bewegung kann beispielsweise elektromagnetisch durch strombeaufschlagte Schaltspulen (nicht dargestellt) oder dergleichen initiiert werden.The switching element 28 includes a switching body 80 and two in the bypass channels integrated in the Umschaltkörper 84 , Each of the diversion channels 84 is assigned to one of the two liquids. The distance between the openings 86 of the respective diversion channel 84 corresponds to the distance between the incoming on either side of the emulsion reactor supply line 14 and the associated recirculation line 26 , Emulsion reactor side is on each supply line 14 a nozzle 24 for injecting the liquid into the emulsion reactor 18 appropriate. The switching element 28 can in the direction of movement 88 moved back and forth between two different positions. This movement, for example, electromagnetically by current-energized switching coils (not shown) or the like can be initiated.

In dem in 3 gezeigten Entnahmezustand gibt das Umschaltelement 28 den Kollisionspunkt K frei. Die Flüssigkeiten schießen in Einspritzrichtung 92 auf den gemeinsamen Kollisionspunkt K. Die Emulsion kann dem Auslass 25 des Emulsionsreaktors 18 entnommen werden. Die Entnahmemenge der Emulsion kann durch eine hier schematisch dargestellte Drossel 96 im Bedarfsfall begrenzt werden. Der Auslass 25 ist hierbei räumlich unterhalb des Kollisionspunktes K gelagert.In the in 3 shown removal state is the switching element 28 the collision point K free. The liquids shoot in the injection direction 92 on the common collision point K. The emulsion can the outlet 25 of the emulsion reactor 18 be removed. The removal amount of the emulsion can by a throttle schematically shown here 96 be limited if necessary. The outlet 25 is stored spatially below the collision point K.

In seinem zweiten Zustand, dem Rezirkulationszustand, ist das Umschaltelement 28 derart positioniert, dass die Öffnungen 86 der Umleitkanäle 84 jeweils mit den Aus- bzw. Eingängen der Zufuhrleitungen 14 bzw. der Düsen 24 und der Rezirkulationsleitungen 26 in Deckung gebracht sind. Die Verbindung zwischen den Öffnungen 86 des Umleitkanals 84 und den jeweiligen Leitungen ist so ausgestaltet, dass die Flüssigkeit im Wesentlichen verlustfrei von der Zufuhrleitung 14 und der Düse 24 über den Umleitkanal 84 in die Rezirkulationsleitung 26 geleitet wird. Die Übergänge zwischen Umleitkanal 84 und den Leitungen 14, 26 müssen entsprechend dicht ausgestaltet sein. Der wesentliche Zweck des Umschaltelementes 28 ist die vermischungsfreie Rezirkulation der Flüssigkeiten durch den Emulsionsreaktor 18 zurück in den jeweiligen Tank 6.In its second state, the recirculation state, is the switching element 28 positioned so that the openings 86 the bypass channels 84 each with the outputs and inputs of the supply lines 14 or the nozzles 24 and the recirculation lines 26 are brought into cover. The connection between the openings 86 the diversion channel 84 and the respective lines is designed so that the liquid substantially lossless from the supply line 14 and the nozzle 24 over the bypass channel 84 in the recirculation line 26 is directed. The transitions between diversion channel 84 and the wires 14 . 26 must be designed accordingly tight. The essential purpose of the switching element 28 is the mix-free recirculation of the liquids through the emulsion reactor 18 back to the respective tank 6 ,

Auch im Hochdruck-Rezirkulationsmodus wird die Flüssigkeit durch die jeweilige Düse 24 geleitet, bevor sie durch das Umschaltelement 28 in die Rezirkulationsleitung 26 umgeleitet wird. Dadurch wird der Aufbau und die präzise Einregelung des für den „Schuss” (Entnahme) gewünschten Druckes zwischen Pumpe und Düse ermöglicht. Da das Umschalten zwischen Hochdruck-Rezirkulationsmodus und Entnahmemodus in wenigen Millisekunden geschehen kann, wird sichergestellt, dass beim Schuss im Wesentlichen die Bedingungen vorliegen, die kurz davor während der Zirkulation vorlagen.Also in the high pressure recirculation mode, the liquid passes through the respective nozzle 24 passed before passing through the switching element 28 in the recirculation line 26 is redirected. This allows the construction and precise regulation of the pressure required for the "shot" (removal) between pump and nozzle. Since the switching between high pressure recirculation mode and extraction mode ge in a few milliseconds ensures that the conditions that occurred just prior to the circulation

Gemäß 3 ist diese Funktionalität durch zwei in den Umschaltkörper 80 integrierte Umleitkanäle 84 realisiert. Es sind natürlich auch andere Realisierungen denkbar. Das Umschaltelement 28 kann beispielsweise aus einer Stange oder einem Kolben bestehen, der zwischen die Leitungen 14, 26 geführt wird, und in dem auf zwei gegenüberliegenden Seiten Längsnuten eingelassen sind, über die die jeweiligen Flüssigkeiten umgeleitet werden können. Die Stange bzw. der Kolben kann sich in einem zylinderförmigen Gehäuse befinden, in dem er maschinell zwischen den beiden Stellungen hin- und her bewegt werden kann.According to 3 This functionality is through two in the switching body 80 integrated diversion channels 84 realized. Of course, other realizations are conceivable. The switching element 28 may for example consist of a rod or a piston, which between the lines 14 . 26 is guided, and in which longitudinal grooves are recessed on two opposite sides, through which the respective liquids can be diverted. The rod or piston may be located in a cylindrical housing in which it can be mechanically reciprocated between the two positions.

Alternativ ist auch eine Realisierung mit einem drehbaren Umschaltkörper denkbar.alternative is also a realization conceivable with a rotatable changeover body.

Die gleiche Funktionalität kann auch durch mehrere Umschaltelemente, beispielsweise je eins für die jeweilige Flüssigkeit, erreicht werden. Von dem Rezirkulationsmodus wird in den Entnahmemodus vorteilhafterweise dann umgeschaltet, wenn die zur Herstellung der Emulsion benötigten Bedingungen vorliegen.The same functionality can also by several switching elements, for example, one for each Liquid, be achieved. From the recirculation mode is in the removal mode Advantageously then switched when the for the production of the Needed emulsion Conditions exist.

Das in 3 nicht eingezeichnete Emulsionsreaktorgehäuse ist derart konstruiert, dass die Emulsion nach der Kollision der Flüssigkeiten im Kollisionspunkt K von dem Gehäuse abprallt und in den Auslass 25 fließt. Der Kollisionspunkt K ist hier als im Wesentlichen zentraler Punkt der Kollision zu verstehen; tatsächlich kollidieren die in der Art gegeneinander gerichteter Kegelstrahlen in den Mischraum eingedüsten Flüssigkeiten miteinander in der Regel in einem ausgedehnten Raumbereich im Emulsionsreaktor 18. Bei Bedarf können weitere Flüssigkeiten in den Emulsionsreaktor 18 eingedüst und auf den Kollisionspunkt K beschleunigt werden.This in 3 Not shown emulsion reactor housing is constructed such that the emulsion bounces off the housing after the collision of the liquids at the collision point K and into the outlet 25 flows. The collision point K is to be understood here as the essentially central point of the collision; in fact, the cones directed in the manner of opposing cones sprayed into the mixing chamber usually collide with each other usually in an extended space in the emulsion reactor 18 , If necessary, additional liquids can be added to the emulsion reactor 18 injected and accelerated to the collision point K.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Vorrichtungcontraption
66
Tanktank
1010
Pumpepump
1414
Zufuhrleitungsupply line
1818
Emulsionsreaktoremulsion reactor
2222
Wärmetauscherheat exchangers
2424
Düsejet
2525
Auslassoutlet
2626
Rezirkulationsleitungrecirculation
2828
Umschaltelementswitching
3030
Bypassventilbypass valve
3434
Bypassleitungbypass line
4040
Additiv-TankAdditive tank
4444
Additiv-PumpeAdditive Pump
4848
Additiv-ZufuhrleitungAdditive supply line
5252
Additiv-RezirkulationsleitungAdditive recirculation line
5656
Additiv-VentilAdditive valve
5858
EinleitungsstückIntroduction piece
5959
Eintrittsstückadmission piece
6060
Vorratsbehälterreservoir
6464
Vorratspumpestock pump
6565
Pfeilarrow
6868
Entnahmeleitungwithdrawal line
7272
EntnahmewärmetauscherBleed heat exchanger
7676
Emulsionsbehälteremulsion tank
8080
Umschaltkörpertransfer body
8484
Umleitkanalbypass channel
8686
Öffnungopening
8888
Bewegungsrichtungmovement direction
9292
EinspritzrichtungInjection direction
9696
Drosselthrottle
KK
Kollisionspunktcollision point

Claims (18)

Vorrichtung (2) zur Emulgierung von mindestens zwei Flüssigkeiten, mit einem Emulsionsreaktor (18), der einen Auslass (25) zur Entnahme der bei der Mischung der Flüssigkeiten entstehenden Emulsion aufweist, und in dem eine Mehrzahl von zum Einspritzen auf im Wesentlichen einen gemeinsamen Kollisionspunkt (K) ausgerichteten Düsen (24) vorgesehen ist, wobei jeder Düse (24) jeweils eine Zufuhrleitung (14) und eine Pumpe (10) zugeordnet ist, die jeweils eine Flüssigkeit aus einem zugeordneten Tank (6) durch die Zufuhrleitung (14) in den Emulsionsreaktor (18) pumpt, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Flüssigkeit eine Rezirkulationsleitung (26) aus dem Emulsionsreaktor (18) in den jeweiligen Tank (6) führt, und dass der Emulsionsreaktor (18) mindestens ein zwischen zwei Positionen verlagerbares Umschaltelement (28) aufweist, wobei in der einen Position, dem Rezirkulationszustand, die jeweilige Flüssigkeit aus ihrer Zufuhrleitung (14) über die jeweilige Düse (24) durch das Umschaltelement (28) hindurch in ihre Rezirkulationsleitung (26) umgeleitet wird, während es in der anderen Position, dem Entnahmezustand, den Weg der Flüssigkeiten zwischen der jeweiligen Düse (24) und dem Kollisionspunkt (K) freigibt.Contraption ( 2 ) for the emulsification of at least two liquids, with an emulsion reactor ( 18 ), which has an outlet ( 25 ) for removing the emulsion formed during the mixing of the liquids, and in which a plurality of nozzles (for injection on essentially one common collision point (K) are aligned ( 24 ), each nozzle ( 24 ) each have a supply line ( 14 ) and a pump ( 10 ), each containing a liquid from an associated tank ( 6 ) through the supply line ( 14 ) in the emulsion reactor ( 18 ), characterized in that for each liquid a recirculation line ( 26 ) from the emulsion reactor ( 18 ) into the respective tank ( 6 ) and that the emulsion reactor ( 18 ) at least one shiftable between two positions switching element ( 28 ), wherein in one position, the recirculation state, the respective liquid from its supply line ( 14 ) over the respective nozzle ( 24 ) by the switching element ( 28 ) into its recirculation line ( 26 ), while in the other position, the withdrawal state, the path of the liquids between the respective nozzle ( 24 ) and the collision point (K). Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei zwischen dem jeweiligen Tank (6) und dem Emulsionsreaktor (18) in der jeweiligen Zufuhrleitung (14) ein Bypassventil (30) vorgesehen ist, an das eine Bypassleitung (34) angeschlossen ist, die direkt oder über einen Abschnitt der Rezirkulationsleitung (26) in den jeweiligen Tank (6) führt, und wobei das Bypassventil (30) im Betriebszustand in einer Bypassstellung die aus dem Tank (6) entnommene Flüssigkeit durch die Bypassleitung (34) unter Umgehung des Emulsionsreaktors (18) zurück in den Tank (6) leitet, während es in einer Durchgangsstellung die Flüssigkeit durch die Zufuhrleitung (14) in den Emulsionsreaktor (18) leitet.Contraption ( 2 ) according to claim 1, wherein between the respective tank ( 6 ) and the emulsion reactor ( 18 ) in the respective supply line ( 14 ) a bypass valve ( 30 ) is provided, to which a bypass line ( 34 ) connected directly or via a section of the recirculation line ( 26 ) into the respective tank ( 6 ), and wherein the bypass valve ( 30 ) in the operating state in a bypass position from the tank ( 6 ) withdrawn liquid through the bypass line ( 34 ) bypassing the emulsion reactor ( 18 ) back to the tank ( 6 ), while in a passage position, the liquid through the supply line ( 14 ) in the emulsion reactor ( 18 ). Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Emulsionsreaktor (18) eine einstellbare Drossel (96) zur zusätzlichen Scherung des Mischprodukts der Flüssigkeiten vorgesehen ist.Contraption ( 2 ) according to claim 1 or 2, wherein in the emulsion reactor ( 18 ) an adjustable throttle ( 96 ) is provided for additional shear of the mixed product of the liquids. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an den jeweiligen Zufuhrleitungen (14) und/oder Rezirkulationsleitungen (26) Temperiervorrichtungen vorgesehen sind.Contraption ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, wherein on the respective supply lines ( 14 ) and / or recirculation lines ( 26 ) Temperature control devices are provided. Vorrichtung (2) nach Anspruch 4, wobei die Temperiervorrichtungen als Wärmetauscher (22) ausgestaltet sind, die primärseitig von der jeweiligen Flüssigkeit und sekundärseitig von einem Heiz- oder Kühlmedium durchflossen werden.Contraption ( 2 ) according to claim 4, wherein the temperature control devices as a heat exchanger ( 22 ), which are flowed through by the respective liquid on the primary side and by a heating or cooling medium on the secondary side. Vorrichtung (2) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die jeweilige Temperiervorrichtung ausgelegt ist, die Flüssigkeiten auf Temperaturen zwischen 20 und 75 Grad Celsius zu temperieren.Contraption ( 2 ) according to claim 4 or 5, wherein the respective temperature control device is designed to temper the liquids to temperatures between 20 and 75 degrees Celsius. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens ein zusätzlicher Tank (40) für ein Additiv mit zugeordneter Pumpe (44) vorgesehen ist, mit einer Zuführungsleitung (48), die in den Emulsionsreaktor (18) oder in eine der Zufuhrleitungen (14) mündet, und einem Ventil (56) mit einer daran angeschlossenen Rückführungsleitung (52) zum Tank (40).Contraption ( 2 ) according to one of claims 1 to 6, wherein at least one additional tank ( 40 ) for an additive with associated pump ( 44 ) is provided with a supply line ( 48 ), which enter the emulsion reactor ( 18 ) or in one of the supply lines ( 14 ) and a valve ( 56 ) with a return line connected thereto ( 52 ) to the tank ( 40 ). Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Düsen (24) als Lochblenden ausgestaltet sind.Contraption ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the nozzles ( 24 ) are designed as pinholes. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Düsen (24) eine in einem kegelförmigen Gehäuse verschiebbare Nadel zur Eintrittsdruckeinstellung der jeweiligen Flüssigkeit in den Emulsionsreaktor (18) umfassen.Contraption ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the nozzles ( 24 ) a displaceable in a conical housing needle for inlet pressure adjustment of the respective liquid in the emulsion reactor ( 18 ). Vorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei die Nadel mit einer Feder zur dynamischen Eintrittsdruckeinstellung verbunden ist.Contraption ( 2 ) according to claim 9, wherein the needle is connected to a spring for dynamic entry pressure adjustment. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Düsen (24) und die zugeordneten Pumpen (10) für Drücke zwischen 25 und 200 bar, insbesondere im Wesentlichen 100 bar, ausgelegt sind.Contraption ( 2 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the nozzles ( 24 ) and the associated pumps ( 10 ) are designed for pressures between 25 and 200 bar, in particular substantially 100 bar. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei dem jeweiligen Tank (6) ein Vorratsbehälter (60) vorgeschaltet ist, mit einer Zuleitung zu dem Tank (6) und einer zugeordneten Pumpe (64), die im Bedarfsfall die jeweilige Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter (60) in den Tank (6) pumpt.Contraption ( 2 ) according to one of claims 1 to 11, wherein the respective tank ( 6 ) a storage container ( 60 ) is connected upstream, with a supply line to the tank ( 6 ) and an associated pump ( 64 ), which in case of need, the respective liquid from the reservoir ( 60 ) in the tank ( 6 ) pumps. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei genau zwei Düsen (24) vorgesehen sind, durch die im Betriebszustand zwei Flüssigkeiten im Wesentlichen frontal aufeinander gespritzt werden.Contraption ( 2 ) according to one of claims 1 to 12, wherein exactly two nozzles ( 24 ) are provided, are sprayed through the two operating state in the operating state substantially frontal to each other. Verfahren zur Emulgierung von Flüssigkeiten, bei dem die Flüssigkeiten temperiert werden und in einem Entnahmemodus wenigstens zwei Flüssigkeiten aus jeweils einem Tank (6) durch zugeordnete Pumpen (10) über zugeordnete Zufuhrleitungen (14) durch zugeordnete Düsen (24) in einen Emulsionsreaktor (18) geleitet werden, dort im Wesentlichen auf einen gemeinsamen Kollisionspunkt (K) gespritzt werden, und die dabei als Mischprodukt entstehende Emulsion entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Rezirkulationsmodus vorgesehen ist, bei dem die Flüssigkeiten ohne gegenseitige Vermischung aus den jeweiligen Düsen (24) über zugeordnete Rezirkulationsleitungen (26) zurück in den jeweiligen Tank (6) geleitet werden.Process for the emulsification of liquids, in which the liquids are tempered and in a withdrawal mode at least two liquids from one tank each ( 6 ) by associated pumps ( 10 ) via associated supply lines ( 14 ) by associated nozzles ( 24 ) in an emulsion reactor ( 18 ), where they are sprayed essentially onto a common collision point (K), and the emulsion formed as a mixed product is removed, characterized in that additionally a recirculation mode is provided in which the liquids are mixed without mutual mixing from the respective nozzles ( 24 ) via associated recirculation lines ( 26 ) back into the respective tank ( 6 ). Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein Bypassmodus vorgesehen ist, bei dem die Flüssigkeiten aus den jeweiligen Zufuhrleitungen (14) vor Erreichen des Emulsionsreaktors (18) über Bypassleitungen (34) in den jeweiligen Tank (6) zurückgeleitet werden.The method of claim 14, wherein a bypass mode is provided, wherein the liquids from the respective supply lines ( 14 ) before reaching the emulsion reactor ( 18 ) via bypass lines ( 34 ) into the respective tank ( 6 ) are returned. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei zur Erstellung einer Emulsion von dem Rezirkulationsmodus in den Entnahmemodus gewechselt wird, wenn vorgegebene Drücke, vorgegebene Temperaturen der Flüssigkeiten und/oder des Emulsionsreaktors und/oder vorgegebene Pumpendurchsatzleistungen erreicht sind.The method of claim 14 or 15, wherein the creation an emulsion from the recirculation mode in the unloading mode is changed, if given pressures, given temperatures of liquids and / or the emulsion reactor and / or predetermined pump flow rates are reached. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Flüssigkeiten bei deren Durchlauf durch die Zufuhrleitungen (14) und/oder die Rezirkulationsleitungen (26) temperiert werden.Method according to one of claims 14 to 16, wherein the liquids as they pass through the supply lines ( 14 ) and / or the recirculation lines ( 26 ) are tempered. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei zwischen dem Rezirkulationsmodus und dem Entnahmemodus durch Bewegung eines oder mehrerer Umschaltelemente (28) im Emulsionsreaktor umgeschaltet wird.Method according to one of claims 14 to 17, wherein between the recirculation mode and the removal mode by movement of one or more switching elements ( 28 ) is switched in the emulsion reactor.
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