185044. lajstromszámú szabadalom • Eljárás magból és külső rétegből elló granulátumok előállítására
1 185.044 2 A találmány tárgya eljárás magból és külső rétegből álló granulátumok előállítására. Néhány éve a fluidizált szilárd részecskékből álló ágyat növekvő mértékben használják egyrészt szilárd anyagok granulálására - mely folyamat során a magokat a maggal azonos külső réteggel vonják be -, másrészt szilárd anyagok bevonására, mely esetben a bevonat különbözik a mag anyagától. Mindkét esetben, tehát mind a ganulálás, mind a szilárd anyagok bevonása esetén a külső réteg anyagát folyadék, így olvadék, oldat és/vagy szuszpenzió formájában szórjuk fel a fluidizált magokra. A fluidizált magokra juttatott folyékony anyagot azután szilárd halmazállapotúvá kell alakítani, amely átalakulás az ágyban lévő hőmérséklet hatására bekövetkező lehűlés és/ vagy folyadékelpárolgás következtében meg is történik! Ha e nedvesítési és megszilárdulási folyamatot többször megismételjük, a külső réteg fokozatosan nő a kívánt rétegvastagság eléréséig, amelynek következése után a granulátumot az ágyból eltávolíthatjuk. Az eljárás során a körülmények biztosításával, így a fluidizáláshoz használt gáz és/vagy a szórásnál alkalmazott folyadék hőmérsékletének megfelelő megválasztásával, valamint az ágy megfelelő fűtésével vagy hűtésével az ágy hőmérsékletét állandó értéken tudjuk tartani. A granulálási vagy a szilárd anyagok bevonását fluid ágyban, amely folyamat során a magokat folyamatosan növekvő rétegvastagságú bevonattal látjuk el, úgy hajtjuk végre, hogy a magokat cseppecskékkel nedvesítjük. Ha e cseppecskék a magokkal megközelítően azonos méretűek, a granulátum "hagymaszerű" felépítésű, amelyet "bőrképződésnek" (skin formation) nevczenek. Amennyiben a cseppecskék a magoknál sokkal kisebbek, a cseppecskék egyenként rátapadnak a magok felületére, tehát a kis felületeken történő lerakódások eredményeként alakul ki a bevonat. A bőrképződés során a magokon fokozatosan kialakulnak a bevonóanyag koncentrikus rétegei. A bőrképződés folyamatáról akkor beszélhetünk, amikor a folyadékot olyan cseppek formájában permetezzük a fluidizált magra, amelyek elég nagyok a mag felüietének egyszeri bevonásához, tehát amely felületi folyadékréteg megszilárdulása után a mag körül "bőr alakul ki. Az így kapott granulátumok - az említett módon lerakodott több réteg eredményeként kialakult hagymaszerű felépítés következtében - belső feszültséggel rendelkeznek, ami károsan befolyásolja mechanikai tulajdonságaikat, így a törőszilárdságot és a kopásállóságot. Amennyiben a magra terülő folyadékréteg vastagabb, további problémák merülhetnek fel abból adódóan, hogy az előző folyadék nem tud tökéletesen megszáradni az új folyadékréteg felviteléig. A kis cseppecskék lerakódása következtében kialakuló bevonatok esetében a cseppek olyan kicsik, hogy a mag felületének csak kis részét képesek folyadékréteggel bevonni. így a külső réteg kis felületű lerakódásokból fokozatosan épül fel, aminek köszönhetően a képződő granulátumok finom szerkezetűek és nagyon nagy szilárdságúak. A cseppecske-lerakódással előállított granulátumok mechanikai tulajdonságai tehát sokkal jobbak, mint a "bőrképződéssel" kialaldtottakéL A szilárd anyagok granulálásinak másik módszere a szilárd részecskék agglomeráltatása a részecskék összeragadását előidéző folyadék segítségével. A folyadék kristályosodása és/vagy elpárolgása után egy egységes egész alakul ki, amely azonban nem homogén szerkezetű és lényegesen rosszabb minőségű, mint a bőrképződéssel vagy a csepplerakódással kialakított granulátumok. A fenti okok miatt a szilárd anyagok fluid ágyban történő granulálásinál vagy bevonásánál az agglomeárciót kell előzri vagy csak igen kis mértékben szabad megengedni. A fluidágyas granulálás vagy bevonás kivitelézésénél adott mennyiségű granulátum előállításához a fluidágyba időegység alatt meghatározott mennyiségű folyaédkot kell bepermeteni. Ha a granulálási ipari méretekben végzik, alckor ez a mennyiség igen jelentékeny, pl. egy 800 tonnás napi kapacitású karbamidgranulátumot előállító granulátorban 36 000 kgló. Ilyen nagy mennyiségű folyadéknak a fluidágyba való bepermetezésénél két követelményt kell kielégíteni. Egyrészt a bepermetezéshez szükséges energiamennyiséget a lehető legalacsonyabban kell tartani, hogy a termék ára ne legyen túl magas, másrészt az ágyban zavartalan fluidizációt kell biztosítani, azaz az ágyban lévő részecskék agglomerizációját meg kell előzni vagy igen kis értéken kell tartani, mert egyébként nem kapunk kieglégítő minőségű terméket A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amelynek segítségével a fenti követelményeknek eleget tudunk tenni. A találmány tárgya eljárás magból és külső iétegből álló granulátumok előállítására. A találmány szerint úgy járunk el, hogy perforált, lapos, vízszintes vagy enyhén lejtős alaplemezen keresztül vezetett fluidizáló gázáram segítségével a szilárd szemcsékből álló részecskeágyat fluidizált állapotban tartjuk és függőlegesen elhelyezett legalább egy hidruaíikus szórófejen keresztül hidraulikus nyomás segítségével a külső réteget alkotó anyagot olvadt, oldott és/vagy szuszpendált állapotban tartalmazó folyadékot a mag csupán egy részét befedő kis átmérőjű cseppecskék alakjában a fluidizált ágyban lévő magokra alulról felfele irányulóan bepermetezzük és a szórófej körül koaxiálisán elhelyezett, gyűrűalakú összetartó irányú (konvergens) kiegészítő gázbevezető nyílásokon keresztül a szórófejből kibocsátott cseppecskék kúpalakú áramát 20°-nál kisebb csúcsszögű árammá szűkítő kilépő sebességének megfelelő beállitásával a fluidágyon belül minden szórófej fölött a fluidizált fázis ritkább szemécsezetű hűtéssel vagy elpárologtatással megszilárdítjuk, végül a kivánt méretű granuláumot kapjuk, A mag kifejezésen nemcsak a kiindulási anyagként folyamatosan vagy szakaszosan az ágyba adagolt részecskéket, hanem a fluidágyban felépülő granulátumot is értjük. A találmány szerinti eljáráshoz minden olyan anyagot használhatunk, amely olvasztott, oldott vagy szuszpendált állapotban permetezhető és a bevitt folyadék krisztályosítással és/vagy hűtéssel szilárd halmazállapotúvá alakítható. Példaként a ként, karbamidot, ammónoumsókat és az ammóníumsók szerves vagy szervetlen adalékokkal alkotott keverékét említjük. A találmány szerinti eljárással egy adott anyag granulátuma, pl. karbamid granulátum más anyaggal, pl. kénné/: is bevonható. A használt granulator lényegileg egy függőleges falú edény, amelynek keresztmetszete kör-, négyzet-, szögletes- vagy egyéb alakú lehet A magágy lapos, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
