EP0036985B1 - Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil - Google Patents

Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil Download PDF

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EP0036985B1
EP0036985B1 EP81101886A EP81101886A EP0036985B1 EP 0036985 B1 EP0036985 B1 EP 0036985B1 EP 81101886 A EP81101886 A EP 81101886A EP 81101886 A EP81101886 A EP 81101886A EP 0036985 B1 EP0036985 B1 EP 0036985B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
apertured plate
accordance
screw
mixing
Prior art date
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Expired
Application number
EP81101886A
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English (en)
French (fr)
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EP0036985A1 (de
Inventor
Anton Thaler
Walter Germann
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Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
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Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D13/00Making of soap or soap solutions in general; Apparatus therefor
    • C11D13/14Shaping
    • C11D13/18Shaping by extrusion or pressing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/451Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by means for moving the materials to be mixed or the mixture

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a mixture of at least one crushable lumpy solid and at least one liquid component, in particular for use in the refinement of soap, with a rotatable mixing screw for mixing the components, with at least one input device for the lumpy solid, with at least a feed device for the liquid constituents and with an output device connected to the mixing screw with at least one stationary perforated plate and a rotatable tool arranged directly therefrom with blades projecting radially outwards.
  • the ingredients are often granular solids, liquids and / or emulsions.
  • the end product can be a free-flowing or viscous emulsion or a plastic mass.
  • Known devices for accomplishing the mixing are designed with due regard to the respective mixing problem and often have a screw driven by a rotary drive and a device connected to the screw for continuing the comminution and mixing process started by the screw.
  • a device of the type mentioned at the outset is disclosed in US-A-2,640,033 (FIG. 13).
  • this device suitable for the production of soap for the continuous treatment and extrusion of plasticizing materials, liquid constituents are added to the material and intimately mixed and homogenized with it.
  • the aim is also to create a network-like structure with air spaces in the material.
  • the material is first pre-shredded and compacted in a first mixing screw and further shredded at the outlet end of the mixing screw in a shredding head rotating with the latter.
  • Liquid is fed via a feed head connected to the comminution head from the end of the device remote from the mixing screw into a mixing and homogenizing space and mixed and homogenized in this by means of resilient blades and then ejected via a spreading plate, a pressure plate and a cutting head into a pressurized end chamber and fed by this to a second mixing screw. This is where further homogenization and densification take place.
  • the material is pressed through a perforated plate by means of a tool rotating with the mixing screw and with the simultaneous supply of compressed gas. Overall, this facility is complicated and expensive.
  • a similar device suitable for the manufacture of soap is described in FR-A-2 277 887.
  • the liquid component is applied to soap material that has already been processed in a homogenizing screw with a perforated plate connected downstream and cut into pieces by an additional knife, which is subsequently processed in a further pressure build-up screw.
  • a permanent marbling i.e. no complete homogenization sought.
  • DE-C-618 003 Another device for processing soap is known from DE-C-618 003 and has a screw switched between individual rolling stages. However, no liquid components are added to this device.
  • Direction for perfuming a soap mass is fed to a rolling mill via a feed hopper and rolled into thin soap sheets in the latter.
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned, which is simple, inexpensive and compact, which is also suitable for processing plastic granules, in particular soap granules in mixtures, an intimate mixing thereof with other constituents, e.g. Liquids or emulsions, and creates a perfectly homogeneous end product.
  • the invention has the following advantages.
  • the homogenization process is continued in the subsequent homogenization stage, ie in the output device.
  • Such a homogenization stage is extremely effective in a small space and an arbitrarily fine degree of homogenization can be achieved by stringing together several homogenization stages.
  • the simplicity of the furnishings is impressive. This saves costs and space.
  • the device is suitable for processing various plastic granules, and especially for perfuming soap.
  • the homogenizing effect of the mixing screw is favored if the outlet opening of the feed device feeds the liquid components into the drop section between the metering device and the mixing screw.
  • the further tool is preferably a cutting tool arranged after the perforated plate. This is advantageously attached to the worm shaft in a removable manner and rotates together with it during operation. This tool is easily accessible for cleaning purposes and may be necessary with some mixtures in order to separate the escaping product.
  • the further tool can also be a shifting tool arranged at a distance in front of the calving tool.
  • the shifting tool is removably attached to the worm shaft and rotates with it during operation. It effects a layering of the mixture which requires homogenization and is also easily accessible for cleaning purposes.
  • the output device contains a further perforated plate with a larger hole diameter, which is arranged in front of the former perforated plate and the tools assigned to it.
  • the shifting tool and the calving tool are arranged between two perforated plates, the shifting tool simultaneously serving as a cutting tool for the first perforated plate.
  • a further calving tool can be arranged directly in front of the further perforated plate and optionally a cutting tool after the first mentioned perforated plate, the wings of successive tools being offset in the circumferential direction.
  • a particularly strong homogenizing effect is achieved if at least one of the wings of the calving tool has a front intake surface facing the perforated plate, which in the direction of rotation gives the product a component of movement in a flow direction during operation and presses it through the perforated plate, and one connected to the intake surface , in the direction of rotation rear calving surface, which is arranged at a short distance from the perforated plate and has a homogenizing effect on the mixture which has not passed through the perforated plate.
  • the feed surface can be a flat surface which is arranged at an acute angle to the perforated plate.
  • the calving surface is advantageously a flat surface arranged parallel to the perforated plate.
  • the rotating tools rotate together with the worm shaft and are preferably detachably fastened to this.
  • the or each perforated plate is preferably removable in the screw housing and secured against rotation.
  • This mixing screw can have fewer than four turns, preferably two turns. A ratio of 1: 1 between the diameter of the mixing screw and its length is favorable.
  • the mixing screw can be arranged vertically, with the horizontal conveying direction of a metering device upstream of it. This makes a space-saving design possible, which allows the device to be attached to a rolling mill above the rolls, the output device feeding the rolls.
  • a short vertically arranged mixing screw with only a few turns is already known from FR-A-913 483.
  • this known mixing screw is used for homogenizing a mixture of solids which contain crystals (sugar), the crystals being melted by the action of heat.
  • heat is provided during the formation of the mixture and during the pressing through the perforated plate, the melting temperature being set by a liquid flowing through the jacket surrounding the screw cylinder.
  • the proportion of the melting crystals compared to the non-melting further constituents starch, etc.
  • the system according to FIG. 1 has a metering device 1, a mixing device 2 and a rolling mill 3.
  • the metering device 1 is used to meter the amount of the granules to be fed and is fed with soap granules via a feed funnel 4. It has a worm housing 5, a worm shaft 6 rotatably mounted therein and a metering worm 7 fixedly arranged on the worm shaft 6.
  • the worm shaft 6 is driven by a first drive motor 9 via a first sprocket gear 8.
  • the mixing device 2 is connected to the metering device 1. This has a worm housing 10, a worm shaft 11 rotatably mounted therein and a mixing worm 12 fixedly arranged on the worm shaft 11.
  • a feed device 17 for the perfumed dispersion acted upon by a pump 16 opens into the mixing device 2, its outlet opening 18 being arranged at the inlet end of the mixing screw 12 in the area of the solids inlet.
  • the pump 16 is driven by the metering worm shaft 6 via a second sprocket gear 19.
  • a homogenizing device 20 described in detail below is provided as the output device. This is arranged above the rolling mill 3, which has an inlet hopper 21, three rotatably arranged rollers 22 and a scraper 23. The mixture emerging from the homogenizing device 20 falls through the inlet funnel 21 into the first nip 24 and is carried over the last two rollers 22 and the scraper 23 as piled soap.
  • the soap granulate 26 falls freely from the metering screw 7 at the input end of the mixing screw 12 into the screw chamber 25.
  • the outlet opening 18 in the feed device 17 opens into the screw chamber 25 in this area and, in the free case, adds the dispersion 27 to the loose stream of soap granules.
  • the inspection hole 45 is open to the surroundings.
  • the worm housing 10 is provided with straight or helical cables 46 which increase the friction of the inner wall.
  • a first variant of the homogenizing device 20 is shown at the outlet end of the mixing device 2. This device, shown in an exploded view in FIG.
  • the 3 has a saponification tool 28 connected to the mixing screw 12 with three wings 29 projecting in the radial direction, a perforated plate 30 arranged at a small axial distance from the vanes 29, and one arranged close to the perforated plate 30 Cutting tool 31 with cutting blades 32 projecting in the radial direction.
  • the two tools, the ointment tool 28 and the cutting tool 31 are detachably fastened on the mixing screw shaft 11 by means of the screw nut 33 and rotate together with the mixing screw 12 during operation.
  • the wings 32 are arranged offset to the wings 29 in the circumferential direction.
  • the perforated plate 30, however, is detachably held in the worm housing 10 and secured against rotation.
  • a locking ring 34 is provided at the output end of the screw housing 10. This is detachably held in the screw housing 10 by means of a bayonet catch.
  • a part of the perforated plate 30 shown in cross section has holes 35 through which the mixture exits the mixing device 2.
  • the wings 29 of a saponification tool 28 can be seen in cross section at a short distance from the same.
  • the direction of movement of the wing 29 in operation is indicated by an arrow 36.
  • Essential for the function of such a wing 29 is its intake surface 37 facing the perforated plate 30, which is front in the direction of rotation, and its connected, in the direction of rotation rear saponification surface 38.
  • the intake surface 37 is arranged at an acute angle to the surface 39 of the perforated plate 30 , flat surface, the inclination of which is selected such that it gives the component which has already been mixed and prehomogenized by the mixing screw 12, a movement component in the axial flow direction and pushes it through the perforated plate 30.
  • a significant part of the product gets into the space 40 between the perforated plate 30 and the flat saponing surface 38 opposite to it and parallel to it due to the wedge action of the pull-in surface 37 and is compressed into a thin layer.
  • the product is subjected to an ointment effect and the dispersion 27 contained therein is evenly distributed.
  • a splitting tool 41 with three wings 42 protruding in the radial direction is connected upstream of the calving tool 28. These are arranged offset from the wings 29 of the ointmenting tool 28 in the circumferential direction by 60 ° each and cause the product to be shifted before it is exposed to the action of the ointmenting tool 28. This improves the homogenizing effect.
  • the perforated plate 30 is not followed by a cutting tool 31, for example in order to obtain a marbling of the soap.
  • the third variant of the homogenizing device shown in FIG. 6 has two perforated plates 30, 43.
  • the second perforated plate 43 is preceded by a saponification tool 28 and the latter by a conversion tool 41.
  • the first perforated plate 30 is arranged immediately after the mixing screw 12 (not visible in FIG. 6) and has holes 35 of larger diameter than the second perforated plate 42. This improves the homogenizing effect.
  • the homogenizing effect of such a homogenizing device 20 can be improved by increasing the number of stages lined up.
  • two such levels have already proven to be very effective.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff und mindestens einem flüssigen Bestandteil, insbesondere zur Verwendung bei der Veredelung von Seife, mit einer drehbaren Mischschnecke zur Vermischung der Bestandteile, mit mindestens einer Eingabevorrichtung für den stückigen Feststoff, mit mindestens einer Speisevorrichtung für die flüssigen Bestandteile und mit einer an die Mischschnecke angeschlossenen Ausgabevorrichtung mit mindestens einer stationären Lochplatte und einem unmittelbar davon angeordneten drehbaren Werkzeug mit radial nach aussen ragenden Flügeln.
  • Bei der Herstellung zahlreicher industrieller Erzeugnisse ist es notwendig, eine Anzahl von verschiedenen Bestandteilen in einzeln dosierten Mengen miteinander innig zu vermischen und ein homogenes Gemisch zu erzielen. Die Bestandteile sind oft körnige Feststoffe, flüssige Stoffe und/oder Emulsionen. Das Endprodukt kann eine leicht fliessende oder zähflüssige Emulsion oder aber eine plastische Masse sein. Bekannte Einrichtungen zur Bewerkstelligung der Vermischung sind mit Rücksichtnahme auf das jeweilige Mischproblem konstruiert und besitzen oft eine durch einen Drehantrieb angetriebene Schnecke und eine der Schnecke angeschlossene Vorrichtung zur Fortsetzung des durch die Schnecke begonnenen Zerkleinerungs- und Vermischungsvorganges.
  • Eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung ist in der US-A-2 640 033 offenbart (Fig. 13). Bei dieser zur Herstellung von Seife geeigneten Einrichtung zum kontinuierlichen Behandeln und Strangpressen von plastifizierenden Materialien werden flüssige Bestandteile dem Material zugegeben und mit diesem innig vermischt und homogenisiert. Dabei wird auch die Erzeugung eines netzwerkartigen Gefüges mit Lufträumen im Material angestrebt. Das Material wird zunächst in einer ersten Mischschnecke vorzerkleinert und verdichtet und am Ausgangsende der Mischschnecke in einem sich mit der letzteren drehenden Zerkleinerungskopf weiter zerkleinert. Flüssigkeit wird über einen dem Zerkleinerungskopf angeschlossenen Speisekopf von dem der Mischschnecke abliegenden Ende der Einrichtung in einem Misch- und Homogenisierraum eingespeist und in diesem mittels federnden Klingen vermischt und homogenisiert und anschliessend über eine Spreizplatte, eine Druckplatte und einen Schneidekopf in eine unter Druck stehende Endkammer hinausgestossen und von dieser einer zweiten Mischschnecke zugeführt. In dieser findet eine weitere Homogenisierung und Verdichtung statt. Am Ende der zweiten Mischschnecke wird das Material durch eine Lochplatte mittels einem sich mit der Mischschnecke drehenden Werkzeug und mit gleichzeitiger Zufuhr von Druckgas gepresst. Insgesamt ist diese Einrichtung kompliziert und aufwendig.
  • Eine ähnliche Einrichtung, welche für die Herstellung von Seife geeignet ist, ist in der FR-A-2 277 887 beschrieben. Bei dieser Einrichtung wird der flüssige Bestandteil auf bereits in einer Homogenisierungsschnecke mit nachgeschalteter Lochplatte verarbeitetes, durch ein zusätzliches Messer in Stücke geschnittenes Seifenmaterial aufgebracht, das nachher in einer weiteren Druckaufbauschnecke fertig bearbeitet wird. Mit dieser Einrichtung wird eine bleibende Marmorierung, d.h. keine vollständige Homogenisierung angestrebt.
  • Eine weitere Einrichtung zur Verarbeitung von Seife ist aus der DE-C-618 003 bekannt und weist eine zwischen einzelnen Walzstufen eingeschaltete Schnecke auf. Bei dieser Einrichtung werden jedoch keine Flüssigkeitsbestandteile zugegeben.
  • Bei einer in der CH-A-499 619 offenbarten Ein- . richtung zum Parfümieren einer Seifenmasse wird diese über einen Speisetrichter einem Walzwerk zugeführt und in diesem zu dünnen Seifenbahnen gewalzt.
  • Diese werden an ihren beiden Flächen mit zerstäubtem Parfüm bespritzt und über ein endloses Förderband, auf welchem mittels Spritzwassers noch eine Temperaturregelung stattfindet, einem zweiten Speisetrichter zugeführt. Anschliessend wird die schon einmal,parfümierte Seifenmasse in drei aufeinanderfolgenden Mischschnecken vermischt, ein zweitesmal parfümiert und homognisiert. Diese Einrichtung ist auch aufwendig und platzraubend.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach, unaufwendig und kompakt ist, die sich ferner zur Verarbeitung von plastischen Granulaten, insbesondere Seifengranulat in Gemischen eignet, eine innige Vermischung derselben mit anderen Bestandteilen, z.B. Flüssigkeiten oder Emulsionen, ermöglicht und ein einwandfrei homogenes Endprodukt erzeugt.
  • Eine Einrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    • a) die Auslauföffnung der Speisevorrichtung für die flüssigen Bestandteile befindet sich unmittelbar vor dem Eintritt der Feststoffe in den Mischschneckenraum,
    • b) der Lochplatte der Ausgabevorrichtung ist zumindest ein weiteres drehbares Werkzeug mit radial nach aussen ragenden Flügeln zugeordnet, wobei die Flügel aufeinanderfolgender rotierender Werkzeuge gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, und
    • c) das unmittelbar vor der Lochplatte angeordnete Werkzeug als Versalbungswerkzeug ausgebildet ist.
  • Die Erfindung weist folgende Vorteile auf. Durch Anordnung der für die Flüssigkeit bestimmten Speisevorrichtrung im Bereich des Feststoffeintrittes findet in der Mischschnecke nicht nur eine Vermischung, sondern auch eine vorläufige Homogenisierung des Gemisches statt. Der Homogenisiervorgang wird in der anschliessenden Homogenisierstufe, d.h. in der Ausgabevorrichtung weitergeführt. Eine solche Homogenisierstufe, ist, in geringem Raum, äusserst wirkungsvoll und es kann, durch Aneinanderreihung mehrerer Homogenisierstufen, ein beliebig feiner Homogenisierungsgrad erreicht werden. Beeindruckend ist die Einfachheit der Einrichtung. Es wird dadurch an Kosten und an Platz gespart. Die Einrichtung eignet sich zur Verarbeitung verschiedener plastischer Granulate, und insbesondere zur Parfümierung von Seife, vorzüglich.
  • Die Homogenisierwirkung der Mischschnecke wird begünstigt, wenn die Auslauföffnung der Speisevorrichtung die flüssigen Bestandteile in die Fallstrecke zwischen der Dosiervorrichtung und der Mischschnecke zuführt.
  • Das weitere Werkzeug ist vorzugsweise ein nach der Lochplatte angeordnetes Schneidewerkzeug. Dieses ist mit Vorteil auf der Schneckenwelle demontierbar befestigt und dreht sich im Betrieb zusammen mit dieser. Dieses Werkzeug ist zu Reinigungszwecken leicht zugänglich und kann bei manchen Gemischen notwendig sein, um die Abtrennung des austretenden Produktes herbeizuführen.
  • Das weitere Werkzeug kann aber auch ein vor dem Versalbungswerkzeug im Abstand angeordnetes Umschichtungswerkzeug sein. Das Umschichtungswerkzeug ist dabei auf der Schneckenwelle demontierbar befestigt und dreht sich im Betrieb mit ihr zusammen. Es bewirkt eine die Homogenisierung fordernde Umschichtung des Gemisches und zu Reinigungszwecken ebenfalls leicht zugänglich.
  • In einer besonders wirksamen Homogenisierstufe enthält die Ausgabevorrichtung eine weitere Lochplatte mit grösserem Lochdurchmesser, die vor der erstgenannten Lochplatte und den dieser zugeordneten Werkzeugen angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird das Umschichtwerkzeug und das Versalbungswerkzeug zwischen zwei Lochplatten angeordnet, wobei das Umschichtwerkzeug gleichzeitig als Schneidewerkzeug für die erste Lochplatte dient. Damit wird, aufgrund der versetzten Anordnung der Flügel der beiden Werkzeuge das von der ersten Lochplatte abgeschnittene Produkt zwischen den Flügeln des Versalbungswerkzeuges abgegeben, so dass ein weiterer Mischeffekt zwischen den beiden Lochplatten stattfindet.
  • In Weiterbildung dieser Anordnung kann ein weiteres Versalbungswerkzeug unmittelbar vor der weiteren Lochplatte und gegebenenfalls ein Schneidewerkzeug nach der erstgenannten Lochplatte angeordnet werden, wobei die Flügel aufeinanderfolgender Werkzeuge jeweils in Umfangsrichtung versetzt sind.
  • Eine besonders starke Homogenisierwirkung wird erreicht, wenn mindestens einer der Flügel des Versalbungswerkzeuges eine der Lochplatte zugewendete, in der Drehrichtung vordere Einzugsfläche aufweist, die dem Produkt im Betrieb eine Bewegungskomponente in einer Strömungsrichtung erteilt und es durch die Lochplatte hindurchdrückt, sowie eine an die Einzugsfläche angeschlossene, in der Drehrichtung hintere Versalbungsfläche, die in geringem Abstand von der Lochplatte angeordnet ist und auf das durch die Lochplatte nicht hindurchgetretene Gemisch homogenisierend einwirkt.
  • Die Einzugsfläche kann eine ebene Fläche sein, die in einem spitzen Winkel zur Lochplatte angeordnet ist. Die Versalbungsfläche hingegen, ist mit Vorteil eine zur Lochplatte parallel angeordnete, ebene Fläche. Die Flügel eines solchen Versalbungswerkzeuges zerdrücken das Gemisch in dünnen Schichten und wirken auf diese zugleich homogenisierend.
  • Die sich drehenden Werkzeuge drehen sich mit der Schneckenwelle zusammen und sind vorzugsweise an dieser demontierbar befestigt.
  • Die oder jede Lochplatte ist bevorzugt demontierbar im Schneckengehäuse eingesetzt und gegen Verdrehung gesichert.
  • Dies kann durch einen am Ausgangsende des Schneckengehäuses mittels eines Bajonettverschlusses demontierbar festgehaltenen Verschlussring erfolgen. Damit ist die gesamte Homogenisiervorrichtung leicht demontierbar und zu Reinigungszwecken beim Wechseln des Gemisches leicht zugänglich.
  • Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer kurzen Mischschnecke gezeigt, weil erkannt wurde, dass die vorläufige Homogenisierung ohne starken Druck erfolgen soll. Diese Mischschnecke kann weniger als vier Windungen, vorzugsweise zwei Windungen aufweisen. Günstig ist ein Verhältnis von 1 : 1 zwischen dem Durchmesser der Mischschnecke und ihrer Länge.
  • Die Mischschnecke kann senkrecht angeordnet sein, bei horizontaler Förderrichtung einer ihr oben vorgeschalteten Dosiervorrichtung. Damit wird eine platzsparende Bauweise möglich, die es erlaubt, die Einrichtung an einem Walzwerk oberhalb der Walzen zu befestigen, wobei die Ausgabevorrichtung die Walzen speist.
  • Zwar ist eine kurze senkrecht angeordnete Mischschnecke mit nur wenigen Windungen bereits aus der FR-A-913 483 bekannt. Diese bekannte Mischschnecke dient jedoch zur Homogenisierung eines Gemisches aus Feststoffen, die Kristalle (Zucker) enthalten, wobei die Kristalle durch Wärmewirkung aufgeschmolzen werden. In diesem Falle ist eine Wärmeeinwirkung während der Gemischbildung und während des Durchdrückens durch die Lochplatte vorgesehen, wobei die Schmelztemperatur durch eine in dem den Schneckenzylinder umgebenden Mantel durchfliessende Flüssigkeit eingestellt wird. Wie sich aus den Ausführungsbeispielen dieser Druckschrift ergibt, ist der Anteil der aufschmelzenden Kristalle gegenüber den nichtschmelzenden weiteren Bestandteilen (Stärke usw.) sehr hoch, so dass ein mit dem Einmischen eines flüssigen Bestandteils in einen zerdrückbaren Feststoff nicht vergleichbarer Vorgang zugrundeliegt.
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Anlage zur Erzeugung eines homogenen Gemisches aus einem festen Seifengranulat und einer parfümierten Dispersion, in schematischer Darstellung;
    • Fig. 2 einen Schnitt durch eine Variante der Mischvorrichtung nach der Fig. 1, in grösserem Massstab;
    • Fig. 3 eine erste Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung;
    • Fig. 4 einen Schnitt durch eine Lochplatte und ein dieser vorgeschaltetes Versalbungswerkzeug, in grösserem Massstab;
    • Fig. 5 eine zweite Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung;
    • Fig. 6 eine dritte Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung; und
    • Fig. 7 eine vierte Variante einer Homogenisiervorrichtung, in auseinandergezogener Darstellung.
  • Die Anlage nach der Fig. 1 weist eine Dosiervorrichtung 1, eine Mischvorrichtung 2 und ein Walzwerk 3 auf. Die Dosiervorrichtung 1 dient der Dosierung der Menge des zuzuführenden Granulates und wird über einen Speisetrichter 4 mit Seifengranulat gespeist. Sie weist ein Schneckengehäuse 5, eine in diesem drehbar gelagerte Schneckenwelle 6 und eine auf der Schneckenwelle 6 fest angeordnete Dosierschnecke 7 auf. Die Schneckenwelle 6 ist über ein erstes Kettenzahnradgetriebe 8 durch einen ersten Antriebsmotor 9 angetrieben. An die Dosiervorrichtung 1 ist die Mischvorrichtung 2 angeschlossen. Diese weist ein Schneckengehäuse 10, eine in diesem drehbar gelagerte Schneckenwelle 11 und eine auf der Schneckenwelle 11 fest angeordnete Mischschnecke 12 auf. Diese ist über ein Getriebe 13 und eine Kupplung 14 durch einen zweiten Antriebsmotor 15 angetrieben. Eine durch eine Pumpe 16 beaufschlagte Speisevorrichtung 17 für die parfümierte Dispersion mündet in die Mischvorrichtung 2 ein, wobei ihre Auslauföffnung 18 am Eingangsende der Mischschnecke 12 im Bereich des Feststoffeintrittes angeordnet ist. Die Pumpe 16 ist über ein zweites Kettenzahnradgetriebe 19 durch die Dosierschnekkenwelle 6 angetrieben.
  • Am Ausgangsende der Mischschnecke 12 ist als Ausgabevorrichtung eine in der Folge eingehend beschriebene Homogenisiervorrichtung 20 vorgesehen. Diese ist oberhalb des Walzwerkes 3 angeordnet, welches einen Einlauftrichter 21, drei drehbar angeordnete Walzen 22 und einen Abstreifer 23 aufweist. Das aus der Homogenisiervorrichtung 20 hinaustretende Gemisch fällt über den Einlauftrichter 21 in den ersten Walzenspalt 24 und wird über die beiden letzten Walzen 22 und den Abstreifer 23 als pilierte Seife hinausgetragen.
  • In der Fig. 2 fällt das Seifengranulat 26 von der Dosierschnecke 7 beim Eingangsende der Mischschnecke 12 in freiem Fall in den Schneckenraum 25 hinein. Die Auslauföffnung 18 in der Speisevorrichtung 17 mündet in diesem Bereich in den Schneckenraum 25 ein und gibt die Dispersion 27 in freiem Fall dem losen Seifengranulatstrom zu. Das Schauloch 45 ist zur Umgebung offen. Das Schneckengehäuse 10 ist mit geraden oder drallförmigen Zügen 46 versehen, die die Reibung der Innenwand vergrössern. Am Ausgangsende der Mischvorrichtung 2 ist eine erste Variante der Homogenisiervorrichtung 20 dargestellt. Diese, in der Fig. 3 in auseinandergezogener Darstellung gezeigte Vorrichtung weist ein der Mischschnecke 12 angeschlossenes Versalbungswerkzeug 28 mit drei in radialer Richtung hinausragenden Flügeln 29, eine in geringem axialen Abstand von den Flügeln 29 angeordnete Lochplatte 30, und ein nahe an der Lochplatte 30 angeordnetes Schneidewerkzeug 31 mit in radialer Richtung hinausragenden Schneideflügeln 32 auf. Die beiden Werkzeuge, das Versalbungswerkzeug 28 und das Schneidewerkzeug 31, sind mittels der Schraubenmutter 33 auf der Mischschneckenwelle 11 demontierbar befestigt und drehen sich im Betrieb mit der Mischschnecke 12 zusammen. Die Flügel 32 sind in Umfangsrichtung zu den Flügeln 29 versetzt angeordnet. Die Lochplatte 30, hingegen, ist im Schneckengehäuse 10 demontierbar festgehalten und gegen Verdrehung gesichert. Am Ausgangsende des Schneckengehäuses 10 ist ein Verschlussring 34 vorgesehen. Dieser ist mittels eines Bajonettverschlusses im Schneckengehäuse 10 demontierbar festgehalten.
  • In der Fig. 4 weist ein im Querschnitt gezeigter Teil der Lochplatte 30 Löcher 35 auf, über welche das Gemisch aus der Mischvorrichtung 2 hinaustritt. Stromaufwärts der Lochplatte 30 ist in geringem Abstand von derselben der Flügel 29 eines Versalbungswerkzeuges 28 im Querschnitt sichtbar. Die Bewegungsrichtung des Flügels 29 im Betrieb ist durch einen Pfeil 36 angedeutet. Wesentlich für die Funktion eines solchen Flügels 29 ist seine der Lochplatte 30 zugewendete, in der Drehrichtung vordere Einzugsfläche 37, und seine an diese angeschlossene, in der Drehrichtung hintere Versalbungsfläche 38. Die Einzugsfläche 37 ist eine in spitzem Winkel zur Oberfläche 39 der Lochplatte 30 angeordnete, ebene Fläche, deren Neigung so gewählt ist, dass sie dem durch die Mischschnecke 12 schon vermischten und vorhomogenisierten Produkt eine Bewegungskomponente in axialer Strömungsrichtung erteilt und es durch die Lochplatte 30 hindurchdrückt. Ein bedeutender Teil des Produktes gerät jedoch durch die Keilwirkung der Einzugsfläche 37 in den Zwischenraum 40 zwischen der Lochplatte 30 und der dieser gegenüberstehenden und zu ihr parallelen, ebenen Versalbungsfläche 38 und wird zu einer dünnen Schicht zusammegedrückt. Das Produkt wird dabei einer Versalbungswirkung unterworfen und die darin enthaltene Dispersion 27 gleichmässig verteilt.
  • Bei der in der Fig. 5 dargestellten, zweiten Variante der Homogenisiervorrichtung 20 ist dem Versalbungswerkzeug 28 ein Umschichtungswerkzeug 41 mit drei in radialer Richtung hinausragenden Flügeln 42 vorgeschaltet. Diese sind zu den Flügeln 29 des Versalbungswerkzeuges 28 in Umfangsrichtung um je 60° versetzt angeordnet und bewirken eine Umschichtung des Produktes bevor dieses der Einwirkung des Versalbungswerkzeuges 28 ausgesetzt wird. Die Homogenisierwirkung wird dadurch verbessert. Der Lochplatte 30 ist in diesem Fall kein Schneidewerkzeug 31 nachgeschaltet, zum Beispiel um eine Marmorierung der Seife zu erhalten.
  • Die in der Fig. 6 dargestellte, dritte Variante der Homogenisiervorrichtung weist zwei Lochplatten 30,43 auf. Der zweiten Lochplatte 43 ist ein Versalbungswerkzeug 28 und dem letzteren ein Umschichtungswerkzeug 41 vorgeschaltet. Die erste Lochplatte 30 ist unmittelbar nach der in der Fig. 6 nicht sichtbaren Mischschnecke 12 angeordnet und weist Löcher 35 grösseren Durchmessers als die zweite Lochplatte 42 auf. Dadurch wird die Homogenisierwirkung verbessert.
  • Eine noch bessere Homogenisierwirkung kann mit der in der Fig. 7 dargestellten und auch erfolgreich getesteten, vierten Variante der Homogenisiervorrichtung 20 mit zwei aufeinanderfolgenden Stufen erreicht werden. Bei der ersten Stufe ist einer Lochplatte 30 mit Löchern 35 grösseren Durchmessers ein erstes Versalbungswerkzeug 28, und bei einer zweiten Stufe einer Lochplatte 43 mit Löchern 44 kleineren Durchmessers ein zweites Versalbungswerkzeug 28 vorgeschaltet. Weiter ist bei der zweiten Stufe dem Versalbungswerkzeug 28 ein Umschichtungswerkzeug 41 vorgeschaltet und der Lochplatte 43 ein Schneidewerkzeug 31 nachgeschaltet.
  • Im allgemeinen kann die Homogenisierwirkung einer solchen Homogenisiervorrichtung 20 durch Vergrösserung der Anzahl aneinandergegereihter Stufen verbessert werden. Zwei solche Stufen haben sich jedoch schon als sehr wirksam erwiesen.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus mindestens einem zerdrückbaren stückigen Feststoff (26) und mindestens einem flüssigen Bestandteil (27), insbesondere zur Verwendung bei der Veredelung von Seife, mit einer drehbaren Mischschnecke (12) zur Vermischung der Bestandteile, mit mindestens einer Eingabevorrichtung (1) für den stückigen Feststoff (26), mit mindestens einer Speisevorrichtung (17) für die flüssigen Bestandteile (27) und mit einer an die Mischschnecke (12) angeschlossenen Ausgabevorrichtung mit mindestens einer stationären Lochplatte (30; 43) und einem unmittelbar davor angeordneten drehbaren Werkzeug (28) mit radial nach aussen ragenden Flügeln (29), gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) die Auslauföffnung (18) der Speisevorrichtung (17) für die flüssigen Bestandteile befindet sich unmittelbar vor dem Eintritt der Feststoffe (26) in den Mischschneckenraum (25),
b) der Lochplatte (30; 43) der Ausgabevorrichtung ist zumindest ein weiteres drehbares Werkzeug (31; 41) mit radial nach aussen ragenden Flügeln (32; 42) zugeordnet, wobei die Flügel aufeinanderfolgender rotierender Werkzeuge (28, 31; 41, 28) gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, und
c) das unmittelbar vor der Lochplatte (30; 43) angeordnete Werkzeug (28) als Versalbungswerkzeug ausgebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischschnecke (12) eine kurze Mischschnecke mit weniger als vier, vorzugsweise zwei Windungen und einem Durchmesser/Längenverhältnis von ca. 1 : 1 ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Werkzeug ein nach der Lochplatte angeordnetes Schneidewerkzeug (31) ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Werkzeug ein vor dem Versalbungswerkzeug (28) im Abstand angeordnetes Umschichtwerkzeug (41) ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausgabevorrichtung eine weitere Lochplatte (30) mit grösserem Lochdurchmesser enthalten ist, welche vor der ersten Lochplatte (43) und den dieser zugeordneten Werkzeugen (28, 41) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Versalbungswerkzeug (28) unmittelbar vor der weiteren Lochplatte (30) und gegebenenfalls ein Schneidewerkzeug nach der erstgenannten Lochplatte (43) angeordnet sind.
7. Einrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Flügel (29) des Versalbungswerkzeuges (28) eine der Lochplatte (30; 43) zugewendete, in der Drehrichtung vordere Einzugsfläche (37) aufweist, die dem Gemisch im Betrieb eine Bewegungskomponente in seiner Strömungsrichtung erteilt und es durch die Lochplatte (30; 43) hindurchdrückt, sowie eine an die Einzugsfläche (37) angeschlossene in der Drehrichtung hintere Versalbungsfläche (38), die in geringem Abstand von der Lochplatte (30; 43) nicht hindurchgetretene Gemisch homogenisierend einwirkt.
8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich drehbaren Werkzeuge (28, 31, 41) sich jeweils mit der Schneckenwelle (11) zusammen drehen und vorzugsweise an dieser demontierbar befestigt sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Lochplatte (30; 30, 43) im Schneckengehäuse (10) demontierbar eingesetzt und gegen Verdrehung gesichert ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen am Ausgangsende des Schneckengehäuses (10) mittels eines Bajonettverschlusses demontierbar festgehaltenen Verschlussring (34).
11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Walzwerk (3) über dessen Walzen (22) so angebracht ist, dass die Ausgabevorrichtung (20) der Einrichtung die Walzen speist.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischschnecke (12) senkrecht angeordnet ist.
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