DE9117284U1 - Vorrichtung zur Herstellung eines Granulates durch Sprühtrocknen - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung eines Granulates durch SprühtrocknenInfo
- Publication number
- DE9117284U1 DE9117284U1 DE9117284U DE9117284U DE9117284U1 DE 9117284 U1 DE9117284 U1 DE 9117284U1 DE 9117284 U DE9117284 U DE 9117284U DE 9117284 U DE9117284 U DE 9117284U DE 9117284 U1 DE9117284 U1 DE 9117284U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chamber
- gas
- classifier
- inlet
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 239000008187 granular material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 104
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 68
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 68
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005744 Teer Meer reaction Methods 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 44
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 75
- 239000000047 product Substances 0.000 description 51
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000009477 fluid bed granulation Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 230000000895 acaricidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000642 acaricide Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- -1 pesticides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000000419 plant extract Substances 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 108010027322 single cell proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/16—Evaporating by spraying
- B01D1/18—Evaporating by spraying to obtain dry solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
- B01J2/04—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a gaseous medium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
TER MEER STEINMEISTER & PARTNER GBR PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.
Peter Urner, Dipl.-Phys. Manfred Wiebusch
Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)
Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse
D-81679 MÜNCHEN D-33617 BIELEFELD
Hofman-Bang 17.12.1998
8, Ostmarken DK-2860 Soborg
DÄNEMARK
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Granulates durch Sprühtrocknen
Abzweigung aus EP 91 904 361.2 (= 0 515 478)
TERMEER STEINMEISTER AJ3ARJJNER !GBa* . *..:.. Hofman-Bang
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines im
wesentlichen staubfreien Granulates mit einer gewünschten mittleren Partikelgröße
und einer engen Partikelgrößenverteilung durch Sprühtrocknen.
In dem vorliegenden Zusammenhang ist "Granulation" definiert als der Aufbau
von größeren Feststoffpartikeln aus kleineren Feststoffpartikeln, die auch als "(feines/feine) Feststoff-Ausgangsmaterial/-partikel" bezeichnet werden "Granulat"
und "Granulatmaterial" ist definiert als das durch Granulation erhaltene Produkt.
Es ist wohlbekannt, daß Granulatmaterial durch Verwendung von Fließbettverfahren
hergestellt werden kann, bei denen eine Lösung oder Suspension des zu granulierenden Materials auf oder in ein Fließbett gesprüht wird, das
zu granulierende Feststoffpartikel enthält. Es ist außerdem wohlbekannt, daß der feinere Anteil des aus dem Fließbett abgeleiteten Produkts zur weiteren
Granulation in das Fließbett zurückgeleitet werden kann, siehe DE-OS 22 31
445, DE-OS 25 55 917, EP 87 039 und EP 163 836.
Ein typisches Merkmal der Fließbettverfahren besteht darin, daß der Granu-Iationsprozej3
unter Bedingungen stattfindet, die einem vollständig gerührten Reaktor entsprechen. Deshalb arbeiten diese Verfahren mit langen Verweilzeiten
für die Feststoffpartikel. Das Feststoff-Ausgangsmaterial ist im wesentlichen identisch mit dem aus der Granulationszone abgeführten Material, und
es ist deshalb im allgemeinen notwendig, das abgeführte Material In drei Fraktionen zu teilen, nämlich eine feine Untergrößen-Fraktion, eine Produkt-Fraktion
und eine Übergrößen-Fraktion, die gemahlen und in die Granulationszone zurückgeführt werden kann.
Der Begriff "Granulationseffizienz" ist definiert als der Gewichtsanteil des die
Granulationszone vorlassenden Materials, das in einen bestimmten, gewünschten Produktbereich fällt. Das "Rückführungsverhältnis" ist definiert
als das Gewichtsverhältnis zwischen dem zurückgeführten Material und dem als Produkt abgezogenen Material.
TERMEER STEINMEISTER &:PAR^N^R !GBR* .'..I.". Hofman-Bang
» > * » « « *
Bis jetzt ist kein effizientes Fließbettverfahren angegeben worden, das ein
staubfreies Produkt mit gewünschter mittlerer Partikelgröße und einer engen Partikelgrößenverteilung ergibt.
Es Ist weiterhin bekannt, daß die durch herkömmliches Sprühtrocknen hergestellten
Produkte im allgemeinen eine kleine mittlere Partikelgröjße haben,
typischerweise im Bereich von 50 bis 150 &mgr;&eegr;&igr;, in einigen Fällen sogar weniger,
und oftmals ernste Staubprobleme bereiten.
Um unter Verwendung der Prinzipien der Sprühtrocknung größer dimensionierte
Partikel herzustellen, sind kombinierte Sprühtrocknungs-, Fließbett und Agglomerationsverfahren vorgeschlagen worden.
Aus US-PS 3 849 233 und EP 97 484 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein
Fließbett am unteren Teil der Trocknungskammer einer Sprühtrocknungseinheit angeordnet ist. Bei diesem Verfahren werden die in der Sprühtrocknungszone
erzeugten Partikel durch das Trocknungsgas von der Sprühtrocknungszone in das Fließbett geblasen. Hierdurch werden Partikel aus dem
Fließbett in die Sprühtrocknungszone aufgewirbelt. Da die Sprühtrocknungszone so betrieben wird, daß sie austretende Partikel mit einem ziemlich
hohen Feuchtigkeitsgehalt liefert, kann Agglomeration sowohl in der Sprühtrocknungszone
als auch In dem Fließbett stattfinden.
Aus US-PS 3 735 792 ist ein weiteres kombiniertes Sprühtrocknungs-, Fließbett-
und Agglomerationsverfahren bekannt. Dieses Verfahren findet ebenfalls in einer Kammer statt, die ein am Boden dieser Kammer angeordnetes Fließbett
enthält. Flüssiges Einspeisungsmaterial wird durch einen am oberen Ende der Kammer angeordneten Fluidzerstäuber in Form von Tropfen in die
Kammer gesprüht. Primärluft tritt durch eine perforierte Platte am Boden der Kammer ein und wirkt als Fluidisierungs- und Trocknungsluft. Am oberen
Ende der Kammer zugeführte Sekundärluft erteilt der Luftströmung in der Kammer eine spiralförmige Bewegung, wodurch Partikel aus dem oberen Teil
des Fließbettes abgezogen werden und suspendierte Partikel zu einer zirkulierenden Bewegung in der Zone über dem Fließbett veranlaßt werden.
So werden durch Kollision zwischen Partikeln und Tröpfchen und zwischen feuchten Partikeln, vermutlich in der Hauptsache in dem Fließbett, Granulate
gebildet. Partikel werden kontinuierlich aus dem Fließbett abgeführt,
ft · ·
TERMEER STEINMEISTER & fÄBJ^JER JGBR/ . *..:.**. Hofman-Bang
vorzugsweise über eine Ausgabeleitung im Gegenstrom zu einem aufsteigenden
Luftstrom, der eine gewisse Menge des Feinanteils in dem abgezogenen Produkt in das Fließbett zurückführen kann, wodurch eine begrenzte Verringerung
des Staubgehalts des Produkts erzielt werden kann.
Schließlich sollte als ein kombiniertes Sprühtrocknungs- und Granulationsverfahren
das sogenannte Direkt-Durchlaufverfahren erwähnt werden. Bei diesem Verfahren wird das aus der Sprühtrocknungszone abgezogene
Produkt einem weiteren Trocknungsschritt in einem Fließbett unterzogen. Partikel, die durch das fluidisierende Gas aus dem Fließbett entfernt werden,
werden in die Sprühtrocknungszone zurückgeführt, und Granulation erfolgt In dieser Zone durch Kollision zwischen zurückgeführten Partikeln und
Tröpfchen und zwischen feuchten zurückgeführten Partikeln.
Es ist wichtig zu bemerken, daß die Partikelaufbau-Mechanismen in einem
Fließbettverfahren von denen in einem Sprühtrocknungs-Granulationsverfahren verschieden sind. Die wesentlichsten Unterschiede sind die folgenden:
Wie oben erwähnt wurde, entspricht das Fließbett-Granulationsverfahren
einer Reaktion in einem vollständig gerührten Reaktor mit einer langen Aufenthaltsdauer für den Reaktorinhalt, wobei das Feststoff-Ausgangsmaterial,
wie oben definiert, im wesentlichen mit dem aus der Granulationszone abgeführten
Material identisch ist, wohingegen das Verfahren mit Granulation In der Sprühtrocknungszone der Reaktion in einem Idealströmungsreaktor mit
einer sehr kurzen Verweilzeit für die Reaktionspartner ähnelt, bei der das Feststoff-Ausgangsmaterial im wesentlichen mit dem zurückgeführten
Material identisch ist.
In dem Fließbett-Granulationsverfahren wird im Verhältnis zu dem verfügbaren
Feststoffmaterial nur eine geringfügige Menge an Flüssigkeit pro Sekunde zugeführt, während bei dem Sprühtrocknungs-Granulationsverfahren
eine wesentlich größere spezifische Flüssigkeitsmenge zugeführt wird. Es ist erwünscht, mit einem hohen Flüssig/Fest-Verhältnis in der Granulationszone
zu arbeiten, weil dies eine hohe Festigkeit der Granulate begünstigt. Das
Fließbett-Granulationsverfahren kann jedoch bei derart hohen Verhältnissen nicht sicher durchgeführt werden, weil der Prozeß zunehmend instabil wird,
wenn das Flüssig/Fest-Verhältnis erhöht wird, wobei das Problem in einer
TERMEER STEINMEISTER & f"ARjfjER*J3BR,* . *..! .**. Hofman-Bang
zunehmenden Gefahr des Zusammenbruchs des Granulationsprozesses infolge
der Bildung von groj3en Klumpen klebrigen Materials besteht.
In allen Granulationsprozessen ist es notwendig, feine Ausgangspartikel
zuzuführen oder zu erzeugen, die für den Aufbau der granulierten Partikel erforderlich sind. Bei dem Fließbett-Granulationsverfahren werden diese
feinen Ausgangspartikel in der Hauptsache durch Zerreiben oder Mahlen von bereits gebildeten Granulaten erzeugt, und die Zufuhrrate dieser feinen
Partikel In den GranulationsprozeJ3 kann nur durch kontrollierte Zufuhr von
gemahlenen Granulaten, z.B. übergroßen Partikeln, wirksam gesteuert
werden. Im Gegensatz dazu werden bei der Sprühtrocknungs-Agglomeration die feinen Ausgangspartikel auf einfache Weise durch Verdampfung von
Tröpfchen erzeugt, die in der Sprühtrocknungszone nicht mit festen Partikeln zusammengestoßen sind.
In dem Fließbett-Granulationsverfahren enthalten die Ausgangspartikel im
allgemeinen nur einen kleinen Prozentsatz an feinen Partikeln, wohingegen
ein großer Prozentsatz an feinen Ausgangspartikeln für bekannte Granulationsverfahren
mit Sprühtrocknung charakteristisch Ist. Dieser hohe Prozentsatz stellt in der Tat bei dem Direkt-Durchlaufverfahren ein Problem
dar, da er zur Bildung eines granulierten Produktes mit einem unvertretbar hohen Staubgehalt führt.
Die in einem Fließbett hergestellten Granulate sind im allgemeinen ziemlich
grob, mit einer typischen mittleren Partikelgröße von etwa 1 bis 5 mm, während in einer Sprühtrocknungszone hergestellte Granulate im allgemeinen
eine mittlere Partikelgröße von weniger als etwa 300 &mgr;&idiagr;&eegr; haben.
Aus Umweltschutzgründen hat die Forderung nach einem niedrigen Staubgehalt
in Feststoffprodukten während der letzten Jahre beträchtlich zugenommen, nicht zuletzt im Hinblick auf Produkte zur Verwendung in der
Landwirtschaft und der Farbstoffindustrie. Im Hinblick auf nach dem bekannten Stand der Technik hergestellte Produkte sind diese Forderungen
nur unter großen Schwierigkeiten erfüllt worden.
35
35
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, zur Herstellung
eines granulierten Produktes
TERMEER STEINMEISTER & PARTNER DBR.* . *..:.'*. Hofman-Bang
mit einem niedrigen Staubgehalt,
mit einer gewünschten mittleren Partikelgrö_ße
- mit einem Wert d5Q kleiner oder gleich etwa 1000 &mgr;&pgr;&igr;, vorzugsweise im
Bereich von 150 bis 400 &mgr;&pgr;&igr;,
mit einer engen Partikelgrößenverteilung entsprechend mindestens 70,
vorzugsweise mindestens 80 Volumenprozent zwischen 0,5 d5Q und 1,5
d5o und
mit hoher Abriebfestigkeit und ausgezeichneten flie_ßmechanischen
Eigenschaften,
Eigenschaften,
durch ein Sprühtrocknungs-Granulationsverfahren, bei dem
das Rückführungsverhältnis auf einem sehr niedrigen Wert gehalten
wird,
wird,
- das Massenverhältnis zwischen Flüssigkeit und Feststoff, die der Sprühtrocknungs-
und Granulationszone zugeführt werden, hoch ist,
die Bildung von Staub auf ein Minimum reduziert ist,
- die Verweilzeit des Materials in der Granulationszone auf einem sehr
niedrigen Wert gehalten wird und
niedrigen Wert gehalten wird und
eine nachfolgende Kühlung des granulierten Produktes in hocheffizienter
Weise durchgeführt werden kann,
30
30
welche Vorrichtung eine kompakte Vorrichtung ist, die gewünschtenfalls
durch geringfügige und kostengünstige Modifikation bestehender Sprühtrocknungsanlagen
aufgebaut werden kann.
Wir haben gefunden, daß die oben genannte Aufgabe der Erfindung gelöst
werden kann durch die in Anspruch 1 angegebene Vorrichtung mit Sprühtrocknen einer Lösung oder Suspension des zu granulierenden Materi
TERMEER STEINMEISTER & PARTNER J3BR.* · *..&idigr; ·**· Hofman-Bang
als, das die folgenden Schritte aufweist
Zerstäuben der Lösung oder Suspension zu Tröpfchen in einer Zerstäubungszone
im oberen Teil einer Sprühtrocknungs- und Granulationszone in einer Trocknungskammer,
in Kontakt bringen der zerstäubten Lösung oder Suspension mit einem zentralen
abwärtsgerichteten Trocknungsgas-Strom und einem Strom aus festen Einspeisungspartikeln, die in den oberen Teil der Sprühtrocknungs- und
Granulationszone zugeführt oder direkt eingeblasen werden, um ein Granulat durch Vergrößerung der Abmessung der genannten Partikel durch Kollision
zwischen Tröpfchen und Einspeisungspartikeln und zwischen feuchten Einspeisungspartikeln
zu erhalten,
Einstellen der Menge an zugeführter Lösung oder Suspension auf die Menge
und Trocknungskapazität von zugeführtem Trocknungsgas, um einen gewünschten Feuchtigkeitsgehalt der Partikel oder Granulate, die die Sprühtrocknungs-
und Granulationszone verlassen, und die Verdampfung von nicht kollidierenden Tröpfchen zur Bildung von feinen Partikeln sicherzustellen,
Abziehen eines Stromes von verbrauchtem Trocknungsgas aus der Sprühtrocknungs-
und Granulationszone,
Abziehen der Partikel oder Granulate, die die Sprühtrocknungs- und Granulationszone
verlassen, aus der Trocknungskammer und
Größenklassifikation der abgezogenen Partikel oder Granulate in zwei Fraktionen
in einem vorzugsweise mehrstufigen Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierer, wobei die Partikel oder Granulate in einen aufsteigenden Gasstrom
in einer Trennzone eingeführt und in eine Grobfraktion mit der vorgegebenen Partikelgröße, die als Produkt abgezogen wird, und eine Untergrößen-Fraktion
aufgeteilt werden, die aus der Trennzone als eine in dem aus dem Klassifizierer austretenden Gas mitgeführte Suspension abgezogen und
als feste Einspeisungspartikel zu der Sprühtrocknungs- und Granulationszone zurückgeführt wird.
Hierdurch ist es möglich, ein im wesentlichen staubfreies granuliertes Pro
TERMEER STEINMEISTER & PARTtJER t3BR." . *..!.**. Hofman-Bang
dukt mit einem &aacgr;§q-Wert innerhalb des gewünschten Bereiches und der
gewünschten engen Partikelgrößenverteilung herzustellen, das eine hohe
Abriebfestigkeit und ausgezeichnete fließmechanische Eigenschaften aufweist.
Das hierdurch erhaltene Granulat kann typischerweise eine mittlere
Partikelgröße im Bereich von 150 bis 400 &mgr;&idiagr;&eegr;, eine Partikelgrö_ßenverteilung
mit mindestens 70, typischerweise mindestens 80 Volumenprozent Partikeln in dem Intervall [0,5 d5Q, 1.5 d5Ql und einen niedrigen Staubgehalt aufweisen.
Das Rückführungsverhältnis ist klein, das Massenverhältnis zwischen
flüssigem und festem Einspeisungsmaterial zu der Sprühtrocknungs- und Granulationszone ist hoch, und die Verweilzeit des Materials in der Granulationszone
kann auf einem sehr niedrigen Wert gehalten werden, was besonders vorteilhaft ist, wenn hitzeempfindliche Materialien granuliert werden.
Eines der charakteristischen Merkmale der Erfindung besteht darin, daß die
Verwendung eines Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierers eine sehr
"scharfe Trennung" erlaubt, wie nachfolgend definiert wird:
Die Effizienz eines Partikelgrößen-Klassifizierers kann ausgedrückt werden
durch die sogenannte Siebeffizienzkurve, bei der es sich um einen Graphen der Größe g(x) als Funktion von &khgr; handelt, wobei &khgr; die Partikelgröße und g(x)
der Volumenprozentwert von Partikeln ist, die in dem Größenbereich [&khgr;, &khgr; +
dx] als grobe Partikel abgetrennt werden.
Ein Klassifizierer mit einer "scharfen Trennung" ist definiert als ein Klassifizierer
mit einem niedrigen Wert für xgo/xlO? typischweise weniger als 6,0,
wobei xy definiert Ist durch g(xy) = y. Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierer
mit xgq/x 10"Werten von weniger als 6,0 sind in der Praxis erhältlich,
und xgo/xio'Werte von weniger als 4,2 und sogar weniger als 2,5 können
ebenfalls mit diesen Klassifizierern erreicht werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung eines Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierers
besteht darin, daJ3 die Trenngröj3e, die als der Wert von X50
definiert ist, In einem relativ großen Bereich variiert werden kann, z.B. durch
TERMEER STEINMEISTER & PA1RTCJER feBR.* . #..&iacgr; .'*. Hofman-Bang
Einstellen der Gasgeschwindigkeit in dem Klassifizierer, typischerweise
zwischen 0,3 und 3 m/s, unabhängig von den anderen Prozej3parametern.
Eine ausgewählte mittlere Partikelgröße des Granulat-Produkts wird erhalten durch Auswahl eines geeigneten Wertes für die Trenngröße des Klassifizierers.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verwendung eines Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierers
besteht in der "scharfen Trennung", die
durch Verwendung dieses Klassifizierertyps erreicht wird, was eine extrem
günstige Partikelverteilung des Stroms der in den oberen Teil der Sprühtrocknungs- und Granulationszone zugeführten festen Einspeisungspartikel
sicherstellt, die, wie oben erwähnt wurde, im wesentlichen identisch ist mit der Partikelverteilung des Feststoff-Ausgangsmaterials in dem
erfindungsgemäßen Granulationsprozej3.
Da nur eine geringfügige Menge an groben Partikeln in die Granulationszone
zurückgeführt wird, wird nicht nur die gewünschte enge PartikelgröjSenverteilung
des Produktes erreicht, sondern auch die gewünschte Granulationseffizienz.
Ein anderes charakteristisches Merkmal des Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierers
besteht in der Möglichkeit des Betriebs mit einem verhältnismäßig kleinen Gasvolumen im Vergleich zu dem Gasvolumen, das in einem
weit weniger effizienten Fliej3bett-Klassifizierer verwendet wird.
Da man mit einem hohen Verhältnis zwischen flüssigem Einspeisungsmaterial
und feinem Feststoff-Ausgangsmaterial arbeitet, wird eine hohe Festigkeit
des Granulats erreicht.
Die Lösung oder Suspension kann in einem Rotationszerstäuber, einem
Druckdüsenzerstäuber oder einem pneumatischen oder Zwei-Fluid-Zerstäuber
zu Tröpfchen zerstäubt werden.
Das aus der Sprühtrocknungs-Granulationszone austretende Gas kann feine
Partikel aus der Granulationszone mitnehmen. Gewünschtenfalls können diese "Austrittsgas-Partikel" ausgefällt werden, beispielsweise in einem
Zyklon, und in die Sprühtrocknungs-Granulationszone, vorzugsweise in den
TERMEER STEINMEISTER & PART&IER tSBR.* . *..&iacgr;.**. Hofman-Bang
oberen Teil dieser Zone, zurückgeführt werden.
Die zurückgeführten Partikel aus dem Klassifizierer und die Austrittsgas-Partikel,
sofern diese zurückgeführt werden, werden vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Zerstäubungszone in die Sprühtrocknungs-Granulationszone
zugeführt.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Partikel oder Granulate, die die Sprühtrocknungs- und Granulationszone verlassen, wird vorzugsweise auf
einen Wert eingestellt, der sicherstellt, daj3 diese Partikel oder Granulate
keine Klebrigkeit zeigen. Diese Maßnahme ist besonders wichtig, wenn das Verfahren keine weitere Trocknung In einer zweiten Trocknungszone in
einem Fließbett einschließt.
Diese Vorrichtung ist geeignet zum Agglomerieren einer großen Anzahl von
Materialien, einschließlich
agrarchemischen Verbindungen wie etwa Pestiziden, z.B. Insektiziden, Akariziden,
Nematodiziden und Fungiziden, Herbiziden, pflanzenwachstumsregulierenden
Verbindungen und Düngemitteln,
pharmakologisch aktiven Verbindungen,
Tiernahrungsmittelprodukten,
25
25
Nahrungsmittelprodukten einschließlich Milchprodukten,
Farbstoffen und Pigmenten,
Harzen und Polymeren,
Harzen und Polymeren,
und anderen organischen und anorganischen Substanzen einschließlich
Fermentationsprodukten, Pflanzenextrakten, Aminosäuren und Proteinen, Enzymen, Nahrungsmittelzusätzen und Nebenprodukten aus der Tierschlachtungs-,
Molkerei- und Papier- und Zellstoffindustrie.
Die Vorrichtung ist besonders geeignet zum Granulieren von wärmeempfind
TERMEER STEINMEISTER & pAHTßJ5R t3BR.* . *..&iacgr; .**· Hofman-Bang
lichen Materialien.
Gewünschtenfalls können die Partikel oder Granulate, die die Sprühtrocknungs-
und Granulationszone verlassen, einer weiteren Trocknung in zweiten Trocknungszone, die ein am Boden der Trocknungskammer angeordnetes
Fließbett aufweist, unterzogen werden, bevor sie aus der Trocknungskammer abgezogen werden.
Falls erwünscht, kann eine weitere Granulation in dem Fließbett erreicht
werden, z.B. indem eine kleine Menge an Flüssigkeit in oder auf das Fließbett gesprüht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein mehrstufiger Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierer
verwendet, vorzugsweise ein "Zickzack-Klassifizierer". Der Aufbau und die Funktionsprinzipien von Zickzack-Klassifizierern
sind wohlbekannt und werden beispielsweise in GB-PS 468 212 beschrieben.
Wenn das Verfahren ohne eine zweite Trocknungszone in einem Fließbett am
Boden der Trocknungskammer ausgeführt wird, kann die Untergrößen-Fraktion aus dem Klassifizierer über einen Partikelauslaß wieder eingeführt werden,
der am Boden der Sprühtrocknungs-Agglomerationskammer mündet, und kann durch das Austrittsgas aus dem Klassifizierer direkt in den oberen Teil
der Sprühtrocknungs- und Granulationszone eingeblasen werden.
Ein verbesserter Kontakt zwischen den Tröpfchen und dem zurückgeführten
Material kann jedoch in einer Ausführungsform erreicht werden, bei der die Partikel oder Granulate, die die Sprühtrocknungs- und Granulationszone
verlassen, über eine Gasschleuse aus der Trocknungskammer abgezogen werden und die Untergrößen-Fraktion aus dem Klassifizierer, mitgenommen
durch das Austrittsgas aus dem Klassifizierer, zu dem oberen Teil der Sprühtrocknungs- und Granulationskammer transportiert und in diesen
oberen Teil zugeführt wird, wahlweise nachdem sie von dem Austrittsgas getrennt worden ist.
Wenn das Verfahren mit einer zweiten Trocknungszone in einem Fließbett
am Boden der Trocknungskammer ausgeführt wird, können die Partikel oder
TERMEER STEINMEISTER & PARTNER DBR.* . *.,!.**· Hofman-Bang
- ii -
Granulate durch eine Austrittsöffnung abgezogen werden, die sich am oberen
Teil des Fliej3bettes befindet, wobei die Untergrößen- Fraktion über diese
Austrittsöffnung zurückgeführt und durch das Austrittsgas aus dem Klassifizierer
direkt in den oberen Teil der Sprühtrocknungs- und Granulationszone eingeblasen wird.
Ein verbesserter Kontakt zwischen den Tröpfchen und dem zurückgeführten
Material kann jedoch in einer Ausführungsform erreicht werden, bei der die Partikel oder Granulate aus dem unteren Teil des FlieJ3bettes über eine Gasschleuse
abgezogen werden oder durch eine Austrittsöffnung, die sich am oberen Teil des Fließbettes befindet, und die Untergrößen-Fraktion aus dem
Klassifizierer, mitgenommen durch das Austrittsgas aus dem Klassifizierer, zu dem oberen Teil der Sprühtrocknungs- und Granulationskammer transportiert
und in diesen oberen Teil zugeführt wird, wahlweise nachdem sie von dem Austrittsgas getrennt worden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Trenngröße des Luft-Klassifizierers
in dem Intervall gewählt, das dem 1,2 bis 5,5-fachen der oberen Grenze für das Staub-Intervall entspricht, das als Größenbereich für
unakzeptierbare Feinanteile in dem Produkt definiert ist, vorzugsweise in dem Intervall entsprechend dem 2,0 bis 3,5-fachen dieser oberen Grenze.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Rückführungsverhältnis
in dem Bereich von 0,15 bis 3, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 1,0 gewählt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Klassifizierer so
eingestellt, daß er eine Trenneffizienz entsprechend einem xgo/xjg-Wert
(wie oben definiert) von weniger als 6,0, vorzugsweise weniger als 4,2, insbesondere
weniger als 2,5 aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierer
als Kühler verwendet, indem ein kaltes Gas in den Klassifizier zugeführt wird.
35
35
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft wegen eines sehr effizienten
Gegenstrom-Wärmeaustausches, der zu einer beträchtlichen Verringerung
TERMEER STEINMEISTER &*pAHT51ER feBR.*.·..!·**· Hofman-Bang
_x_—_ ,—,#&phgr; *4·# rm r^
- 12 -
des Volumens des Kühlgases und einer sehr kompakten Vorrichtung führt,
im Vergleich zu der Alternative: einem FlieJ3bett-Kühler.
Wie schon erwähnt ist, wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine
Vorrichtung zur Herstellung eines im wesentlichen staubfreien Granulates mit einer gewünschten mittleren Partikelgröße und einer engen Partikelgrößenverteilung
durch Sprühtrocknen einer Lösung oder Suspension des zu granulierenden Materials, mit einer Sprühtrocknungs-Granulationskammer,
die im wesentlichen konische, sich nach unten verjüngende Wände aufweist und versehen ist
mit einem Trocknungsgas-Einlaß und einem mit einem Zerstäuber versehenen
Flüssigkeits-Einlaß, die im oberen Teil der Kammer angeordnet sind,
15
15
einem Trocknungsgas-Auslaß,
einem Einlaß für einen Strom fester Einspeisungspartikel,
einem Material -Auslaß, der am unteren Teil der Kammer angeordnet ist und
verbunden ist mit einem Material-Einlaß eines Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierers
mit einem Trenngas-Einlaß, einem mit einer Gasschleuse versehenen Produkt-Auslaß und einem Auslaß für eine Fraktion aus in dem
Trenngas suspendierten feinen Partikeln, der mit dem Einlaß für den Strom aus festen Einspeisungspartikeln verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Material-Auslaß der
Kammer mit dem Material-Einlaß des Klassifizierers über eine Gasschleuse verbunden, und der Einlaß für den Strom aus festen Einspeisungspartikeln
ist im oberen Teil der Kammer angeordnet und über eine Leitung mit dem Auslaß des Klassifizierers für die Feinmaterial-Fraktion verbunden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind eine perforierte
waagerechte Platte zum Tragen eines Fließbettes und ein Einlaß für Fluidisierungsgas
am Boden der Kammer angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Öffnung, die als
TERMEER STEINMEISTER & PAHT^R feBR.* . *..&idigr; .**· Hofman-Bang
Material-Auslaß der Kammer sowie als Einlaß für den Strom aus festen
Einspeisungspartikeln dient, am unteren Teil der Kammer in einer Position über der perforierten waagerechten Platte zum Tragen des Fließbettes angeordnet.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Material-Auslaß
der Kammer an der perforierten waagerechten Platte zum Tragen des Fließbettes angeordnet und mit dem Material-EinlaJ3 des Klassifizierers über
eine Gasschleuse verbunden oder als eine Öffnung ausgebildet, die am
unteren Teil der Kammer in einer Position über der perforierten waagerechten Platte zum Tragen des Fließbettes angeordnet Ist, und mit dem
Material-Einlaß für den Klassifizierer verbunden, und der Einlaß für den Strom aus festen Einspeisungspartikeln ist im oberen Teil der Kammer
angeordnet und über eine Leitung mit dem Auslaß des Klassifizierers für die Feinmaterial-Fraktion verbunden.
Die Erfindung wird näher erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die
die vorliegende Erfindung illustriert.
In der Zeichnung zeigen:
Figuren 1 und 2 Anordnungen für ein Sprühtrocknungs-Granulationsvorrichtung
ohne Fließbett in schematischer Darstellung;
- Figuren 3 und 4 Anordnungen für ein Sprühtrocknungs-Granulationsvorrichtung
mit einem Fließbett in schematischer Darstellung;
Figuren 5 und 6 Mikrophotographien von Proteinpartikeln, die in einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. durch herkömmliches Sprühtrocknen hergestellt sind; und
Figur 7 einen Graphen des Wertes d50 als Funktion der Gasgeschwindigkeit
&ngr; in dem Luft-Klassifizierer.
In Figur 1 ist mit 1 eine Sprühtrocknungs-Granulationskammer bezeichnet,
die mit einem Trocknungsgas-Einlaß 2, zwei Trocknungsgas-Auslassen 3 und
einem mit einem Zerstäuber versehenen Flüssigkeits-Einlaß 4 versehen ist,
TERMEER STEINMEISTER & pAHTßJER feBR.* . "..&Idigr;.**. Hofman-Bang
wobei ein Trocknungsgas-Auslaß auch am unteren Teil der Kammer 1 angeordnet
sein kann. Die Kammer 1 hat einen Material-Auslaß 5, der mit einem Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierer 6 verbunden ist, der einen Gas-Einlajß
7, einen Auslaß 8 für in Gas suspendierte Feinanteile und einen mit einem Drehventil 14 versehenen Produkt-Auslaß 9 aufweist.
Im Betrieb wird heißes Trocknungsgas über den Trocknungsgas-Einlajß 2
zugeführt, und Flüssigkeit wird über einen Flüssigkeits-Einlaß 4 in die Kammer 1 zugeführt und zu Tröpfchen zerstäubt. Ein Teil dieser Tröpfchen verdampft
unter Bildung von feinen Feststoffpartikeln, und ein wesentlicher Teil dieser Tröpfchen kollidiert mit den feinen Partikeln, die vom Klassifizierer 6
zurückführt werden, unter Bildung von Granulaten, die mit den feinen Feststoffpartikeln
über den Material-Auslaß 5 aus der Granulationskammer abgezogen und in dem Luft-Klassifizierer 6 separiert werden. Das granulierte End
produkt wird als die Grobfraktion aus dem Klassifizierer 6 über den Produkt-Auslaß
9 abgegeben. Das verbrauchte Trocknungsgas aus der Sprühtrocknungs-Granulationszone
wird über die Gas-Auslässe 3 abgezogen. In diesem Gas können mitgenommene feine Partikel enthalten sein, die gewünschtenfalls
in einem Zyklon oder einem Filter ausgefällt und zu der Spühtrocknungs-Granulationszone
zurückgeführt werden können.
In Figur 2 bezeichnet 1 eine Sprühtrocknungs-Granulationskammer, und 2,
3, 4, 6, 7, 8, 9 und 14 bezeichnen entsprechende Vorrichtungsteile wie oben. In dieser Ausführungsform ist der Auslaß 8 mit einer Transferleitung
5 10 verbunden, die eine in unmittelbarer Nähe der Zerstäubungszone angebrachte Öffnung 11 aufweist. Das zurückgeführte Feinmaterial kann in einem
nicht gezeigten Zyklon ausgefällt werden, bevor es in die Sprühtrocknungs-Granulationszone
zurückgeführt wird. In diesem Fall ist der Material-Auslaß 5 mit einem Drehventil 15 versehen.
Figur 3 bezeichnet 1 eine Sprühtrocknungs-Granulationskammer mit einem
Fließbett 12, das einen Fluidisierungsgas-Einlaß 13 aufweist und am Boden
der Kammer 1 angeordnet ist. Bezugszeichen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 14
bezeichnen entsprechende Vorrichtungsteile wie oben. In diesem Fall sind jedoch die Material-Auslässe 5 und 8 oberhalb der Oberfläche des Fließbettes
12 angeordnet.
TERMEER STEINMEISTER & ifAFCWilBR &BR·' · *····*": Hofman-Bang
TTJ »&Tgr;&Ggr;-
- 15 -
Im Betrieb wird Hetzgas über den Heizgas-Einlaß 2 zugeführt, und Flüssigkeit
wird über den Flüssigkeits-Einlaj3 4 in die Kammer zugeführt und zu
Tröpfchen zerstäubt. Ein Teil dieser Tröpfchen verdampft unter Bildung von feinen Feststoffpartikeln, und ein wesentlicher Teil dieser Tröpfchen kollidiert
unter Bildung von Granulat mit den feinen Partikeln, die von dem Klassifizierer 6 zurückgeführt werden. Diese Granulate und die feinen Feststoffpartikel
werden zu dem Fließbett 12 überführt, wo sie einer weiteren Trocknung unterzogen werden. Das Material wird aus dem Fließbett über den
Material-Auslaß 5 abgezogen und in dem Luft-Klassifizierer 6 separiert. Das
granulierte Endprodukt wird als die Grobfraktion aus dem Klassifizierer 6 über den Produkt-Auslaß 9 abgegeben. Das verbrauchte Heizgas aus der
Sprühtrocknungs-Granulationszone wird über die Gas-Auslässe 3 abgezogen. Dieses Gas kann mitgeführte feine Partikel enthalten, die gewünschtenfalls in
einem Zyklon ausgefällt und zu der Sprühtrocknungs- und Granulationszone zurückgeführt werden können.
In Figur 4 bezeichnet 1 eine Sprühtrocknungs-Granulationskammer mit einem
Fließbett 12, das einen Fluidisierungsgas-Einlaß 13 aufweist und am Boden
der Kammer 1 angeordnet Ist. Bezugszeichen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 14 bezeichnen entsprechende Vorrichtungsteile wie oben. In diesem Fall ist
jedoch der Material-Auslaß 5 am Boden des Fließbettes 12 angeordnet und
mit einem Drehventil 15 versehen, und der Auslaß 8 ist mit einer Transferleitung
10 verbunden, die eine in unmittelbarer Nähe der Zerstäubungszone angeordnete Öffnung 11 aufweist. Auch in diesem Fall kann das zurückgeführte
Feinmaterial in einem nicht gezeigten Zyklon ausgefällt werden, bevor es in die Sprühtrocknungs-Granulationszone zugeführt wird.
Diese Ausführungsformen sind lediglich als Beispiele angegeben. In einer
anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Material-Auslaß 5 wie in Figur 3 gezeigt angeordnet, während der Auslaß 8 des Klassifizierers 6 mit einer
Transferleitung 10 verbunden ist, die eine in unmittelbarer Nähe der Zerstäubungszone angeordnete Öffnung 11 aufweist, wie in Figur 4 gezeigt
ist.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher illustriert.
TERMEER STEINMEISTER a'paPVCSIER CäBR.* · *.·&idigr; ·**· Hofman-Bang
■ WTi—·« ■ r· ·-·
- 16 -
Eine Suspension aus einzelligem Protein mit einem Trockengehalt von 13%
wurde in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Hilfe eines Rotations-Zerstäubers
granuliert. In dieser Vorrichtung war der Material-Auslaß 5 wie in Figur 3 gezeigt angeordnet, der Auslaß 8 des Klassifizierers 6 war mit
einer Transferleitung 10 verbunden, die eine in unmittelbarer Nähe der Zerstäubungszone angeordnete Öffnung 11 aufwies, wie in Figur 4 gezeigt ist,
und der Gas-AuslajB 3 war nicht im oberen Bereich der Kammer, sondern im
unteren Bereich über der Oberfläche des internen FliejSbettes angeordnet.
Die Menge an Einspeisungsmaterial betrug etwa 800 kg/h. Das granulierte
Material wurde über ein internes Fließbett in der Kammer zu einem Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierer
überführt. Das Interne Fließbett wurde zum Nachtrocknen und zum Verteilen des Granulats an den Klassifizierer
verwendet. Die Menge an in die Sprühtrocknungskammer eingeleiteter Trocknungsluft betrug etwa 7000 kg/h, und die Menge an Luft für den Klassifizierer,
der auch als Kühler verwendet wurde (kalte Trennluft) betrug 160 kg/h, entsprechend einer Gasgeschwindigkeit in dem Klassifizierer von 0,5
m/s. Feine Partikel aus dem Luft-Klassifizierer sowie feine Partikel, die aus dem Austrittsgas aus der Sprühtrocknungs-Granulationskammer separiert
wurden, wurden mit Hilfe eines pneumatischen Fördersystems zu der Zerstäubungszone zurückgeführt. Weitere ProzeJSbedingungen und -daten
sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1 | Temperatur | 40 |
Einspeisungsmaterial, 0C | 338 | |
Eintrittsgas in die Kammer, 0C | 21 | |
Gas für den Klassifizierer, | 63 | |
im Fließbett, 0C | 87 | |
Austrittsgas aus der Kammer, 0C | 25 | |
RH*) in der Kammer, % | 4,1 | |
MC*) im Produkt, % | ||
Eigenschaften des Klassifizierers
x90/x10~Vernältnis etwa
TERMEER STEINMEISTER & #AR.T4i5R &BR,·" · *···:**; Hoftnan-Bang
- 17 -
Verhältnis Trenngröße/obere Staubgrenze etwa 2,6 *)RH: Relative Feuchte, MC: Feuchtigkeitsgehalt
Die als Produkt aus dem Luft-Klassifizierer abgezogenen Granulate hatten eine
Temperatur von 28 0C und zeigten eine Partikelgrößenverteilung, die als eine
Rosin-Rammler-Verteilung ausgedrückt werden kann, mit einer mittleren Größe von 157 &mgr;&idiagr;&eegr; und einer Steigung von 3,2, entsprechend d5Q = 140 &mgr;&pgr;&igr;
und 73 Vol. % zwischen 0,5 d5Q und 1,5 d5Q-
Ein Rasterbild dieser Granulate Ist in Figur 5 gezeigt.
Zu Vergleichszwecken wurde eine Suspension des selben Ausgangsmaterials,
jedoch mit einem Trockengehalt von 25 % in einem entsprechenden herkömmlichen Sprühtrockner sprühgetrocknet. Figur 6 zeigt ein Rasterbild
der bei diesem Verfahren als Produkt erhaltenen einzelligen Partikel. Dieses Produkt hatte die Daten: d50: 20gm und 66 Vol. % zwischen 0,5 d50 und 1,5
d50-
Die Fließ fähigkeits-Eigenschaften dieser Produkte wurden durch Messung
des Hausner-Verhältnisses bestimmt.
Wie z.B. in Svarovsky, L., Powder Testing Guide, Elsevier (1987) näher beschrieben
wird, ist das Hausner-Verhältnis definiert als das Verhältnis der geklopften Schüttdichte zu der ungeklopften Schüttdichte.
Ein Wert des Hausner-Verhältnisses In der Nähe von 1 zeigt schwache Partikel-Partikel-Kräfte
an, was eine ausgezeichnete Fließfähigkeit sicherstellt, wohingegen ein hoher Wert, z.B. größer als 1,4 schlechte Fließfähigkeit anzeigt.
Das Hausner-Verhältnis für das gemäß der Erfindung hergestellte Produkt
wurde mit 1,06 gemessen, und das Hausner-Verhältnis für das durch herkömmliches Sprühtrocknen hergestellte Produkt wurde mit 1,46 gemessen.
35
TERMEER STEINMEISTER & F&R"T*JER <3bR# ·'·*···;**; Hofman-Bang
- 18 -
Eine wässige Suspension einer organischen Agrarchemikalie mit einem
Trockengehalt von 32 % wurde in einer Vorrichtung ähnlich der im Beispielverwendeten
granuliert. Jedoch wurde die Suspension nicht mit Hilfe eines Rotationszerstäubers zerstäubt, sondern mit Hilfe einer Düse mit einem
Arbeitsdruck von 70 bar, und der Gas-Auslaß war im oberen Teil der Kammer angeordnet, wie in Figur 3 gezeigt Ist. Eine geringfügige Menge der Suspen
sion wurde mit Hilfe einer unmittelbar über dem internen Fließbett angeordneten Hilfsdüse direkt auf das interne Fließbett gesprüht. Etwa 350 kg
wäßrige Suspension wurden pro Stunde zerstäubt, davon 15 % durch die Hilfsdüse. Der Klassifizierer wurde mit einer Luftmenge von 530 kg/h betrieben,
entsprechend seiner Gasgeschwindigkeit von 1,5 m/s in dem Klassifizierer.
Weitere Prozeßbedingungen und -daten sind in Tabelle 2 gezeigt.
Temperatur
Einspeisungsmaterial, 0C 34
Eintrittsgas in die Kammer, 0C 198
Gas für den Klassifizierer, 21
im Fließbett, 0C 72
Austrittsgas aus der Kammer, 0C 87
RH*) in der Kammer, % 10
MC*) im Produkt, % 6,5
Eigenschaften des Klassifizierers 30
Xgo/xio~Verhältnis etwa 3
Verhältnis Trenngröße/obere Staubgrenze etwa 2,6
Verhältnis Trenngröße/obere Staubgrenze etwa 2,6
*)RH: Relative Feuchte; MC: Feuchtigkeitsgehalt
Das erhaltene Produkt war nicht-staubend und enthielt nur 2 Vol. % Teilchen
mit einer Größe von weniger als 125 &mgr;&tgr;&eegr;. Die Partikelgrößenverteilung war
gekennzeichnet durch: d5Q = 495 am und 88 % zwischen 0,5 dßg und 1,5
d50·
TERMEER STEINMEISTER & F?ARTtfEJR («BR .* . *».&idigr;.*'« Hofman-Bang
« « « i » « » ^_
- 19 -
Die Fließfähigkeits-Eigenschaften dieses Produkts wurden durch Messung
des Hausner-Verhältnisses bestimmt: Das Hausner-Verhältnis für das nach der Erfindung hergestellte Produkt wurde mit 1,11 gemessen.
Sulfitablauge aus einer Anlage zur Behandlung von Zellulose nach dem Sulfitverfahren,
mit einem Trockengehalt von etwa 50 % wurde in einer Vorrichtung ähnlich der in Beispiel 1 verwendeten granuliert. Zwischen 600 und
700 kg dieser Lauge wurden pro Stunde zerstäubt.
Weitere Prozeßbedingungen und -daten sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3 | 15 | Temperatur | ca. 40 |
Einspeisungsmaterial, 0C | 220 | ||
Eintrittsgas in die Kammer, 0C | 23-26 | ||
Gas für den Klassifizierer, | 70 | ||
20 im Fließbett, 0C | 94 | ||
Austrittsgas aus der Kammer, 0C | 10 | ||
RH*) in der Kammer, % | 4 | ||
MC*) im Produkt, % | |||
*) RH: Relative Feuchte; MC: Feuchtigkeitsgehalt
Es wurden drei Testserien ausgeführt, bei denen der Klassifizierer mit drei
verschiedenen Luftgeschwindigkeiten betrieben wurde, während die übrigen Prozeßbedingungen im wesentlichen konstant gehalten wurden. Für jeden
Wert der Luftgeschwindigkeit wurde die Partikelverteilung in dem erhaltenen Produkt bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, daß die Partikelgröße mit
steigender Luftgeschwindigkeit in dem Klassifizierer monoton zunahm. Die Menge an kleinen Partikeln wurde ebenfalls vermindert, wenn die Luftgeschwindigkeit
erhöht wurde.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 und in Figur 7 gezeigt:
TERMEER STEINMEISTER &
<3BR .·
Hofman-Bang
- 20 -
m/s | Tabelle 4 | Menge kleiner | |
5 Luftgeschwindig | 0,6 | Durchmesser- | als 50 &mgr;&idiagr;&eegr; |
keit | LO 1,1 | Zentralwert d5o | % |
1.6 | &mgr;&idiagr;&udigr; | 12 | |
110 | 7 | ||
140 | 5 | ||
171 | |||
Die Fließfähigkeits-Eigenschaften dieser Produkte wurden durch Messung
des Hausner-Verhältnisses bestimmt.
15
15
Die Hausner-Verhältnisse für die gemäß der Erfindung hergestellten
Produkte wurden mit 1,22 gemessen und zeigten keine signifikante Änderung als Funktion der Luftgeschwindigkeit in dem Klassifizierer.
20 Beispiel 4
Sulfatablauge aus einer Anlage zur Behandlung von Zellulose nach dem Sulfat
verfahren, mit einem Trockengehalt von etwa 30 % wurde in einer Vorrichtung ähnlich der in Figur 1 verwendeten granuliert. Sprühtrocknen von
Sulfatablauge führt normalerweise zu einem Produkt, das große Mengen an Staub enthält.
Es wurden zwei Versuche ausgeführt. In dem ersten Versuch wurde ein Rotationszerstäuber
verwendet. In dem Zweiten wurde das Einspeisungsmaterial mit Hilfe einer Düse mit einem Arbeitsdruck von 80 bar zerstäubt. In beiden
Versuchen wurden etwa 400 kg dieser Lauge pro Stunde zerstäubt.
Weitere Prozej3bedingungen und -daten sind in Tabelle 5 gezeigt.
TER
MEER STEINMEISTER & PARTNER*iGeR· . I .' . '··'· :":Hofman-Bang
- 21 -
Tabelle 5 | Temperatur | (Rotationszerstäuber/Düse) |
Einspeisungsmaterial, 0C | ca. 60 | |
Eintrittsgas in die Kammer, 0C | 170/175 | |
Gas für den Klassifizier er, | 26 | |
im Fließbett, 0C | 66 | |
Austrittsgas aus der Kammer, 0C | 72/75 | |
RH*) in der Kammer, % | 19/17 | |
MC*) im Produkt, % | 4 | |
Eigenschaften des Klassifizierers | ||
&KHgr;9&thgr;/&khgr;1 o~Verhältnis | etwa 4 | |
*) RH: Relative Feuchte; MC: Feuchtigkeitsgehalt
Die Luftgeschwindigkeit in dem Klassifizierer betrug 1,5 m/s, entsprechend
einer Luftmenge von 520 kg/h.
Die PartikelgröjSenverteilung und die Fließfähigkeitsdaten für die Produkte
sind In Tabelle 6 gezeigt. Zu Vergleichszwecken sind entsprechende Daten für ein durch herkömmliches Sprühtrocknen hergestelltes Produkt ebenfalls
in Tabelle 6 gezeigt.
Tabelle 6 | Menge kleiner | Hausner- | |
Durchmesser- | als 50 &mgr;&idiagr;&eegr; | Verhältnis | |
Zentralwert d5o | % | ||
&mgr;&pgr;&agr; | |||
Versuch mit Rotations | 3 | 1,21 | |
zerstäuber, 1*) | 144 | 2 | 1,19 |
Versuch mit Düse, 1*) | 160 | ||
Versuch mit herkömml. | 76 | 1,36 | |
Sprühtrocknung, C*) | 32 | ||
*) I: Gemäß der Erfindung; C: Vergleichsbeispiel (Stand der Technik)
TERMEER STEINMEISTER & PARTNER^ Q^R* . *:*.*. *..&idigr; ·*'; Hofman-Bang
. _j___, ,I7^ —^- —
Aus der Tabelle geht hervor, daß die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hergestellten Produkte einen wesentlich größeren Partikeldurchmesser, einen kleineren Gehalt an Staub und ein kleineres Hausner-Verhältnis als die
nach dem Stand der Technik hergestellten Produkte aufweisen. Außerdem besteht nur ein geringfügiger Unterschied zwischen dem durch Verwendung
eines Rotationszerstäubers erhaltenen Produkt und dem durch Verwendung eines Düsen-Zerstäubers erhaltenen Produkt.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Herstellung eines im wesentlichen staubfreien Granulates
mit einer gewünschten mittleren Partikelgröße und einer engen Partikelgrößenverteilung
durch Sprühtrocknen einer Lösung oder Suspension des zu granulierenden Materials, mit einer Sprühtrocknungs-Granulationskammer
(1), mit im wesentlichen konischen, sich nach unten verjüngenden Wänden, die versehen ist
mit einem Trocknungsgas-Einlaß (2) und einem mit einem Zerstäuber versehenen
Flüssigkeits-EinlaJ3 (4), die im oberen Teil der Kammer (1) angeordnet sind,
15
15
einem Trocknungsgas-Auslaj3 (3),
einem Einlaß (8, 11) für einen Strom fester Einspeisungspartikel,
einem Material-Auslaß (5), der am unteren Teil der Kammer (1) angeordnet
ist und verbunden ist mit einem Material-Einlajß eines Gegenstromgas/Schwerkraft-Klassifizierers
(6) mit einem Trenngas-Einlaß (7), einem mit einer Gasschleuse (14) versehenen Produkt-AuslajS (9) und einem Auslaß
(8) für eine Fraktion aus in dem Trenngas suspendierten feinen Partikeln, der mit dem Einlajß (8, 11) für den Strom aus festen Einspeisungspartikeln
verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Material-AuslaJ3 (5) der
Kammer (1) mit dem Material-Einlaj3 des Klassifizierers (6) über eine
Gasschleuse (15) verbunden ist, und der Einlaß (11) für den Strom aus festen Einspeisungspartikeln im oberen Teil der Kammer (1) angeordnet und über
eine Leitung (10) mit dem AuslaJ3 (8) des Klassifizierers (6) für die Feinmaterial-Fraktion
verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine perforierte waagerechte
Platte zum Tragen eines Fliej3bettes und ein Einlaß (13) für Fluidisierungsgas
am Boden der Kammer (1) angeordnet sind.
TERMEER STEINMEISTER & PARTNER· Gr^R . · ·* · ""&iacgr;:I Hofman-Bang
- 24 -
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der eine Öffnung, die als Material
Auslaß (5) der Kammer sowie als Einlaß (8) für den Strom aus festen Einspeisungspartikeln
dient, am unteren Teil der Kammer (1) in einer Position über der perforierten waagerechten Platte zum Tragen des Fließbettes angeordnet
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Material-Auslaß (5) der
Kammer (1) an der perforierten waagerechten Platte zum Tragen des Fließbettes angeordnet und mit dem Material-Einlaß des Klassifizierers (6)
über eine Gasschleuse (15) verbunden oder als eine Öffnung ausgebildet ist, die am unteren Teil der Kammer (1) in einer Position über der perforierten
waagerechten Platte zum Tragen des Fließbettes angeordnet und mit dem
Material-Einlaß für den Klassifizierer (6) verbunden ist und der Einlaß (11)
für den Strom aus festen Einspeisungspartikeln im oberen Teil der Kammer
(1) angeordnet und über eine Leitung (10) mit dem Auslaß (8) des Klassifizierers
(6) für die Feinmaterial-Fraktion verbunden ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK039890A DK39890D0 (da) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af granuleret materiale |
EP91904361A EP0515478B1 (de) | 1990-02-15 | 1991-02-15 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines granulates durch sprühtrocknen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9117284U1 true DE9117284U1 (de) | 1999-07-15 |
Family
ID=8093078
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9117284U Expired - Lifetime DE9117284U1 (de) | 1990-02-15 | 1991-02-15 | Vorrichtung zur Herstellung eines Granulates durch Sprühtrocknen |
DE91904361T Revoked DE69100807T2 (de) | 1990-02-15 | 1991-02-15 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines granulates durch sprühtrocknen. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE91904361T Revoked DE69100807T2 (de) | 1990-02-15 | 1991-02-15 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines granulates durch sprühtrocknen. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0515478B1 (de) |
AT (1) | ATE98521T1 (de) |
AU (1) | AU7258991A (de) |
DE (2) | DE9117284U1 (de) |
DK (2) | DK39890D0 (de) |
WO (1) | WO1991012074A1 (de) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2204167T3 (es) * | 1999-11-09 | 2004-04-16 | Niro A/S | Procedimiento para producir un alimento infantil, leche entera o lechedescremada en forma de polvo aglomerado secado por pulverizacion, y polvo producido. |
WO2010111132A2 (en) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Bend Research, Inc. | Spray-drying process |
US9332776B1 (en) | 2010-09-27 | 2016-05-10 | ZoomEssence, Inc. | Methods and apparatus for low heat spray drying |
US8939388B1 (en) | 2010-09-27 | 2015-01-27 | ZoomEssence, Inc. | Methods and apparatus for low heat spray drying |
EP2497567A1 (de) * | 2011-03-10 | 2012-09-12 | Urea Casale S.A. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines granulären Harnstoffprodukts |
JP6650933B2 (ja) | 2014-10-31 | 2020-02-19 | ベンド リサーチ, インコーポレイテッド | マトリックス中に分散された活性薬剤ドメインを形成するためのプロセス |
CN104549702B (zh) * | 2015-01-13 | 2018-02-23 | 福建省绿能环保科技有限公司 | 一种砂石生产中的取粉装置 |
CN106606887A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种将浆料进行喷雾干燥的方法 |
WO2019028446A1 (en) | 2017-08-04 | 2019-02-07 | ZoomEssence, Inc. | APPARATUS AND METHOD FOR HIGH-PERFORMANCE SPRAY DRYING |
US10155234B1 (en) | 2017-08-04 | 2018-12-18 | ZoomEssence, Inc. | Ultrahigh efficiency spray drying apparatus and process |
US9993787B1 (en) | 2017-08-04 | 2018-06-12 | ZoomEssence, Inc. | Ultrahigh efficiency spray drying apparatus and process |
US10486173B2 (en) | 2017-08-04 | 2019-11-26 | ZoomEssence, Inc. | Ultrahigh efficiency spray drying apparatus and process |
US9861945B1 (en) | 2017-08-04 | 2018-01-09 | ZoomEssence, Inc. | Ultrahigh efficiency spray drying apparatus and process |
US10569244B2 (en) | 2018-04-28 | 2020-02-25 | ZoomEssence, Inc. | Low temperature spray drying of carrier-free compositions |
CN116020335B (zh) * | 2023-01-04 | 2024-07-19 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 一种ito粉的雾化造粒装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4924943B1 (de) * | 1970-06-01 | 1974-06-26 | ||
US3849233A (en) * | 1970-06-17 | 1974-11-19 | M Lykov | Method of production of granulated product |
DK157053B (da) * | 1982-06-14 | 1989-11-06 | Niro Atomizer As | Fremgangsmaade til fremstilling af et agglomereret, pulverformet maelkeprodukt |
NL8502133A (nl) * | 1985-07-26 | 1987-02-16 | Unie Van Kunstmestfab Bv | Werkwijze voor het bereiden van granules en granules verkregen met deze werkwijze. |
-
1990
- 1990-02-15 DK DK039890A patent/DK39890D0/da not_active Application Discontinuation
-
1991
- 1991-02-15 WO PCT/DK1991/000043 patent/WO1991012074A1/en not_active Application Discontinuation
- 1991-02-15 DK DK91904361.2T patent/DK0515478T3/da active
- 1991-02-15 AT AT91904361T patent/ATE98521T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-02-15 EP EP91904361A patent/EP0515478B1/de not_active Revoked
- 1991-02-15 DE DE9117284U patent/DE9117284U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-15 DE DE91904361T patent/DE69100807T2/de not_active Revoked
- 1991-02-15 AU AU72589/91A patent/AU7258991A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE98521T1 (de) | 1994-01-15 |
DK0515478T3 (da) | 1994-04-25 |
AU7258991A (en) | 1991-09-03 |
EP0515478A1 (de) | 1992-12-02 |
DE69100807D1 (de) | 1994-01-27 |
DK39890D0 (da) | 1990-02-15 |
WO1991012074A1 (en) | 1991-08-22 |
EP0515478B1 (de) | 1993-12-15 |
DE69100807T2 (de) | 1994-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69325595T2 (de) | Verfahren und sprühtrocknungsgerät zum erzeugen von agglomeriertem pulver | |
DE69100807T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines granulates durch sprühtrocknen. | |
DE69420409T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines agglomerierten produktes | |
DE69000378T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum agglomerieren von pulver. | |
DE3043440C2 (de) | Granulierverfahren | |
DE60023483T2 (de) | Verfahren zur sprühtrocknung und eine anlage dafür sowie teilchenförmiges material hergestellt durch das verfahren | |
DE69712226T2 (de) | Methode und vorrichtung zur sprühtrocknung sowie reinigungsmethode für eine solche vorrichtung | |
DE69221166T2 (de) | Methode zum überziehen von teilchen in einer sprühtrocknungsanlage | |
DE19826570C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Harnstoff und Ammonsulfat enthaltenden Düngemittel-Granulaten | |
EP0332067B1 (de) | Verfahren zur Herstellung sprühgetrockneter Emulsionspolymerisate | |
EP0087039B1 (de) | Verfahren zum gleichzeitigen Sichten und geregelten, kontinuierlichen Austrag von körnigem Gut aus Wirbelbettreaktoren | |
DE69623395T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von einem sprühgetrocknetem Produkt | |
DE2230158A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von granalienförmigem wasserhaltigem Natriumsilikat | |
DE69911265T2 (de) | Verfahren und anlage zum sprühtrocknen | |
DE69407996T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines agglomerierten materials | |
EP0796660A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von extrem feinen Pulvern | |
DE60008636T2 (de) | Verfahren zur Granulierung von Teilchen | |
DE102006007299A1 (de) | Tierfuttermittel-Zusatzstoffe auf der Basis von Fermentationsbrühe und deren Herstellungsverfahren durch Granulat | |
DE2617811A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines granulats aus einer loesung oder suspension | |
DD235387A3 (de) | Verfahren zur konditionierung von kalkschlamm | |
DE69404045T2 (de) | Sprühtrocknungsvorrichtung | |
DE69312941T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von festem Material aus einer Suspension | |
DE69618716T2 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von einem sprühgetrocknetem Produkt und Verfahren zur Herstellung eines solchen Produktes | |
DE4126899A1 (de) | Verfahren und anlage zum zerkleinern von sproedem mahlgut | |
EP0924268B1 (de) | Perlruss und Verfahren zu seiner Herstellung |