NO147857B - Fremgangsmaate for fremstilling av en lagringsstabil soetsak - Google Patents

Description

Apparat for fremstilling av væskeperler.

Med væskeperler forstås i nærværende forbindelse små, fortrinnsvis sfærisk runde, perleformede legemer, inneholdende et tynt fast og for væske ugjennomtrengelig skall, samt i det indre av perlen en væske. Væsken består fortrinnsvis av vann eller av vannoppløsning av salter, men kan også bestå av et gel av egnet type, som har suget opp betydelige kvanta væske. Slike væskeperler anvendes som tilsetning til plastmateriale av forskjellig slag, betong, gips, lere m. m. for å gjøre slike materialer porøse. Væskeperlene innblandes da jevnt i det materiale som skal gjøres porøst, hvor de etter kort tid tørker ut og etterlater porer, mens bare den uttørkede, ødelagte rest, fortrinnsvis resten av selve skallet, hvilken har meget ubetydelig vekt og masse, blir tilbake.

Det er foreslått å fremstille væskeperler for tilsetning av plastmateriale, betong, gips, lere eller lignende, ved at en oppløsning av det emne som danner væskeperlene, hvilket fortrinnsvis utgjøres av et geldannende emne, forformes til stort sett sfæriske legemer, som deretter føres ned i et herdningsbad, hvilket reagerer slik med det materiale som danner væskeperlene at disse får det ovennevnte skall, og slik at dråpene altså herdes under dan-nelse av væskeperler.

Som utgangsmateriale for væskeperlene anvendes fortrinnsvis utspedd algin-syre eller et salt av denne, f. eks. natriumalginat i oppløsning, og herdningsbadet består da fortrinnsvis av en oppløsning av et kalsiumsalt, f. eks. kalsiumklorid. Når dråpene av alginsyreoppløsningen eller alginatoppløsning kommer i kontakt med kalsiumsaltoppløsningen, utfelles et kal-siumalginat i form av en hinne eller et skall, slik at perlene dannes, eller eventuelt gjennomtrenges hele dråpen, idet de ioner som danner oppløselige salter byt-tes ut med slike som danner uoppløselige salter. Herved blir perlene sterke og mot-standsdyktige. Andre geldannende emner som. kan komme på tale, består av vann-oppløselige eller alkalioppløselige sellulo-sederivater, som karboxy-methylsellulose, methylsellulose, hydroxyethylsellulose, agar-agar, stivelse, kaseinater, benlim, gummiarter, polyvinylalkohol m. m. Det anvendte herdningsbad er selvfølgelig avhengig av hvilket emne som anvendes som utgangsmateriale for anvendelse av væskeperlene.

For fremstilling av slike væskeperler

er det foreslått å frembringe en stråle av det flytende emne som danner væskeperlene, hvilken stråle ved hjelp av spesielle skjærende organer eller avkappede organer kan oppdeles i stykker, beregnet på å danne hver sin væskeperle, og disse stykker har direkte i forbindelse med avkappingen fått flyte ut i herdningsbadet. Det har imidlertid vist seg at man på denne måte får væskeperler som ikke er tilfredsstillende. For det første blir de ikke sfæriske, men antar form av temmelig uregelmessige

klumper, og for det annet kan man ikke få væskeperler av en bortimot lik størrelses-orden. Hertil kommer at man ved den beskrevne fremgangsmåte heller ikke kan få væskeperler med meget liten diameter, hvilket er nødvendig for visse formål.

Det er også foreslått å danne dråper av det emne som danner væskeperlene, hvilke dråper får falle ned i herdningsbadet. Heller ikke dene metode for fremstilling av væskeperler fører til perler som er tilstrekkelig små for de spesielle formål.

Et slikt formål er f. eks. porøsering av den stenlignende masse i gassbeholdere som inneholder aceton, beregnet på å oppta acetylen eller andre i aceton eller annet lignende flytende emne opløselige gasser. Slike masser dannes vanligvis1 av et se-mentlignende emne eller av ren sement, eventuelt oppblandet med andre emner, idet det sørges for stort vannoverskudd. På grunn av det store vannoverskudd oppnås ved oppvarmning og herdning av massen en meget sterkt utviklet porøsitet, men dessverre blir denne porøsitet så fin at den setter en grense for muligheten av å utta store momentane kvanta gass fra gassbeholderen. For å muliggjøre at store, momentane gasskvanta skal kunne avgis fra gassbeholderen, er det derfor nødvendig med dette finporede system, i hvilket tilstrekkelig meget gass kan ansamles for å tilsvare det momentane, større behov, Dette grovporede system har man bl. a. foreslått å anordne ved å innføre væskeperler av ovenfor angitt type i massen, før denne bringes til å stivne. Det er imidlertid da nødvendig at væskeperlene er små. Egnet størrelsesorden ligger mellom 0,1 mm diameter og 1 mm diameter. Skal væskeperlene være større, blir også kavitetene større, og da oppstår risiko for eksplosjon ved acetylenspaltning.

Det er også foreslått for fremstilling av små væskeperler å tilføre det materiale som danner væskeperlene til et kar som holdes i rotasjon rundt en stort sett vertikal aksel, og som er forsynt med etter væs-keperlenes beregnede størrelse tilpassede åpninger på slik måte at det materiale som danner væskeperlene gjennom disse åpninger slynges ut i en retning med stort sett horisontal bevegelseskomposant. Til dette roterende kar er forbundet et annet kar, som inneholder et herdningsbad, anordnet i slik høyde at herdningsbadets øvre overflate ligger så langt under det roterende kars rotasjonsplan at de utslyn-gede partikler av det medium som danner væskeperlene i kastparabler nærmer seg herdningsbadets overflate og beveger seg i slike kastparabler i tilstrekkelig lang tid til at en forforming av de omtalte partikler på grunn av overflatespeningsforholdene til stort sett sfærisk form, skal finne sted. Væskebadets overflate må selvfølgelig ikke ligge så langt under det roterende kars rotasjonsplan at en altfor sterk vertikal bevegelseskomponent fåes på de dråper som danner væskeperlene, da disse i tilfelle vil slå mot herdningsbadets overflate med slik kraft at de går i stykker.

På • denne måte bestemmes således i hvert spesielt tilfelle, avhengig av hvilket herdningsbad man anvender og hvilket materiale man anvender som utgangsmateriale et visst minimumsmål for væskeperlene, eller et visst maksimumsmål mellom rotasjonsplanet for det roterende kar på den ene side, og overflaten på herdningsbadet på den annen side.

Jo mindre væskeperler det er ønskelig å fremstille, desto raskere må det roterende kar rotere for at væskeperlene kan slynges ut med tilstrekkelig stor hastighet til at strålen kan oppdeles i tilstrekkelig små perler.

På grunn av den høye horisonalbe-vegelseskomponent for væskedråpenes bevegelse inntreffer imidlertid det at disse kan slåes i stykker mot herdningsbadets overflate, eller eventuelt at de kan gli eller rulle over herdningsbadets overflate, det sistnevnte selvfølgelig hvis de treffer herdningsbadets overflate i en vinkel som stort sett skiller fra fra den rette vinkel. Slåes dråpene i stykker mot herdningsbadets overflate, får man jo bare en fin grus som ikke egner seg for ovennevnte formål, og hvis dråpene får anledning til å gli eller rulle over herdningsbadets overflate før de synker ned i herdningsbadet, så deformeres dråpene vesentlig. Det er derfor av vik-tighet at dråpene dels treffer herdningsbadets overflate i tilnærmelsesvis rett vinkel, dels at de treffer herdningsbadets overflate med en temmelig lav hastighet, og dels at dråpene i den grad det er mulig, når de treffer herdningsbadets overflate har fått en forhøyet oveflatespenning.

Nærværende oppfinnelse vedrører et apparat for fremstilling av væskeperler under anvendelse av et roterende legeme, til hvilket det materiale som danner væskeperler tilføres i flytende form. Det roterende legemet er forsynt med etter de ønskede perlers dimensjon tilpassede hull, slik at den væskeperledannende væske slynges ut i form av dråper i en atmosfære, gjennom hvilken dråpene får passere til de treffer væskeoverflaten på et i et annet kar forekommende herdningsbad, hvor væskeperlene underkastes herdning, fortrinnsvis overflateherdning.

Ifølge oppfinnelsen er hullene i det roterende kars vegg skråstilte på slik måte at de utpressede dråper av den væskeperledannende væske får en utstrømningsret-ning som har en kompent i motsatt retning av overflaterotasjonsretningen for det roterende legeme.

Fortrinnsvis er rundt det roterende legeme anordnet et lukket kar, inneholdende herdhingsvæsken, men over herdningsvæsken varmluft eller en varm gass, slik at under dråpenes passering gjennom denne gassatmosfære finner en viss av-dunsting sted på overflaten av dråpene. Derved økes konsentrasjonen i overflate-sjiktet på dråpene, og samtidig øker over-flatespenningen. Den tiltagende overflate-spenning i forbindelse med de ovenfor angitte omstendigheter fører til øket sikker-het mot at dråpene deformeres eller går i stykker.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere i forbindelse med tegningen, på hvilken

fig. 1 viser en skjematisk skisse av et anlegg for fremstilling av væskeperler ifølge oppfinnelsen, mens

fig. 2 viser et snitt i forstørret måle-stokk av det roterende kar.

Ved anordningen ifølge fig. 1 er det roterende kar 10 forbundet med en hul aksel 11, som ved hjelp av en flens 12 hvi-ler på et støttelager 13. Akselen 11 er forsynt med en remskive 14, som ved hjelp av en rem 15 og en på tegningen ikke vist motor holdes i rotasjon med egnet omdreiningstall. I akslens 11 forlengelse oppover er anordnet en trakt 16, i hvilken et til-førselsrør 17 for den væske som skal ut-gjøre grunnleggende materiale for væskeperlene tilføres fra et på tegningen ikke vist kar, over en ventil 18, ved hjelp av hvilken væskekvantiteten kan reguleres. Akslen 11 er forsynt med hull 19, gjennom hvilke væske tilføres karet 10, slik at denne væske får en passende høyde 20.

I det roterende kar 10 er opptatt hull i veggen. Disse hull er tilpasset med hen-syn til størrelsen på de perler som det ønskes å fremstille. Gjenom hullene 21 kastes således på grunn av sentrifugalkraften væskedråper ut etter baner 22, som skal treffe herdningsbadets overflate, dog etter at de har beveget seg i luften i en tid, bestemt ifølge ovenstående regler.

Fig. 2 viser et snitt av den roterende sentrifuge 10 og viser hvorledes hullene 21 forløper skrått i forhold til radialretnin-gen for sentrifugen. Hullene 21 i veggen på sentrifugallegemet 10 er således skråttstilte på slik måte at de utpressede dråper av den væskeperledannende væske får en utstrømningsretning som har en kompo-nent i motsatt retning av overflaterotasjonsretningen 41 for sentrifugallegemet 10.

Dråpenes bevegelseshastighet, målt i forhold til hvert enkelt punkt på ytterover-flaten av sentrifugallegemet 10, f. eks. munningen på det spesielle hull, i hvilket dråpen frembringes, blir således stor når dråpen forlater sentrifugallegemet, hvilket på sin side fører til at dråpen selv blir liten. Det minnes om det forhold at når en stråle oppdeles i dråper, blir dråpene mindre jo større strålens hastighet er.

På den annen side blir dråpens hastighet i forhold til hver enkelt partikkel på overflaten 29 for væskebadet betydelig mindre ettersom dråpen utkastes i en retning med en tangentialkomponent motsatt rotasjonslegemets 10 rotasjonsretning 41.

Det kan selvfølgelig ikke unngåes at dråpen allikevel får en bevegelseskomponent i retningen 41, men denne blir betydelig mindre enn periferihastigheten for rotasjonslegemet 10. Om nå væsken i karet 23 holdes i rotasjon, vil også de enkelte partikler i væsken som representerer overflaten 29, rotere og fortrinnsvis roterer de også i samme retning som rotasjonslegemet 10, dvs. i retning av pilen 41, men med en betydelig lavere hastighet. Følgen her-av blir at de fra rotasjonslegemet 10 ut-slyngede dråper når de treffer væskeoverflaten 29, har en bevegelse som kan oppdeles i to forskjellige komponenter, nem-lig en første som tilnærmelsesvis er vinkelrett på væskeoverflaten 29, og en annen som er tangentiell til væskeoverflaten 29, men stort sett kompenseres av en omtrent like stor bevegelseskomponent for partik-lene på væskeoverflaten 29.

Man kan selvfølgelig anordne det kar som opptar herdningsvæsken stillestående, idet dette kar får en overflate 24. Av ovenfor angitte årsaker ønskes det imidlertid at væsken i karet 23 skal rotere, slik at den oppnår en overflate 29. For dette formål holder man i nærværende tilfelle væsken i karet 23 i rotasjon ved hjelp av et ving-hjul 25, montert på en aksel 26, som ved hjelp av en remskive 27 og en rem 28 drives fra en på tegningen ikke vist motor. Derved vil på grunn av sentrifugalkraften overflaten 24 slå ut til en stort sett para-boloidformet overflate 29, som med de de-ler der dråpebanene 22 slår inn mot overflaten, ligger stort sett vinkelrett på dråpenes baner 22.

Det er av betydning at væskebadet i herdningskaret 23 opprettholdes ved stort sett konstant kvantitet, samtidig som perlene fjernes. På grunn av dette er et av-løpsrør 30 anordnet fra et sted på herd-ningskarets 23 vegg, hvor væskeperlene sammen med herdningsvæske drives på grunn av sentrifugalkraften. Røret 30 munner ut over en sil 31, som drives i retning av pilen 32 ved hjelp av på tegningen ikke viste drivorganer. Silen er så fin-masket at perlene blir tilbake på denne, idet herdningsvæsken strømmer gjennom silen til et oppsamlingskar 33, fra hvilket den over en pumpe 34 og en returledning 35 føres tilbake til herdningsvæskekaret 23.

På grunn av silens 31 bevegelse i retning av pilen 32 kommer perlene etter hvert inn under en dusj 36, matet fra en vann-ledning 37. Her skjer en vasking av perlene, slik at i mest mulig grad perlenes overflate frigjøres fra igjen værende ikke reagert væske. Perlene faller deretter i en strøm 38 ned i et kar 39, hvor det likeledes fore-finnes vaskevæske. For bortleding av vaskevæske fra karet 39 finnes et breddeavløp.

Den her beskrevne anordning fungerer på følgende måte: Den væske som skal danne væskeperlene, f. eks. natriumalginat i oppløsning, tilføres gjennom ventilen 18 i regulert mengde, og gjennom røret 17 samt trakten 16 og den hule aksel 11 til sentrifugen 10. På grunn av sentrifugalkraften kastes væsken i form av dråper ut gjennom hul-let 21, slik at disse dråper vil følge banene 22. På vei fra munningen for hullene 21 til dråpene treffer væskeoverflaten 29 antar disse en meget god sfærisk form, slik at de når de trenger inn i herdningsvæsken raskt omvandles til væskeperler.

Det er fordelaktig hvis karet 23 er lukket, over herdningsbadets 24 overflate å innslippe varm luft eller annen varm gass, hvorved det fremkommer en rask overflateinntørking for dråpene i banene

22, hvorved befordres dannelsen av en hud-lignende forekomst rundt dråpene, uav-hengig av om dette beror på en fysikalsk eller kjemisk forvandling eller utelukkende på overflatespenningsforholdene.

Oppfinnelsen er selvfølgelig ikke be-grenset til det spesielle ovenfor beskrevne og på tegningen viste utførelsesform av denne, men alle mulige forskjellige modifikasjoner kan forekomme innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (4)

1. Apparat for fremstilling av væskeperler, særlig for anvendelse som tilsetning til betong osv., i hvilket et væskeperledannende materiale i flytende form tilføres til et roterende legeme, forsynt med efter de ønskede perlers dimensjon tilpassede hull, slik at den væskeperledannende væske gjennom disse hull slynges ut i form av dråper i en atmosfære, gjennom hvilke dråpene passerer før de treffer væskeoverflaten av et i et annet kar forekommende herdningsbad, der væskeperlene underkastes herdning, fortrinnsvis overflateherdning, karakterisert ved at hullene (21) i veggen for sentrifugallegemet (10) er skråttstilte på slik måte at de utpressede dråper av den væskeperledannende

væske får en utstrømningsretning som har en kompenent i motsatt retning av overflaterotasjonsretningen (41) for sentrifugallegemet (10).

2. Apparat som angitt i påstand 1, karakterisert ved at herdningskaret (23) er anordnet roterbart, slik at overflaten (29) av herdningsvæsken antar stort sett paraboloid form.

3. Anordning som angitt i påstand 2, karakterisert ved at herdningskaret (23) er anordnet roterbart i samme retning som det roterende legeme (10), men med lavere omdreiningstall enn det roterende legemes (10) rotasjonshastighet.

4. Anordning som angitt i påstand 1 —3, karakterisert ved at den atmosfære som dråpene av den væskeperledannende væske passerer gjennom består av varm luft eller av varm gass.