DE966100C - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Impraegnieren von mehlartigen, staub, griess- und flockenfoermigen Stoffen, wie z.B. Holzmehl od. dgl. - Google Patents

Description

Für ein intensives Trocknen und Imprägnieren mehlartiger, staub-, grieß- und flockenförmiger Stoffe, wie z. B. Holzmehl, ist von wesentlicher Bedeutung, daß jedes Stoffpartikelchen gewissermaßen von jedem anderen Stoffpartikelchen räumlich so weit getrennt wird, und während der Behandlungsdauer getrennt gehalten wird, daß seine gesamte Oberfläche für den Angriff des Imprägniermittels frei liegt bzw. beim Einmischen von Zusatzstoffen die Partikelchen des einzumischenden Stoffes zuverlässig in den Zwischenraum zwischen je zwei Partikeichen des Grundstoffes gelangen können. Als geeignetes Mittel, diese Bedingung zu erfüllen, hat sich die Behandlung des Gutes unter einem ständig aufrechtzuerhaltenden Vakuum erwiesen.

An sich sind Vorricntungen, in denen Stoffe unter ständiger Aufrechterhaltung eines Vakuums gemischt werden, bekannt. So kennt man z. B. Schäufeltrockner, bei denen die Beschickung und Entleerung der Trockentrommel von der Mitte aus erfolgt und nach oder bei der Behandlung des Trockengutes über eine Einfüllvorrichtung Zusatzmittel in den Vakuumraum eingebracht werden können. Das Gut wird in diesen Schaufeltrocknern nur in radialer (Umfangs-) Richtung an der beheizten Trommelwand immer in gleicher Richtung herumbewegt.

Es ist auch schon ein Vakuumtrockner mit einem Rührwerk bekannt, das während des Trockenvorganges ebenfalls eine radiale Förderung des Gutes an der beheizten Trommelwand bewirkt und

709 581/14

dessen Drehrichtung erst nach Beendigung des eigentlichen Trockenvorganges zu dem Zweck umkehrbar ist, das getrocknete Gut dem an einem Trommelende vorgesehenen Auslaß zuzuführen. Zur Erhöhung der Mischwirkung überschneiden sich die auf dem Trommelumfang dieses vorbekannten Vakuumtrockners angeordneten gegenläufigen und diskontinuierlichen Bandspiralen etwa zur Hälfte derart, daß bei jedem Trommelumlauf ίο das Trockengut abwechselnd auch ein wenig entgegengesetzt axial bewegt wird. Dies setzt natürlich eine entsprechend geringe Drehzahl der Trommel voraus, da sonst die Massenträgheit des Trockengutes solche geringen kurz aufeinanderx5 folgenden Axialbewegungen nicht zustande kommen lassen würde.

Von dem in diesen bekannten Vorrichtungen sich abspielenden Mischverfahren unterscheidet sich das den Gegenstand der vorliegenden Erfin-

ao dung bildende Trocken- und Imprägnierverfahren und die zu seiner Durchführung benutzte Vorrichtung dadurch, daß das in einen langgestreckten Vakuumraum mittig eingeführte Gut durch mechanische Fördermittel axial gegenläufig wiederholt abwechselnd entweder von der Mitte des Raumes nach dessen beiden Seiten oder umgekehrt zur Raummitte bei gleichzeitiger radialer Förderung an beheizten Flächen entlang mit einer es in den Schwebezustand versetzenden Geschwindigkeit bewegt und hierbei mit den Imprägniermitteln unter gleichzeitigem Absaugen der sich entwickelnden Dämpfe gemischt und aus dem Vakuumraum ausgetragen wird.

In seinem Schwebezustand bildet das staub-, mehl- oder grießförmige Gut gewissermaßen eine vom flüssigen, gas- oder staubförmigen Behandlungsmedium, z. B. einem Imprägniermittel, leicht durchdringbare Staubwolke, deren Partikelchen ihre gesamte Oberfläche dem Behandlungsmedium darbieten. In weiterer Ausbildung des Imprägnierverfahrens wird das Imprägniermittel od. dgl. mit solcher Eintrittsgeschwindigkeit in den Vakuum raum eingesprüht, daß der oder die zu imprägnierenden Stoffe unter dem Schleier des gasförmigen, flüssigen oder staubförmigen Imprägniermittels od. dgl. im Schwebezustand verbleiben.

Die Erwärmung kann direkt oder indirekt erfolgen. Als Heizmittel kann je nach Art und Zweck der Anlage Dampf, Gas, Wasser, öl oder Elektrizität dienen.

• Anwendbar ist das neue Verfahren beispielsweise für zum Trocknen und Imprägnieren von Holzmehl, zur Herstellung von Kunststoffen oder für zum Zwecke der Konservierung erfolgendes Trocknen und Imprägnieren von Weizenmehl u. a.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiels der zu ihrer Durchführung geeigneten Vorrichtung beschrieben.

föf Fig. ι zeigt schematisch einen Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die neue Vorrichtung.
Beschrieben und dargestellt ist eine Vorrichtung zum Trocknen und Imprägnieren von Holzmehl, wie es als Ausgangsprodukt zur Herstellung von Kunststoffen dient. Gerade dieses Anwendungsgebiet bildet ein typisches Beispiel für die Bedeutung vorliegender Erfindung. Denn es leuchtet ohne weiteres ein, daß ein für diesen Zweck geeignetes Imprägniermittel seinen Zweck, die Schaffung eines homogenen Kunststoffes aus Holzmehl, nur dann voll zu erfüllen vermag, wenn sich keine Nester aus unbehandelten Holzmehl-Partikelchen in der Masse bilden können, vielmehr jedes Holzmehl-Partikelchen auf seiner ganzen Oberfläche dem Angriff durch das Imprägniermittel während der Behandlungsdauer auch wirklich ausgesetzt war. Nur unter dieser Voraussetzung erhält man ein einwandfreies Endprodukt mit homogenem Gefüge.

Den Vakuumraum bildet gemäß dem in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiel ein kesselartig langgestreckter liegender Zylinder 1 beliebigen runden bzw. vieleckigen Querschnittes. Seine Stirnseiten bilden Lagerschilde für eine sich längs durch den Zylinder 1 erstreckende Welle 7, die von einem nicht dargestellten, stufenlos regelbaren Getriebe über Keilriementrieb od. dgl. in Umlauf gesetzt wird. Diese Welle kann erforderlichenfalls hohl und beheizbar sein.

Auf der Welle 7 sind vermittels Halterungen 9 leicht geschwungene Schaufeln 8 befestigt, von denen diedn der linkeniZylinderhälf te Rechtsdrall, die in der rechten Zylinderhälfte Linksdrall besitzen. Auf der Mitte seiner Länge trägt der Zylinder 1. einen Brüdendom 2, der in seinem oberen Teil als durch Klappdeckel od. dgl. luftdicht verschließbarer Füllstutzen 3 ausgebildet ist.

Ein seitlicher Absaugstutzen 4 am Brüdendom, an den die zur Vakuumpumpe führende Leitung 14 angeschlossen ist, besitzt einen Filtereinsatz 10, der mitgerissene Staubteilchen zurückhält, die durch einen Vibrator 12 ständig vom Filtereinsatz abgeschüttelt werden.

Senkrecht unterhalb des Brüdendoms 2 ist im Zylinder 1 eine Entleerungsöffnung 5 vorgesehen, die durch Klappenverschluß luftdicht abschließbar ist.

Der Zylinder 1 kann, wie dargestellt, von einem Heizmantel 11 umschlossen sein für eine ölumlaufheizung. Statt öl kann Wasser oder Dampf das Heizmedium bilden. Auch kann an Stelle des Heizmantels 11 eine elektrische Widerstandsheizung den Zylinder 1 einschließen.

Ferner wird man den Heizmantel 11 oder den Widerstandsheizkörper mit einem Wärmeverlust verhindernden Isoliermantel umgeben.

Zum Einführen eines gasförmigen, staubartigen oder flüssigen Imprägnier- oder sonstigen Mittels dienen Einspritzdüsen 6, die beheizbar und einstellbar und so über die Länge des Zylinders 1 verteilt sind, daß, wie in Fig. 1 angedeutet, sich ihre Zerstäubungskegel leicht überschneiden.

Die Einstellung der Düsen 6 kann einzeln durch Handrad, sie kann auch gemeinsam durch entsprechende, die Düsen verbindende Üisertragungsmittel erfolgen.

Anstatt linear auf einer Mantellinie können die Düsen 6 auch auf Schraubenlinien der Zylindermantelfläche verteilt sein. Auch können Düsen 6 paarweise einander diametral gegenüberliegen oder auf Ringlinien des Mantels in Dreieckanordnung verteilt sein. Außerdem empfiehlt es sich, die Düsen zwecks Einstellung auf den jeweils wirksamsten Zerstäubungswinkel verstellbar in der Zylinderwand ι anzuordnen.

Nicht dargestellt, weil hinlänglich bekannt, sind die für den Vakuumbetrieb erforderlichen Anschlüsse, Armaturen und Meßinstrumente.

Das neue Verfahren wird in der beschriebenen Vorrichtung, z. B. zum Imprägnieren von HoIzmehl, wie folgt durchgeführt:

Holzmehl mit einer Feinheit von 200 Maschen/cm² und feiner wird durch den Füllstutzen 3 bei geschlossener Auslaßöffnung 5 in den Zylinder 1 in einer Menge eingefüllt, die zu der Größe des

so Zylinderraumes in einem angemessenen Verhältnis steht. Das heißt, die eingefüllte Holzmehlmenge darf nur so groß sein, daß sie sich möglichst gut durchmischen und etwa als Staubwolke im Zylinder aufteilen und in der Schwebe halten läßt.

Nach dem Füllen wird der Einfüllstutzen 3 des Zylinders 1 geschlossen und der Antrieb der Welle 7 so eingeschaltet, daß die entgegengesetzt schraubenförmig arbeitenden Schaufeln 8 das Holzmehl von der Mitte des Zylinders 1 nach beiden Stirnseiten hin axial verteilen.

Durch periodische Umkehrung der Drehrichtung kann das Gut im Zylinder 1 axial gegenläufig ständig hin und her bewegt werden, zugleich wird es dabei auch durch die geschwungene Form der Schaufeln 8 radial bewegt. In der Kombinierung dieser drei wechselnden Bewegungsrichtungen beruht die durchdringende Mischwirkung des Schaufelwerkes, und wird das staub- bzw. mehlartige Gut im Zylinder 1 zum Schweben gebracht,

d. h. bildet es eine Art Wolke, die leicht von den Imprägniermitteln durchdringbar ist.

Für das zur Erläuterung des Verfahrens gewählte Beispiel einer Imprägnierung von Holzmehl kommen z. B. paraffinähnliche Imprägniermittel mit einem Stockpunkt von 90⁰ und einer Zersetzungstemperatur von iio° in Frage.

Diese Imprägniermittel werden durch die genannten Düsen 6 in das im Vakuumraum des Zylinders 1 schwebende Holzmehl bei einem Vakuum von etwa 10 Torr unter Druck und erhöhter Temperatur eingesprüht. Die Düsen 6 sind, wie schon erwähnt, zu diesem Zweck heiz- und so regelbar, daß die Eintrittsgeschwimdigkeit des Imprägniermittels in den Vakuumraum es dem Holzmehl ermöglicht, unter dem Imprägniermittelschleier im Schwebezustand zu verbleiben.

Während der ganzen Behandlungsdauer des Gutes werden die sich etwa im Vakuumraum des Zylinders bildenden Brüden abgesaugt und z. B.

einem Kondensator zugeführt.

Nach Abschluß der Imprägnierung, Trocknung und/oder Mischung werden die Düsen 6 geschlossen, die Vakuumpumpe stillgesetzt und die Auslaßöffnung 5 geöffnet. Für die Entleerung des Zylinders läuft das Schaufelwerk 8 so um, daß die beiden Schaufelgruppen das Gut von beiden Stirnseiten des Zylinders 1 her zur Mitte, der Auslaßöffnung 5 zu, fördern. Infolgedessen wird eine schnelle und restlose Entleerung des Zylinders 1 erreicht.

Ein nach diesem Verfahren behandeltes Holzmehl ergibt, wie Versuche gelehrt haben, ein Ausgangsprodukt für Kunststoffe, dessen Mikroskopie ein vollkommen homogenes Gefüge zeigt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Verfahren zum Trocknen und Imprägnieren von mehl-, staub- oder grießartigen Stoffen, wie z. B. Holzmehl, unter Aufrechterhaltung eines Vakuums, dadurch gekennzeichnet, daß das in einem langgestreckten Vakuumraum mittig eingeführte Gut durch mechanische Fördermittel axial gegenläufig wiederholt abwechselnd entweder von der Mitte des Raumes nach dessen beiden Seiten oder umgekehrt zur Raummitte bei gleichzeitiger radialer Förderung an beheizten Flächen entlang mit einer es in den Schwebezustand versetzenden Geschwindigkeit bewegt und hierbei mit den Imprägniermitteln unter gleichzeitigem Absaugen der sich entwickelnden Dämpfe gemischt und mittig aus dem Vakuumraum ausgetragen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägniermittel, wie z. B. paraffinähnliche Stoffe, im flüssigen Zustand mittels einstellbarer und beheizter Düsen unter Innehaltung einer solchen Eintrittsgeschwindigkeit innerhalb des Vakuumraumes zerstäubt werden, daß das zu imprägnierende Gut unter dem Schleier des Imprägniermittels im Schwebezustand verbleibt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierte mehlartige bzw. staubförmige Gut, wie z. B. Holzmehl, im Vakuum mit andersartigen mehl-, staub- bzw. grießförmigem Gut gemischt und homogenisiert wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen langgestreckten, liegenden, beheizten und mit den für Aufrechterhaltung eines ständigen Va- no kuums notwendigen Ausrüstungen und Anschlüssen versehenen Zylinder (1) beliebigen Querschnittes als Vakuumraum, mit einer mittig auf dessen Oberseite angeordneten Einfüllöffnung und einer dieser gegenüberliegenden Austragöffnung sowie gegenläufig wirksamen Fördermitteln (8), deren Drehrichtung umkehrbar ist und die in der· einen Drehrichtung von der Zylindermitte nach den Zylinderenden· und in der anderen Drehrichtung umgekehrt fördern.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Aus-. übung des Verfahrens nach' den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderorgan ein umlaufendes Schaufelwerk (8) im Vakuumraum (Zylinder 1) angeordnet ist, dessen Schaufeln (8) einander überschneiden

   und von der Einfüllöffnung (3) des Vakuumraumes (1) gesehen nach beiden Seiten entgegengesetzt ansteigenden Drall und eine leicht geschwungene Form besitzen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) des Schaufelwerkes (8) hohl und heizbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   USA.-Patentschrift Nr. 2 209 559;

   Holland-Merten: »Handbuch der Vakuumtechnik«, 2. Aufl., 1950, S. 435 u. 437 bis 439;

   J.H.Perry: »Chemical Engineers' Handbook«, 3. Bd., 1950, S. 858.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen