202127. lajstromszámú szabadalom • Készülék szemcsék gördülőréteges technológiával történő előállítására
HU 202127 A A találmány szemcsék gördülőréteges technológiával történő előállítására szolgáló készülékre vonatkozik. A műszaki élet különböző területein, így például a vegyiparban, a gyógyszeriparban, az élelmiszeriparba és & mezőgazdaságban gyakran válik szükségessé 1-10 mm mérettartományba eső, gömb- vagy közelítőleg gömb-alakú szemcsék előállítására. Az ilyen formában rendelkezésre álló anyag előállítására való törekvésnek a mindenkori szakterületen érvényesülő speciális előnyökön és a tennék esztétikai megjelenésén túlmenően a következő fontosabb általános okai vannak; jó kopásállóság: nagy törési szilárdság; szabályozható és könnyű adagolhatóság (jó „gördülékenység”); egyenletes (kvázihomogén) térkitöltés; minimális szemcsefelület-térfogat-arány, valamint előnyös hidrodinamikai jellemzők Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező szemcsehalmazok előállításának az egyik lehetséges módja a többféle változatban ismert gördülőréteges technológia alkalmazása. Gördülőretégen valamely szemcsehalmaz olyan speciális mozgásformája értendő, amely fizikai, fizikokémiai és kémiai folyamatok lejátszódását segíti elő, és amelynek során valamely tengelyszimmetrikus készüléktest belső terében, a súrlódási, nehézségi és centrifugális erők összhatásának az eredményeként a halmaz egésze, és azon belül az egyes szemcsék jellegzetes gördülő-forgó mozgást végeznek Ez a mozgás alapvetően a készüléktest fordulatszámától függ. Az említett fizikai folyamat például őrlés, granulálás, bevonóréteg felhordása lehet; fizikokémiai folyamatként például a kalcinálás, kémiai folyamatként pedig például az ammonizálás nevezhető meg. Agördiilőréteges technológia eszközei - készülékei - számos alakban és méretben ismeretesek; e készülékeket többnyire „forgóüstnek", „dobnak” vagy „tányémek” nevezik (PJ.Sherrington, R.01iver: „Granulation”, Heyden and Son Ltd., 1981: K.Meyer: „Pelletizing of Iron Ores”, Springer Verlag, Berlin, 1980). Amennyiben a végrehajtandó művelet szemcsehalmazok, porok méretnövelő és alakadó formálása, úgy a gördülőrétegben alapvetően a következő folyamatok játszódnak le: magképződés (primer szemcsék agglomerációja); egyesülés (agglomerátumok összeolvadása), és felületi rétegződés (primer szemcsék felrakodása a magok vagy nagyobb agglomerátumok felületére) (C.E.Capes: „Particle Size Enlargement”, Elsevier Scientific Publishing Company, 1980). Belátható, hogy amennyiben a felsorolt alapvető folyamatok (továbbá itt nem részletezett járulékos sztochasztikus folyamatok) időben és/vagy térben együttesen játszódhatnak le, úgy a keletkező termék a szemcseméret-eloszlást tekintve heterogén, és az egyes szemcsék nem lesznek szükségképpen gömb alakúak. Közel azonos méretű, gyakorlatilag gömb alakú szemcsék gyártásának viszont az a feltétele, hogy a szemcsék túlnyomórészt az ideális - vagyis a szemcsék minden pontján azonos mértékű - rétegződés mechanizmusa szerint növekedjenek, és agglomeráció ettől térben és/vagy időben elkülönülve, tetszőlegesen szabályozható mértékben, főleg az 1 esetlegesen szükséges nukleációra korlátozódva játszódjék le. A megkívánt termékmérethez közeli szemcsék egyesülésének, például összeolvadásának a lehetőségét pedig teljesen ki kell zárni. A jelenleg ismert, a gördülőréteges technológia alkalmazásán alapuló készülékekkel a fent felsorolt feltételek maradéktalanul nem elégíthetők ki, ezért megfelelő minőségű termék - gyakorlatilag szabályos gömb alakú, 1-10 mm szemcseméretű, pormentes felületű, jó mechanikai jellemzőkkel rendelkező, az átlagos szemcseméretet tekintve csekély, maximum 0,2-es relatív méretszórású szemcsehalmaz - folyamatos és stacioner üzemben nem bitosítható. Ilyen minőségű paraméterekkel rendelkező termék előállítása szakaszos üzemmódban lehetséges, mégpedig oly módon, hogy a formálás túlnyomórészt ún. méretnövelő-alakadó bevonással történik (Pataki Károly, Horváth Emese, Ormós Zoltán: „Szemcsék bevonása I”, Magyar Kémikusok Lapja, 35. évf. 1. sz. 32-38. old. 1980). E módszer lényege, hogy a kívánt szemcseméretnél kisebb méretű szemcséket, az ún. magokat forgóüstben vagy forgódobban gördülő mozgásba hoznak, majd a felületüket folyadék beporlasztásával egyenletesen, az összeragadás határáig nedvesítik. Ezt követően a gördülő rétegre - például vibrációs szitán keresztül - egyenletesen bevonóport adagolnak mindaddig, amíg a szemcsék a port a felületükön megkötni képesek. A nedvesítést és a porzást a szükséges méret és megkívánt alak eléréséig ismételgetik. Szükség esetén a nedves szemcséket ütógörgetéssel tömörítik. A magok valamely granuláló eljárás segítségével képezhetők külön lépésben magából a porból, de esetenként felhasználnak idegen magokat is; növényi magvak drazsírozásakor a mag eleve adott. A 690 813. és 690 814. számú USA szabadalmi leírásokból olyan megoldások ismerhetők meg, amelyeknél a folyadék és a por bevitele párhuzamoan is történhet; ettől azonban a folyamat lényegében szakaszos tnarad. A növényi magok drazsírozásához hasonló módszerrel katalizátorok és katalizátor-hordozók formálása is végrehajtható. Ilyen megoldások ismerhetők meg Hajdú Rudolf, Pataki Károly és Gubicza László: „Bifunkciós héjkatalizátor előállítása és összehasonlító vizsgálata" című, a Magyar Kémiai Folyóirat 90. évf. 4. száma 166-169. oldalain az 1984. évben megjelent cikkéből, továbbá a 75 314. számú európai, valamint a 4 255 253. számú USA szabadaalmi leírásból. Hasonló módon adszorbensek formálása is megoldható. Valamennyi jelenleg ismert szakaszos üzemű, méretnövelő bevonáson alapuló szemcseképző eljárás közös hátránya az alacsony termelékenység és az igen nagy élőmunka-igény. A 2876 491 számú USA szabadalmi leírásból olyan granuláló tányér ismerhető meg, amelynek hengerpalást alakú oldalfala pereméhez szemcseelvezető gallér van csatlakoztatva. E gallér rendeltetése elsősorban a kis szilárdságú, nedves granulumok kíméletes elvezetésének a biztosítása a tányérról, ami csökkenti a szemcsék összetörésének a veszélyét. A gallér másodlagos funkciója, hogy a még meg nem felelő méretű szemcséknek a hengeresgranulá2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
