154093. lajstromszámú szabadalom • Berendezés poralakú és/vagy szemcsés szilárd halmazállapotú anyagok keverésére

154093 4 ponensen van és az állásszög viszonylag kicsiny. Ismeretes W. Kroll kísérleteiből (Chem. Ing. Techn. 27, 33; 1955), hogy ha függőleges mozgású vibrációs asztalra egy edényben port vagy szemcsés anyagot helyeznek, abban forrásban levő folyadékhoz hasonló mozgás jön létre és az egyes részecskék ennek következtében intenzív kölcsönhatásba jutnak. Említett szerző megfigyelését, mint érdekes jelenséget ismerteti, és semmi további következtetést sem von le belőle. A találmány alapját említett megfigyelésnek vibrotranszportőrökkel való kombinálása, illetőleg azokra való alkalmazása adja. Az alapgondolat, amelyből kiindulunk, hogy ha finom szemcsés, illetőleg por alakú anyagoknak minden egyes anyagra meghatározható, bizonyos kritikusnál nagyobb függőleges komponensű sebességét biztosítunk vibrációs berendezéseknél, akkor Kroll megfigyelésének megfelelően keverő hatást tudunk létrehozni, emellett a vízszintes sebességkomponens segítségével egyidejűleg a tovaszállítást is megoldjuk; ilyen módon lehetőség van a közbenső szállítás megtakarításával több komponensű porkeverék előállítására, porok intenzív homogenizálására, valamint porhalrnazáUapotú ágensek közötti kémiai reakció létrehozására. A fentiek szerint beállított szállító berendezés alkalmas egyidejűleg szárításra, szitálásra, adszorbcióra és egyéb szilárd -gáz közötti műveletek és folyamatok, esetleg kémiai reakciók végrehajtására és alkalmasabb mint az eddig alkalmazott berendezések. A jó keverés itt intenzív anyagvándorlással jár, szárításnál nem kell a nedvességnek a szilárd tölteten átdiffundálnia, mert a keveredő szemcsék közvetlenül érintkeznek a szárító gázzal, emellett a berendezés folyamatosan üzemeltethető. Helyszükséglete kicsiny, a kívánt művelet elvégzésével egyidejűleg akár felfelé, akár lefelé, vízszintesben, egyenes vagy spirálvonal mentén az anyag szállítása is megtörténik és a homogenizálási és keverési, illetőleg mindenkori művelet (például szárítás, reakeió) előnyösen illeszthető a gyártási folyamatba, a berendezés könnyen tisztítható és ezért különösen a gyógyszer- és élelmiszeriparban, de egyéb kémiai iparokban is előnyösen alkalmazható. A keverés intenzitását könnyen lehet változtatni, akár üzem közben is, mert az intenzitás nemcsak az állásszög, hanem a vibrotranszportőr frekvenciájának és löketének is függvénye, minthogy ezen tényezők együttes hatásától függ a mindenkori függőleges sebesség komponens. Az említett előnyök mellett további előnyt jelént az is, hogy ez az eljárás a féldolgozandó anyag szemcséit nem aprítja. A találmány szerinti eljárással járulékos előnyöket is el tudunk érni. A jó keveredés miatt kedvezőbb hő- és anyagátadási viszonyok adódnak és a kívánt művelet gyorsabban megy végbe. A reakció idő megrövidül, ami például hőérzékeny anyagoknál kedvező. Az eljárás és berendezés kidolgozásával kapcsolatban kísérleteket végeztünk és mint említettük, a szállítóvályu lengésviszonyainak — amplitúdó, frekvencia, állásszög — azaz a sebesség függőleges komponense alkalmazott anyagtól függő értékének megválasztásával biztosítani tudjuk, hogy az anyaghalmaz szállító mozgásával egyidejűleg intenzív keverés álljon elő. A kísérleteket különböző színű anyagok egyidejű réteges adagolásával végeztük és ilyen módon a homogenizáláshoz szükséges úthosszát vagy haladási sebességet ellenőrizni tudtuk és meg tudtuk határozni. A kísérletekkel, amelyeknél kristályos sulfaguanidint alkalmaztunk, amelynek átlagos szemcsemérete 0,12 mm volt, azt találtuk, hogy keverő hatás például a következő lengésviszonyok mellett következett be: f = 100 Hz, amplitúdó = 0,7 mm, állásszög = 20°; vagy f = 100 Hz, amplitúdó = 0,5 mm, állásszög = 30°; vagy f = 24 Hz, amplitúdó = 3,0 mm, állásszög = 25°. A homogenizálódási idő is anyagonként különkülön más és más lehet, a lengésviszonyoktól függően. így például kísérleteinknél ugyanezen anyaggal f = 100 Hz, 1 mm amplitúdó és 20° állásszög mellett a homogenizálási idő 4 perc volt, míg ha az amplitúdót 0,6 mm-re csökkentettük a homogenizálási idő 40 percre növekedett. Kísérleteink megmutatták, hogy a vibrációs szállítóvályuban a keverőhatást lényegesen tudjuk növelni azáltal, hogy a szállítóvályuba az anyag haladási irányára merőleges vagy ilyen komponenssel bíró, azaz a haladási irányra ferdén elhelyezett un. „keverő gátakat" rögzítünk, amelyek keskeny lécek és arra szolgálnak, hogy az anyag haladás közben rajtuk át bukva jobban keveredjék, ezáltal a homogenizálási, illetőleg keverési idő jelentősen lecsökken. Például említjük, hogy kristályos szulfaguanidin esetén, amelynek szemcse mérete 0,1-től, 0,16 mm volt, 20°-os állásszög, 0,308 mm amplitúdó, 100 Hz frekvencia és 4 mm rétegvastagság mellett keverő gátak nélkül a homogenizálási idő 69— 78 perc volt. Ugyanilyen paraméterekkel, de a vályúba a haladás irányára merőlegesen helyezett 4 mm magas keverő gátakkal, amelyek egymástól 120 mm távolságban voltak, a homogenizálási idő 4—7 percre csökkent. Ha a fenti egyéb paraméterek megtartása mellett az amplitúdót 0,424-re növeltük, a homogenizálási idő keverőgátak nélkül 33 percre adódott, míg keverőgáttal azonos paraméterek mellett 2,2-től 3 perc volt. Amint látható, a keverőgátak behelyezésével a homogenizálási idő a tizedrésznél kisebbre csökkent. A keverőgátak másodlagos előnyös hatása abban nyilvánul, hogy a szállítóvályu tálcáját merevítik, ezzel annak önlengési számát módosítják és 'káros beremegési hatásokat küszöbölnek ki. A tálca falvastagsága ilyen módon csökkenthető 10 15 20 25 Í0 35 40 45 50 55 60 2