[go: up one dir, main page]

EP1121974A1 - Mixing method and apparatus - Google Patents

Mixing method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
EP1121974A1
EP1121974A1 EP00114789A EP00114789A EP1121974A1 EP 1121974 A1 EP1121974 A1 EP 1121974A1 EP 00114789 A EP00114789 A EP 00114789A EP 00114789 A EP00114789 A EP 00114789A EP 1121974 A1 EP1121974 A1 EP 1121974A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
stream
premixing chamber
reagent
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00114789A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1121974B1 (en
Inventor
Dr. C. Ekkehard Stelzer
Axel Wittek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Original Assignee
Stelzer C Ekkehard Dr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stelzer C Ekkehard Dr filed Critical Stelzer C Ekkehard Dr
Publication of EP1121974A1 publication Critical patent/EP1121974A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1121974B1 publication Critical patent/EP1121974B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/95Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis
    • B01F27/951Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis with at least one stirrer mounted on the sun axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for mixing flowable substances, in particular by dispersing and emulsifying, according to the Preamble of claim 1 or claim 9 and claim 16.
  • Process engineering is generally used to produce desired end products from a recipe-based ratio. For example, for mixing pasty masses and emulsions, especially with droplet sizes in the ⁇ m range, it can be advantageous if two or more reagents are used in the agitator Process in other proportions can be brought together to the creation of the desired product in terms of mixing time, total amount and optimize temperature. Especially when a large amount of a first Reagent is to be combined with a smaller amount of a second reagent, thermodynamic and flow processes can lead to a different procedure make it useful or even necessary.
  • the object of the present invention is to provide an agitator in an economical manner to achieve optimal mixing of such reagents, at least initially have to be at different temperatures, or at all have different temperature behavior.
  • Operational Permanently reliable means of production should be as simple as possible in the construction, Can be manufactured and assembled with minimal effort and can be used conveniently and trouble-free be, without sacrificing product quality. With regard to environmental protection how to save costs, energy consumption must be minimized, both in Batch operation as well as generally in a continuous process.
  • the invention relates to a two-stage dispersion process in which one from a main stream of a reagent I coming from a container Branches off and this a second partial stream (side stream) of a mixture with a reagent II, which is generated in a premixing chamber, whereupon the mixture of the two partial streams by a rotatingly driven disperser in the rest of the main stream.
  • This process is extremely economical and highly effective. Small partial flows can be easily and with very little Adjust the inertia as required, easiest using a dosing pump.
  • the Partial flow technology also has the advantage that the concentration of the Addition reagent must only have the quantitative ratio related to the partial flow. This also applies to the otherwise often difficult phase emulsion emulsification in the Hot / cold process.
  • cyclical pressure differences support such a disperser the rapid and even distribution of the reagents by phasing high pressure each reagent I is conveyed into the premixing chamber, which in each subsequent phases of lower pressure with the reagent II with swirling in the antechamber dispersed evenly under pulsation.
  • the mixing therefore goes procedurally optimal in front of you, regardless of those to be set for the end product Quantitative ratios. Thanks to the extremely short residence time, it takes place in the premixing chamber from e.g. only 5 ms only a minimal heat exchange takes place, so that a hot reagent II cools very little while it reagent I is mixed thoroughly.
  • An important feature of the invention according to claim 4 is that main stream and partial flows receive different energy densities, resulting in optimal dispersion and emulsion formation with the smallest possible particle or droplet sizes contributes significantly.
  • the mixture of the partial streams in the premixing chamber an energy density that is significantly - e.g. by at least one Magnitude - is higher than the energy density in the main stream.
  • the energy density and residence time in the partial flow i.e. the volume and time-related energy input is changeable, in particular by setting such that one leading to an emulsion envelope critical energy density is not achieved, for example for the production of Mayonnaise, dressing sauces, etc. is very important.
  • the mixture (R I + II) in terms of temperature and ratio adjusted without being exposed to significant shear stress, what an area of maximum shear given by the rotor / stator system connects, especially on the long tooth edge of the rotor.
  • the adjusted partial flow process This design goes far beyond conventional technology. It can be further developed according to claim 8 that a from the reagents Mixed phases due to different speeds and different static Pressures are generated in the premixing chamber, with a phase I directly in the latter is promoted and a phase II by pulsation due to cyclical pressure differences reaches the premixing chamber via inlet channels.
  • the invention looks for the independent Claim 9 a two-stage generation and mixing of defined partial flows, in a first process step from a reagent or wax solution Intermediate product generated and this in a second process step to the carrier substance stream will be added.
  • wax is part of the present Invention for all substances that are solid at room temperature and at elevated temperature are liquid or flowable, e.g. also fats, paraffins, esters and the like.
  • the new procedure is that the carrier is not Wax melting temperature must be brought, but keep room temperature can.
  • the resulting product still has a very high degree of homogeneity because can control the droplet size by adjusting the energy density according to the product; it therefore fulfills all quality requirements.
  • the measure of claim 11, according to which the method is self-metering, is very advantageous is designed by the hot supplied below the rotor / stator arrangement Partial reagent stream (side stream) in a premixing chamber with a first one Partial stream of the carrier substance dispersed and the resulting precursor over a Recycle diluted with the main stream flowing in from above and into one Final stream is mixed. It is advantageous if in accordance with claim 12 In the premixing chamber an inverted drum is created, the negative pressure of which is Dosage of the partial reagent stream or side stream contributes.
  • the mixing of partial and main stream can according to claim 13 by control of the static pressures are supported, in particular in the second partial flow static pressure is generated that exceeds that of the main flow. That leaves achieve surprisingly well that the premixing chamber the lower and assigned radially outer parts of the rotor and the preliminary product from there initially is diverted to the outside before being accelerated at the top of the stator and the main stream flowing radially further inside. Poses the pressure in the main room one expediently by dimensioning and choosing the ratio of the inlet / outlet cross sections on.
  • the present process separates mixing and shear in terms of time and location. Thanks to the introduction into the premixing chamber, an optimal emulsion can be created be by presenting a homogeneous phase mixture. In contrast in known dispersing devices, a considerable part of the highest range Shear used for mixing.
  • the one that has passed through the rotor / stator system Product can be used as an exit stream according to claim 14 in another Convey containers in which the product is kept homogeneous, e.g. by means of a slow-speed agitator. This saves energy and continues the Oswald ripening opposite.
  • the invention further relates to a device for homogenizing Fabrics, e.g. B. pasty masses, and / or to produce emulsions with droplet sizes in the ⁇ m range and with a disperser on or in a container has at least one rotor-stator system near the bottom of the container, with one Product inflow at the top and optionally with at least one in it arranged in the upper area, especially for carrying out the method according to one of the preceding claims.
  • a feed for particularly hot reagent into a premixing chamber below the rotor which have an outlet duct with a main space at the bottom of the Rotor / stator arrangement is fluidly connected.
  • the premixing chamber is in the outer region of the rotor its underside and the limiting housing side arranged or formed, specifically such that it extends from the center of the underside of the rotor to a premixing chamber outlet enough. With minimal space requirement, this prechamber is on top of this Optimally housed on the rotor / stator system.
  • the outer Stator ring according to claim 18 stator teeth projecting downward from the main space have, which overlap the rotor circumference with a minimum distance and the bottom flange, which is centrally opposite the bottom of the rotor pass. This formation causes the generation of an increased static pressure in the premixing chamber or at least contributes to it. The latter thereby becomes a limited small volume, in which an intensive predispersion - for example of supplied Hot reagent - without annoying cooling.
  • a feed line opens into a e.g. oblique Inlet duct, which is integrated into the bottom flange as a parallel radial duct, namely opposite the outer rotor underside.
  • a feed line opens into a e.g. oblique Inlet duct, which is integrated into the bottom flange as a parallel radial duct, namely opposite the outer rotor underside.
  • a very intensive radial delivery of the medium is achieved if in line with Claim 20 on the rotor underside a deflecting body from one to the area of Antechamber-reaching flat cone with at least one cone-shaped or concave Outer surface is formed with a steeper cone or center angle, the transition between adjacent deflection surfaces preferably designed as a sharp tear-off edge is to create an additional swirl. So at least two conical and / or curved surfaces adjoining each other at an obtuse angle form a step surface enclose the rotor hub peripherally and angles that become steeper towards the outside to have. These deflection surfaces guide the partial flow particularly effectively into the main room about.
  • the powerful centrifugal flow on the outer stator ring therefore already has one Axially parallel component, which makes the partial flow entry into the main room highly effective supported.
  • a preferred design has a stator with a hood, which delimits a deflection chamber outside the outer stator ring, which is close the bottom flange is provided with outlet openings distributed over the circumference, the conveying member being formed directly above the center of the hood Inlet sits near the rotor.
  • Dispersers are typically manufactured with very tight tolerances and assembled precisely. Considering the small minimum distances in the axially adjustable rotor / Stator system, which can be up to 0.1 mm, is according to claim 22 as a hollow shaft motor trained drive extremely useful, that on the bottom flange and is mounted on a rectangular support flange. So that in the hollow shaft The non-positively inserted drive shaft remains dimensionally stable during operation Rotor shaft preferred through stops and disc springs within a mechanical seal axially supported so that an elongation of the hollow shaft and thus the Drive shaft is only possible in the direction away from the base flange. This will be on Surprisingly simple way reliably compensates for heat effects from the engine underneath.
  • the pressure distribution is in order to set a pulsation effect Disperser controllable on the outlet side, preferably by choosing the flow path and the flow path or the wrap angle in the outlet channel behind the Outlet connection or by the area dimensioning and the arrangement of the outlet openings, so that an adaptation to special operating conditions on relatively simple Way can be made.
  • an attachment which can be flanged onto the container bottom has a the feed pipe enclosing the conveying element, which makes the medium particularly powerful is sucked in.
  • a line leads from an outlet connection, which e.g. via a valve is switchable and returns to or in the upper part of the container, if desired with such a tangent angle that a product rotation generated by the stirring or conveying element is braked.
  • an outlet connection which e.g. via a valve is switchable and returns to or in the upper part of the container, if desired with such a tangent angle that a product rotation generated by the stirring or conveying element is braked.
  • the return line can at least partially outside of the Container, which in a laboratory version e.g. 16 l and industrial e.g. Hold 10,000 I. can be installed and tempered as required. With high dispersion rates, around 30 to 50 kW, is the new possibility of external cooling of great advantage.
  • a further reduction in droplet sizes is achieved according to claim 26 by that one or both stages of the disperser can be subjected to ultrasound are for which the rotor forms an intermittent reflector.
  • the one next to the stator teeth rotating rotor teeth cause an intermittent-continuous Uniformity in the product.
  • claim 27 is significant, according to which the passage volume in Area of the premixing chamber or its volume itself adjustable or changeable is, especially by changing the rotor shape and / or the stator shape with unchanged Shear edge length. If you change the stator openings in the second stage (at otherwise the same device), the shear gradient and thus the volume-related Energy is affected while the shear edge delimits the premixing chamber Stator teeth remain the same. In order to influence the partial current energy density and the length of stay can, conversely, according to claim 28, the shear edge length with unchanged Premixing chamber volume can be adjusted or changed. With relatively simple equipment Means can be an optimal adaptation of the procedure to the achieve the respective mixing task.
  • the device can be designed according to Claim 29 be designed as a separately attachable predispersion stage, especially for economical Retrofitting existing homogenizing or dispersing systems.
  • Such separate dispersing device is continuously only with that part R I "of Main stream charged, the reagent R II in the in the premixing chamber Total current R I is metered in an appropriate amount, whereby one Excess concentration of R II in the outlet stream of the dispersing device has been reached.
  • the An over-concentrated mixture can be created by a considerably smaller high-pressure homogenizer processed and then with the remaining reagent stream R I ' to be mixed.
  • Fig. 1 shows a schematic overview of a mixing plant that a container F with built-in agitator R and with a bar stirrer that can be driven in opposite directions W has an inlet pipe 19 at the lower end.
  • This stands on a floor flange 14 (FIG. 5) opposite, with which a pipe socket 16 of a disperser 10 on Housing 12 of a container F is attached, for which FIGS. 5 and 6 different Offer examples.
  • a feed line 30 with connection 32 opens out with an inlet 38 (Fig. 3) on the bottom flange 14.
  • the disperser 10 is by a return or Recirculation line Z connected to the upper part of the container F, in the Cover a lockable printing system with spray heads that protrudes for periodic Cleaning is provided.
  • the disperser can also be designed 5 can be used without a recirculation line.
  • Container F holds a carrier substance (reagent I) according to the recipe ready.
  • a storage container (also not shown) provides an addition means (Reagent II); according to claim 10, this can be a hot wax.
  • the display case is via a metering device with the inlet 30 to a premixing chamber 60 connected to the dispersing device 10.
  • reagent I flows through the dispersing device 10 and via the recirculation line Z (or directly) back into the container F. Die Dosing device on the storage container is switched on, so that reagent II as Partial stream R II enters the premixing chamber 60 of the disperser 10 and settles therein mixed with the partial flow R I 'of reagent I in an extremely short time.
  • the components (R I + R II) are intimately dispersed in the premixing chamber 60, depending on the process conditions selected, a fine to very fine distribution results.
  • the resulting partial flow R I + II combines and mixes due to the static pressure differences and the geometry of the premixing chamber 60 with the rest Main stream R I "of reagent I of the dispersing device 10.
  • This product III consisting of reagent I enriched with reagent II, the final stream E in returned the container F. It is often the finished product. Its round about the dispersing device 10 are continued until the product III Recipe concentration of Reagent II in Reagent I has. Usually adding one Emulsifier not necessary or only necessary in small doses. - By the way, have attempts show that other formulation-bound substances are also processed in smaller quantities can be.
  • FIGS. 5 and 6 show details of the mixing area and the pre-chamber 60, which in connection with the following explanation of the basic structure based on the Examples of FIGS. 5 and 6 will become clear.
  • a rotor shaft 24 passes through an inlet pipe 19. It has a recess at the lower end 27, with which it is connected to the shaft 22 (FIG. 10a, 10b) a drive motor 20 fastened to a support flange 18 is connected.
  • a drive motor 20 fastened to a support flange 18 is connected.
  • 5 and 6 are dashed lines in outline of the - which is quite heavy at high power - Motor 20 indicated, also (right) a side terminal box for (not shown) electrical connections.
  • the motor shaft 22 is second at the upper end Bearing a cone bearing 23 for stabilizing the rotor shaft 24, which is via disc springs 13 with a fixed bearing on the bottom flange 14 and with a loose bearing on Support flange 18 which supports the pipe socket 16 and additionally by spacers 28 is supported on the bottom flange 14.
  • the container is sealed by means of a mechanical seal 26.
  • the rotor shaft 24 carries the hub 51 of a rotor 50 and is at the free end above it with a stirring shaft 43 rotatably connected, the stirring element 44 in the form of a Propellers.
  • the bottom of the rotor 50 is the bottom flange 14 directly across from.
  • an inlet channel 38 - in particular at an angle - is arranged in the a feed line 30 opens, which preferably in the flange 14 parallel to the floor is integrated, for example in the radial direction. However, it can also formed as an outer tube and obliquely to the mouth of the inlet channel 38 be introduced.
  • a shut-off device 34 e.g. a rotary valve or a valve that is equipped with a - optionally also arranged differently - Lever 36 is operated.
  • the bottom flange 14 is integrally or rigidly connected to a stator 40, which overlaps the rotor 50 from above and has a suction opening 45, below which there is a main space 15 is located, which is from the top or top surface 53 of the rotor 50 is capped.
  • the stator 40 and the rotor 50 each have axially parallel Sprockets that are nested with the least radial play. So he owns Stator 40 an inner stator ring 41 with inner stator teeth 46 and an outer Stator ring 42 with outer stator teeth 48.
  • the rotor is located radially further inside inner lugs or teeth 63 and with outer lugs or teeth 65 provided, between which there are radial passages 66 (Fig. 11a).
  • His hub has 51 a central bore 52 and a flat end face 54, to which a stepped step surface 55 can connect parallel to the top surface 53.
  • the step surface 55 goes in a flat cone 56, of which a concave on a sharp tear-off edge 57 Outer surface 58 comes off, which at a steeper angle on the peripheral edge 59 near or on the top surface 53 runs out.
  • the rotor 50 which is its largest here Diameter and on the circumference a number, preferably concavely curved or has curved outlet channels 68, from the outer stator teeth 48 with a minimum gap overlapped (see FIGS. 3 and 4).
  • the premixing chamber 60 arranged, which for the mixing and dispersing of central Meaning is.
  • this becomes from the feeder 30 Coming hot reagent II after deflection on the flat cone, which acts as a baffle 56 with the medium I already present in the main room 15 to form a mixture swirled.
  • FIG. 6 is basically constructed in the same way, which is why corresponding Components are identified with the reference numbers already mentioned.
  • the stator 40 is not designed as a hood, but as a cover plate, which is aligned with the central one Provided suction opening 45 and rigidly connected to a cylindrical housing 70 is that also rigidly attached bottom flange 14 closes below.
  • the preferably inclined inlet 38 is in turn with the connection 32 through a parallel to the floor Radial channel in the flange 14 formed feed 30 connected to save space.
  • the housing 70 has a connection piece 69 (FIGS. 6 and 7b) a connection 72 for a (not shown here) return line to the top of the Container F.
  • the stator plate 40 carries an attachment 17, which is attached to it with a fastening flange 71 is mountable and surrounds the stirring element 44 in an inlet pipe 19 (FIG. 7a). That with the inlet pipe 19 welded to the flange 71 is rigid with an upper flange 29 connected, onto which a flange ring 39 - shown separately in FIG. 7a - can be placed is the one on the housing 12 or on a flange attachment connected to it can screw.
  • a particular problem is that for the development of new recipes first, of course, in smaller laboratory facilities e.g. 3 ... 16 I content with dispersers correspondingly low power (for example 1.5 ... 5.5 kW) is worked.
  • the Implementation on an industrial scale makes conventionally large and time consuming Trouble because of the different thermal conditions and different Ratios of surfaces to volumes transition to large volumes of e.g. Design 500 ... 5000 I quite complicated, especially if a translation factor of 300 is exceeded.
  • Many recipes are made by mixing the hot Wax additive with the comparatively cold carrier substance significantly influenced. The process takes place here in the predispersion room, the volume of which is mainly depends on the rotor diameter, which in turn is the 5th power consumption of the rotor.
  • Example of use A fatty acid-lime milk mixture
  • fatty acid as reagent II is metered into the pre-chamber 60.
  • the in Solution of the CaOH complex of the partial stream R I 'from reagent I milk of lime
  • the CaOH in suspension again reaches the saturation concentration.
  • the Extremely disruptive formation of lime-fatty acid agglomerates is caused by the partial flow process successfully avoided.
  • Example of use B Flocculant addition in water treatment
  • flocculants and Coagulation inhibitors e.g. aluminum sulfate
  • Add the flocculant or anticoagulant using the partial flow method The recirculation line Z leads directly back into the processing basin of the total water volume. So the addition takes place there in the considerably more favorable mixing ratio from 1:10 to 1: 100.
  • the extremely short residence time of the flocculants in the shear area the dispersing device prevents destruction of the molecular chains of the Flocculant.
  • a larger gap between the rotor and stator can be advantageous.
  • the quantitative ratio of reagent I and Reagent II can be set exactly to each other and so that the cooling of the recirculation line Z corresponds to the heat quantity of the heat of reaction.
  • the speed of the disperser motor should e.g. by specifying frequency and / or constant output current. So the energy brought in simply kept constant even when the viscosity fluctuates during the process become.
  • the spout When emulsions or viscous products are made, the spout is run the recirculation expediently below the liquid level in the container in order to To prevent air entry.
  • the unit should have an external recirculation line (Z), which can be heated and / or cooled as required.
  • Interposing a high-pressure homogenizer is also a two-stage individual dispersing device 10 possible, provided only a suitable partial flow connection is available.
  • the ingredients of the hot phase - among them beeswax - are in a container melted and brought to 80 ... 85 ° C.
  • the amount is for 2000 kg of end product around 600 kg.
  • the hot phase is then added via the connection 30, 32, which leads directly into the premixing chamber 60.
  • the disperser 10 runs at about 3000 min -1 .
  • the motor current must be kept constant at, for example, 40 A, which, with variable viscosities, does cause changes in speed, but causes constant energy input.
  • the mixture is then stirred for a further 5 minutes, with the disperser 10 switched off and with the switch on 10.
  • the energy balance is as follows: Heating of both product phases to 80 ... 85 ° C 116 kWh Dispersing operation for 0.5 h 15.5 kWh 2.5 h slow running of the agitator 13 kWh Cool to 35 ° C at least 116 kWh Total consumption 260.5 kWh.
  • the process sequence according to the invention is a in this example Energy savings of around 210 kWh and additionally due to the short Production time more than tripled production capacity.
  • a hair dye base is made, which is for all colors of the same type are the same and determine the total amount of water required. Then you make the actual hair dye by incorporating the desired coloring substances in a reduced amount of the hair color base forth.
  • Part of the color base material is then transferred to a smaller plant, e.g. 250 I. pumped around, equipped with a dispersing device 10 including premixing chamber 60 is. Via the connection P4, the agents supplying the color are transferred to the Partial stream R II added.
  • the amount of water is chosen so that under Consideration of the possibly smaller, entered in advance in the basic product Amount of water in the final product III is the recipe-based ratio for the selected one Hue is given.
  • the hot / cold partial flow process can work well in Cases are used where Reagent II is not rigid at room temperature, but has a desirably low viscosity when hot, so that incorporation in reagent I at a high energy level, for example when it comes to highly concentrated surfactants or vitamin E products. Thanks to the high concentration Industry-standard cold / cold approaches can also be used in the feed stream R II be driven very economically.
  • a preferred procedure for homogenizing Fabrics e.g. pasty masses, and / or for the production of emulsions with droplet sizes a disperser 10 arranged on a container F in the ⁇ m range with a ground-level rotor / stator system 40, 50 and possibly with conveying elements 44 used.
  • a reagent or Wax solution produced e.g. hot intermediate product in the form of a side stream R II a metered partial flow e.g. cold carrier R I 'dispersed and in a second stage with a main stream R I "flowing in from above.
  • the cooling of the wax particles taking place in the 10 ms range i.e.
  • a stable mixture or emulsion is created with low, by controlling the energy input to the rotor / stator system 40, 50 droplet sizes adjustable according to the product.
  • the rotor bottom is a premixing chamber 60 assigned, in which the secondary flow R II with that from above / outside supplied partial stream R I 'is swirled.
  • the high speed of the rotor 50 produces one inverted trombone, the negative pressure for self-dosing of the secondary flow R II contributes.
  • the wax-containing mixture R I + II from the pre-chamber 60 is diverted to the outside before being accelerated at the top of the stator and supplies the internal main flow R I ", its static pressure is exceeded.
  • Man can mix powder components from above.
  • a partial flow feed 30, 38 opens below the rotor 50, preferably near its outer area, into the pre-chamber 60, which is delimited by an outer stator ring 42 and via an outlet channel 68 in a main room 59 on the underside of the rotor / stator system 40, 50 leads.
  • the outer stator teeth 48 protrude up to a bottom flange 14, the bottom of the rotor with a flat cone (56), a tear-off edge (57) and a steeper outer surface (58) faces.
  • a stirrer 44 can be located directly above the centric in the hood formed inlet 45 near the rotor 50 or in an inlet pipe 19th sit above the rotor / stator system 40, 50, of which an outlet connection 69 goes off.
  • a lockable return line Z is at least partially outside of the container F can be installed and / or tempered.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

Nach einem neuartigen Teilstrom-Verfahren sind mit einer Dispergier-Einrichtung (10), die beispielsweise an einem Behälter (B) bodennah ein Rotor/Stator-System (40, 50) aufweist, unterschiedliche Reagenzien (I, II) rasch innig vermischbar, inbesondere zur Emulsionsherstellung. Ein z.B. wachshaltiges Vorprodukt kann heiß in einer Vormischkammer (60) durch Zuführung (30, 38) unterhalb des Rotors (50) mit einem dosierten Teilstrom (R I') einer kalten Trägersubstanz dispergiert werden. Das entstandene Gemisch wird dann mit einem von oben zufließenden Trägersubstanz-Hauptstrom (R I') nachvermischt. Im Gegensatz zu bekannten Dispergiersystemen, bei denen Vermischung und Scherung gleichzeitig im Bereich des größten Schergradienten durchgeführt wird, trennt das vorliegende Verfahren zeitlich und örtlich Vermischung und Scherung durch die Einbringung in die Vormischkammer (60). Der zugrunde liegende Gedanke ist, daß eine optimale Emulsion nur erzeugt werden kann bei Vorliegen eines homogenen Phasengemisches. Bei bekannten Dispergiereinrichtungen wird ein Teil des Bereiches höchster Scherung zur Vermischung benutzt. <IMAGE>According to a novel partial flow method, different reagents (I, II) can be quickly and intimately mixed with a dispersing device (10) which, for example, has a rotor / stator system (40, 50) on the bottom of a container (B), in particular for emulsion production. A e.g. Wax-containing preliminary product can be hot dispersed in a premixing chamber (60) by feeding (30, 38) below the rotor (50) with a metered partial stream (R I ') of a cold carrier substance. The resulting mixture is then mixed with a main stream (R I ') flowing in from above. In contrast to known dispersion systems, in which mixing and shearing are carried out simultaneously in the region of the greatest shear gradient, the present method separates mixing and shearing in terms of time and place by introducing them into the premixing chamber (60). The underlying idea is that an optimal emulsion can only be created if a homogeneous phase mixture is present. In known dispersing devices, part of the highest shear range is used for mixing. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Mischen fließfähiger Stoffe, insbesondere durch Dispergieren und Emulgieren, gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 9 und Anspruch 16.The invention relates to a method and an apparatus for mixing flowable substances, in particular by dispersing and emulsifying, according to the Preamble of claim 1 or claim 9 and claim 16.

In der Verfahrenstechnik geht man zum Erzeugen gewünschter Endprodukte allgemein von einem rezepturmäßigen Mengenverhältnis aus. Beispielsweise für die Vermischung pastöser Massen und Emulsionen, insbesondere mit Tröpfchengrößen im µm-Bereich, kann es aber von Vorteil sein, wenn zwei oder mehr Reagenzien im rührtechnischen Prozeß in anderen Mengenverhältnissen zusammengebracht werden, um das Zustandekommen des gewünschten Produktes hinsichtlich Mischzeit, Gesamtmenge und Temperatur zu optimieren. Vor allem wenn eine große Menge eines ersten Reagenz mit einer kleinerer Menge eines zweiten Reagenz vereinigt werden soll, können thermodynamische und Strömungs-Vorgänge eine abweichende Verfahrensführung zweckmäßig oder sogar notwendig machen.Process engineering is generally used to produce desired end products from a recipe-based ratio. For example, for mixing pasty masses and emulsions, especially with droplet sizes in the µm range, However, it can be advantageous if two or more reagents are used in the agitator Process in other proportions can be brought together to the creation of the desired product in terms of mixing time, total amount and optimize temperature. Especially when a large amount of a first Reagent is to be combined with a smaller amount of a second reagent, thermodynamic and flow processes can lead to a different procedure make it useful or even necessary.

Zu den Gründen für abweichende Mengen-Ansätze nennt DE 20 04 143 A1, daß bei der Herstellung von Suspensionen bzw. Emulsionen mit kleinen Teilchengrößen eine kurze Verweilzeit erforderlich ist, um eine sog. Oswald-Reifung zu verhindern, d.h. das Wachsen großer Teilchen auf Kosten der kleineren infolge von Umlösen. Beim Kristallwachstum wird durch Zugeben einer Phase eine Übersättigung erzielt, welche die Keimzahl je Volumeneinheit mitbestimmt; nach Beginn der Keimbildung trägt die Zugabe weiterer Lösungen vorwiegend zum Wachstum der bereits gebildeten Keime bzw. Kristalle bei, was die Anzahl der insgesamt entstehenden Mikroeinheiten herabsetzt. Hieraus wird in der genannten Druckschrift und ähnlich in US 2,641,453 die technische Lehre abgeleitet, zwei Phasen über eine koaxiale Rohrstrecke zusammenzuführen. Dabei tritt allerdings unvermeidlich eine Temperatur-Angleichung ein. Ein solcher Wärmeaustausch vor der Vermischung kann aber für manche Prozesse höchst unerwünscht sein.With regard to the reasons for different quantity approaches, DE 20 04 143 A1 states that at the production of suspensions or emulsions with small particle sizes short dwell time is required to prevent so-called Oswald ripening, i.e. the Large particles grow at the expense of smaller ones as a result of redissolving With crystal growth If you add a phase, supersaturation is achieved which Bacterial count per unit volume; after nucleation begins, the Addition of additional solutions mainly for the growth of the already formed germs or crystals, which reduces the total number of microunits created. This results in the technical specification in the cited publication and similarly in US 2,641,453 Teaching derived to merge two phases over a coaxial pipe section. However, a temperature adjustment inevitably occurs. On such heat exchange before mixing can be extremely high for some processes be undesirable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf wirtschaftliche Weise eine rührtechnisch optimale Vermischung gerade auch solcher Reagenzien zu erzielen, die zumindest anfänglich zustandshalber unterschiedlich temperiert sein müssen oder überhaupt unterschiedliches Temperaturverhalten aufweisen. Dazu wird eine Weiterentwicklung an sich bekannter Mischverfahren in Verbindung mit Dispergierern angestrebt, die insbesondere über eine koaxial verzahnte Rotor/Stator-Anordnung verfügen. Im Betrieb dauerhaft zuverlässige Produktionsmittel sollen in der Konstruktion möglichst einfach, mit minimalem Aufwand herstell- und montierbar sowie bequem und störungsfrei benutzbar sein, und zwar ohne Einbußen an Produktqualität. Im Hinblick auf Umweltschutz wie zur Kostenersparnis ist der Energieverbrauch zu minimieren, sowohl im Chargenbetrieb als auch generell im kontinuierlichen Prozeß.The object of the present invention is to provide an agitator in an economical manner to achieve optimal mixing of such reagents, at least initially have to be at different temperatures, or at all have different temperature behavior. This will be a further development known mixing methods in connection with dispersants aimed, in particular have a coaxial toothed rotor / stator arrangement. Operational Permanently reliable means of production should be as simple as possible in the construction, Can be manufactured and assembled with minimal effort and can be used conveniently and trouble-free be, without sacrificing product quality. With regard to environmental protection how to save costs, energy consumption must be minimized, both in Batch operation as well as generally in a continuous process.

Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1, 9 und 16 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8, 10 bis 15 sowie 17 bis 29.Main features of the invention are set out in claims 1, 9 and 16. Refinements are the subject of claims 2 to 8, 10 to 15 and 17 to 29.

Die Erfindung betrifft laut Anspruch 1 ein zweistufiges Dispergier-Verfahren, bei dem man von einem aus einem Behälter kommenden Hauptstrom eines Reagenz I einen Teilstrom abzweigt und diesem einen zweiten Teilstrom (Nebenstrom) einer Mischung mit einem Reagenz II zuführt, die in einer Vormischkammer erzeugt wird, worauf man das Gemisch der beiden Teilströme durch einen rotierend angetriebenen Dispergierer in den restlichen Hauptstrom fördert. Dieses Verfahren ist außerordentlich ökonomisch und hochwirksam. Mengenmäßig kleine Teilströme lassen sich leicht und mit sehr geringer Trägheit nach Bedarf einstellen, am einfachsten mittels einer Dosierpumpe. Die Teilstrom-Technik bietet darüber hinaus den Vorteil, daß die Konzentration des Zugabe-Reagenz nur das auf den Teilstrom bezogene Mengenverhältnis haben muß. Das gilt auch für die sonst nicht selten schwierige Phasenemulsions-Emulgierung im Heiß/Kalt-Verfahren. According to claim 1, the invention relates to a two-stage dispersion process in which one from a main stream of a reagent I coming from a container Branches off and this a second partial stream (side stream) of a mixture with a reagent II, which is generated in a premixing chamber, whereupon the mixture of the two partial streams by a rotatingly driven disperser in the rest of the main stream. This process is extremely economical and highly effective. Small partial flows can be easily and with very little Adjust the inertia as required, easiest using a dosing pump. The Partial flow technology also has the advantage that the concentration of the Addition reagent must only have the quantitative ratio related to the partial flow. This also applies to the otherwise often difficult phase emulsion emulsification in the Hot / cold process.

In überaus schnellem Durchsatz erreicht man eine gleichförmige Verteilung selbst bei problematischen Produkten, indem man im Einklang mit Anspruch 2 die Vermischung durch Pulsation in einem Ring- oder Auslaßkanal intensiviert, bevorzugt mit zyklischem Druck-Aufbau und -Abbau in der Vorkammer. Insbesondere auch durch Dosierung der Teilströme und gegebenenfalls durch Drehzahl-Veränderung des Dispergierers kann man die Volumen- und Druckbedingungen steuern. So lassen sich Reagenzien mit unterschiedlichen Temperaturen und in unterschiedlicher Konzentration gut verarbeiten. Man kann dazu an sich bekannte Dispergierer mit einem koaxial ineinandergeschachtelten Rotor/Stator-System verwenden, in dem Scherkräfte zwischen dicht benachbarten konzentrischen Zahnkörben, von denen zumindest einer rotierend angetrieben wird, hindurchtretendes Mischgut homogenisieren, das durch periodisch fluchtende Kanäle abgefördert wird; je nach deren Geometrie und Bemessung treten am Scherspalt unterschiedliche Geschwindigkeits-Komponenten und Verwirbelungen auf. Geeignet ist aber auch eine Kaskaden-Anordnung zweier Dispergiereinrichtungen mit unterschiedlichem Arbeitsvolumen, soferne der Durchsatz in der Vormischkammer des zweiten Dispergierers steuerbar ist.With extremely fast throughput, even distribution can be achieved problematic products by mixing in accordance with claim 2 intensified by pulsation in a ring or outlet channel, preferably with a cyclical one Pressure build-up and release in the antechamber. In particular also by dosing the Partial flows and possibly by changing the speed of the disperser to control the volume and pressure conditions. This is how reagents can be used process well at different temperatures and in different concentrations. You can do this with known dispersers with a coaxially nested Use rotor / stator system in which shear forces between tight adjacent concentric baskets, at least one of which is driven in rotation will homogenize passing mix that is periodically aligned channels are removed; depending on their geometry and dimension Different speed components and turbulence at the shear gap on. However, a cascade arrangement of two dispersing devices is also suitable with different working volumes, provided the throughput in the premixing chamber of the second disperser is controllable.

Laut Anspruch 3 unterstützen zyklische Druckunterschiede an einem derartigen Dispergierer die rasche und gleichmäßige Verteilung der Reagenzien, indem in Phasen hohen Drucks jeweils Reagenz I in die Vormischkammer gefördert wird, das in jeweils anschließenden Phasen niedrigeren Drucks mit dem Reagenz II unter Verwirbelung in der Vorkammer unter Pulsation gleichmäßig dispergiert. Die Vermischung geht daher verfahrenstechnisch optimal vor sich, unabhängig von für das Endprodukt einzustellenden Mengenverhältnissen. In der Vormischkammer findet dank extrem kurzer Verweildauer von z.B. nur 5 ms lediglich ein minimaler Wärmeaustausch statt, so daß sich ein heiß zugeführtes Reagenz II sehr wenig abkühlt, während es mit dem Reagenz I durchaus intensiv vermischt wird.According to claim 3, cyclical pressure differences support such a disperser the rapid and even distribution of the reagents by phasing high pressure each reagent I is conveyed into the premixing chamber, which in each subsequent phases of lower pressure with the reagent II with swirling in the antechamber dispersed evenly under pulsation. The mixing therefore goes procedurally optimal in front of you, regardless of those to be set for the end product Quantitative ratios. Thanks to the extremely short residence time, it takes place in the premixing chamber from e.g. only 5 ms only a minimal heat exchange takes place, so that a hot reagent II cools very little while it reagent I is mixed thoroughly.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht gemäß Anspruch 4 darin, daß Hauptstrom und Teilströme unterschiedliche Energiedichten erhalten, was zu optimaler Dispergierung und Emulsionsbildung mit kleinstmöglichen Partikel- bzw. Tröpfchengrößen wesentlich beiträgt. Speziell kann dem Gemisch der Teilströme in der Vormischkammer eine Energiedichte aufgeprägt werden, die erheblich - z.B. um wenigstens eine Größenordnung - höher ist als die Energiedichte im Hauptstrom. Sofern man davon abweichend ohne Einbringung hoher spezifischer Energien arbeitet, etwa zum Herbeiführen einer gewünschten chemischen Reaktion, erzielt man immerhin eine starke Vergleichmäßigung, die diesen Vorgang unterstützt. Beispielsweise lassen sich Feinheiten unter 0,5 µm ohne weiteres erzielen. Bei Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten findet durch die Energieerhöhung beim Einströmen in die Vormischkammer im Allgemeinen eine Viskositätsverminderung statt, welche die Vermischung mit niedrigviskosen Substanzen erheblich verbessert.An important feature of the invention according to claim 4 is that main stream and partial flows receive different energy densities, resulting in optimal dispersion and emulsion formation with the smallest possible particle or droplet sizes contributes significantly. Specifically, the mixture of the partial streams in the premixing chamber an energy density that is significantly - e.g. by at least one Magnitude - is higher than the energy density in the main stream. Unless one of them works differently without introducing high specific energies, for example to bring about a desired chemical reaction, you can still achieve a strong one Equalization that supports this process. For example, subtleties easily achieve below 0.5 µm. For non-Newtonian liquids takes place due to the energy increase when flowing into the premixing chamber in the Generally there is a reduction in viscosity, which the mixing with low-viscosity substances significantly improved.

Vorteilhaft ist es, wenn laut Anspruch 5 die Energiedichte und Verweildauer im Teilstrom, d.h. der volumen- und zeitbezogene Energie-Eintrag veränderbar ist, insbesondere durch solche Einstellung, daß eine zu einem Emulsions-Umschlag führende kritische Energiedichte nicht erreicht wird, was beispielsweise für die Herstellung von Mayonnaisen, Dressing-Saucen usw. sehr wichtig ist.It is advantageous if, according to claim 5, the energy density and residence time in the partial flow, i.e. the volume and time-related energy input is changeable, in particular by setting such that one leading to an emulsion envelope critical energy density is not achieved, for example for the production of Mayonnaise, dressing sauces, etc. is very important.

Bei Verwendung einer separaten Dispergiereinrichtung wird diese laut Anspruch 6 kontinuierlich nur mit demjenigen Teil des Hauptstromes von R I beschickt, dem in der Vormischkammer das Reagenz R II in der dem Gesamtstrom entsprechenden Menge dosiert zugeführt wird, wodurch man im Auslaßstrom der Dispergiereinrichtung eine Überkonzentration von R II erreicht, worauf das überkonzentrierte Gemisch (R I+II) in einem klein dimensionierbaren Hochdruck-Homogenisator verarbeitet und mit dem verbleibenden Reagenz R I' nachvermischt wird. Im Vergleich zum Stand der Technik ist der erforderliche Aufwand deutlich vermindert. Dennoch erzielt man hochwertige Endprodukte auf überaus effiziente Weise.If a separate dispersing device is used, this becomes continuous according to claim 6 charged only with that part of the main stream of R I that in the Premix the reagent R II in the amount corresponding to the total flow is metered supplied, whereby one in the outlet stream of the dispersing device R II over concentration reached, whereupon the over concentrated mixture (R I + II) in a small-sized high-pressure homogenizer processed and with the remaining Reagent R I 'is mixed. Compared to the state of the art the effort required is significantly reduced. Nevertheless, high quality end products are achieved in an extremely efficient way.

Nach Anspruch 7 wird in einem - bevorzugt durch die Vormischkammer gegebenen - Vermischungsbereich das Gemisch (R I+II) hinsichtlich Temperatur und Mengenverhältnis justiert, ohne wesentlicher Scherbeanspruchung ausgesetzt zu sein, woran ein durch das Rotor/Stator-System gegebener Bereich höchster Scherung anschließt, insbesondere an der langen Zahnkante des Rotors. Das justierte Teilstrom-Verfahren geht vor allem mit dieser Ausgestaltung weit über die herkömmliche Technik hinaus. Es kann gemäß Anspruch 8 so weitergebildet werden, daß aus den Reagenzien ein Phasengemisch durch unterschiedliche Geschwindigkeiten und unterschiedliche statische Drücke in der Vormischkammer erzeugt wird, wobei eine Phase I direkt in letztere gefördert wird und eine Phase II durch Pulsation infolge zyklischer Druckunterschiede über Einlaßkanäle in die Vormischkammer gelangt. According to claim 7 in a - preferably given by the premixing chamber - Mixing range the mixture (R I + II) in terms of temperature and ratio adjusted, without being exposed to significant shear stress, what an area of maximum shear given by the rotor / stator system connects, especially on the long tooth edge of the rotor. The adjusted partial flow process This design goes far beyond conventional technology. It can be further developed according to claim 8 that a from the reagents Mixed phases due to different speeds and different static Pressures are generated in the premixing chamber, with a phase I directly in the latter is promoted and a phase II by pulsation due to cyclical pressure differences reaches the premixing chamber via inlet channels.

Zum Homogenisieren von Stoffen, z.B. pastösen Massen, und/oder zum Erzeugen von Emulsionen mit Tröpfchengrößen im µm-Bereich, unter Verwendung eines in oder an einem Behälter angeordneten Dispergierers mit wenigstens einem Rotor/Stator-System, insbesondere nahe dem Behälterboden, und gegebenenfalls mit Förderorganen für einen Trägersubstanzstrom sieht die Erfindung nach dem unabhängigen Anspruch 9 eine zweistufige Erzeugung und Vermischung definierter Teilströme vor, indem in einem ersten Prozeßschritt aus einer Reagenz- oder Wachslösung ein Vorprodukt erzeugt und dieses in einem zweiten Prozeßschritt dem Trägersubstanzstrom hinzugefügt wird. Der Terminus Wachs steht im Rahmen der vorliegenden Erfindung für alle Stoffe, die bei Raumtemperatur fest und bei erhöhter Temperatur flüssig bzw. fließfähig sind, z.B. auch Fette, Paraffine, Ester u.dgl. Ein großer Vorteil der neuartigen Verfahrensführung besteht darin, daß die Trägersubstanz nicht auf Wachs-Schmelztemperatur gebracht werden muß, sondern Raumtemperatur behalten kann. Das entstehende Produkt hat dennoch sehr hohen Homogenitätsgrad, weil sich die Tröpfchengröße durch Einstellung der Energiedichte erzeugnisgerecht steuern läßt; es erfüllt daher alle Qualitäts-Anforderungen.For homogenizing substances, e.g. pasty masses, and / or to produce Emulsions with droplet sizes in the µm range, using an in or on a container arranged disperser with at least one rotor / stator system, especially near the bottom of the container, and if necessary with conveyors for a carrier substance stream, the invention looks for the independent Claim 9 a two-stage generation and mixing of defined partial flows, in a first process step from a reagent or wax solution Intermediate product generated and this in a second process step to the carrier substance stream will be added. The term wax is part of the present Invention for all substances that are solid at room temperature and at elevated temperature are liquid or flowable, e.g. also fats, paraffins, esters and the like. A big advantage The new procedure is that the carrier is not Wax melting temperature must be brought, but keep room temperature can. The resulting product still has a very high degree of homogeneity because can control the droplet size by adjusting the energy density according to the product; it therefore fulfills all quality requirements.

Gemäß Anspruch 10 wird ein heißer Reagenzstrom (Nebenstrom) im ersten Prozeßschritt mit einem vom Hauptstrom der kalten Trägersubstanz dosiert abgezweigten Teilstrom vereinigt und - unter Einbringung der für die Tröpfchengröße notwendigen Energie - dispergiert, worauf das Gemisch zur Erzeugung des Endprodukts im zweiten Prozeßschritt mit dem restlichen Teil des Trägersubstanz-Hauptstroms nachvermischt wird. Die Optimierung des Volumenverhältnisses von Trägersubstanz-Teilstrom zu Vorprodukt-Teilstrom verringert die Anzahl der Produktumläufe erheblich; schon nach einem Umlauf kann die gewünschte Konzentration von Reagenz II in Reagenz I erreicht sein. Beispielsweise ist eine Verarbeitungszeit von nur 15 min für 2.000 kg Creme ohne weiteres erzielbar. Eine Agglomeratbildung wie bei der Oswald-Reifung tritt hier nicht ein, weil die zum Aufnehmen der Wachs-Zugabe benötigte Emulsionsmenge gering ist und eine merkliche Abkühlung somit vermieden wird. Das Wachs kann bei hoher Energiedichte in die Trägersubstanz ohne Schlierenbildung eingearbeitet werden. Die Partikel-Feinheit wird maßgeblich durch die Energie-Einbringung im Rotor/Stator-System unterstützt, in dem die Zunahme der Oberflächenenergie aufgebracht bzw. um ein Vielfaches überschritten wird. Bei der dann erfolgenden schockartigen Abkühlung an dem großen Volumen des Hauptstromes der kalten Trägersubstanz härten die Wachspartikel aus, was eine sekundäre Agglomeratbildung verhindert. Dadurch erzielt man eine homogene Teilchengrößen-Verteilung und somit ein wesentlich verbessertes Produktverhalten.According to claim 10, a hot reagent stream (side stream) in the first process step with a dosed branch from the main stream of the cold carrier substance Partial stream combined and - while introducing the necessary for the droplet size Energy - dispersed, whereupon the mixture to produce the final product in the second Process step mixed with the remaining part of the carrier main stream becomes. The optimization of the volume ratio of the carrier substance partial flow to Pre-product partial flow significantly reduces the number of product cycles; already after The desired concentration of reagent II in reagent I can be circulated be reached. For example, a processing time of only 15 minutes for 2,000 kg Cream easily obtainable. Agglomerate formation as in Oswald ripening does not occur here because the amount of emulsion required to absorb the wax addition is low and a noticeable cooling is thus avoided. The wax can be incorporated into the carrier substance at high energy density without streaking become. The particle fineness is determined by the energy input supported in the rotor / stator system, in which the increase in surface energy applied or exceeded many times over. With the then taking place shock-like cooling on the large volume of the main stream of cold Carrier substance hardens the wax particles, causing secondary agglomerate formation prevented. This results in a homogeneous particle size distribution and thus a significantly improved product behavior.

Sehr vorteilhaft ist die Maßnahme von Anspruch 11, wonach das Verfahren selbstdosierend gestaltet ist, indem der unterhalb der Rotor/Stator-Anordnung heiß zugeführte Reagenz-Teilstrom (Nebenstrom) in einer Vormischkammer mit einem ersten Teilstrom der Trägersubstanz dispergiert und das entstandene Vorprodukt über eine Rückführung mit dem von oben zufließenden Hauptstrom verdünnt und zu einem Endstrom nachvermischt wird. Dabei ist es günstig, wenn im Einklang mit Anspruch 12 in der Vormischkammer eine umgekehrte Trombe erzeugt wird, deren Unterdruck zur Dosierung des Reagenz-Teilstroms bzw. Nebenstroms beiträgt. Bei Schnelllauf des Rotors können im Rotor/Stator-System Umfangsgeschwindigkeiten oberhalb 20 m/s auftreten, so daß das in der Vormischkammer vorhandene Medium dank starker Zentrifugalbeschleunigung kräftig durch den Dispergierer hindurch nach außen gepreßt wird und hierbei eine Energiezunahme erfährt.The measure of claim 11, according to which the method is self-metering, is very advantageous is designed by the hot supplied below the rotor / stator arrangement Partial reagent stream (side stream) in a premixing chamber with a first one Partial stream of the carrier substance dispersed and the resulting precursor over a Recycle diluted with the main stream flowing in from above and into one Final stream is mixed. It is advantageous if in accordance with claim 12 In the premixing chamber an inverted drum is created, the negative pressure of which is Dosage of the partial reagent stream or side stream contributes. When the In the rotor / stator system, rotors can reach peripheral speeds above 20 m / s occur so that the medium present in the premixing chamber thanks to strong centrifugal acceleration is pressed vigorously through the disperser to the outside and experience an increase in energy.

Die Vermischung von Teil- und Hauptstrom kann laut Anspruch 13 durch Steuerung der statischen Drücke unterstützt werden, wobei insbesondere im zweiten Teilstrom ein statischer Druck erzeugt wird, der denjenigen des Hauptstroms übersteigt. Das läßt sich überraschend gut dadurch erzielen, daß die Vormischkammer den unteren und radial äußeren Teilen des Rotors zugeordnet und das Vorprodukt von dort zunächst nach außen umgelenkt wird, ehe man es an der Stator-Oberseite beschleunigt und dem radial weiter innen fließenden Hauptstrom zuführt. Den Druck im Hauptraum stellt man zweckmäßig durch Bemessung und Wahl des Verhältnisses der Einlaß/Auslaß-Querschnitte ein.The mixing of partial and main stream can according to claim 13 by control of the static pressures are supported, in particular in the second partial flow static pressure is generated that exceeds that of the main flow. That leaves achieve surprisingly well that the premixing chamber the lower and assigned radially outer parts of the rotor and the preliminary product from there initially is diverted to the outside before being accelerated at the top of the stator and the main stream flowing radially further inside. Poses the pressure in the main room one expediently by dimensioning and choosing the ratio of the inlet / outlet cross sections on.

Im Gegensatz zu den bekannten Dispergiersystemen, bei denen Vermischung und Scherung gleichzeitig im Bereich des größten Schergradienten durchgeführt werden, trennt das vorliegende Verfahren Vermischung und Scherung zeitlich sowie örtlich. Dank der Einbringung in die Vormischkammer kann eine optimale Emulsion erzeugt werden, indem ein homogenes Phasengemisch vorgelegt wird. Demgegenüber wird bei bekannten Dispergiereinrichtungen ein beachtlicher Teil des Bereiches höchster Scherung zur Vermischung benutzt. Das durch das Rotor/Stator-System hindurchgetretene Produkt kann man als Austrittsstrom gemäß Anspruch 14 in einen anderen Behälter fördern, in welchem das Produkt homogen gehalten wird, z.B. mittels eines langsamlaufenden Rührwerks. Dies spart Energie und wirkt der Oswald-Reifung weiter entgegen.In contrast to the known dispersion systems, where mixing and Shear are carried out simultaneously in the area of the greatest shear gradient, the present process separates mixing and shear in terms of time and location. Thanks to the introduction into the premixing chamber, an optimal emulsion can be created be by presenting a homogeneous phase mixture. In contrast in known dispersing devices, a considerable part of the highest range Shear used for mixing. The one that has passed through the rotor / stator system Product can be used as an exit stream according to claim 14 in another Convey containers in which the product is kept homogeneous, e.g. by means of a slow-speed agitator. This saves energy and continues the Oswald ripening opposite.

Für den Fall, daß man für das Endprodukt Pulverbestandteile benötigt, sieht Anspruch 15 vor, daß sie dem Hauptstrom von oben zumischbar sind, so daß sie mit großer Geschwindigkeit im Materialstrom aufgenommen und rasch verwirbelt werden.In the event that powder components are required for the end product, see claim 15 before that they can be admixed to the main stream from above, so that they with great Speed recorded in the material flow and swirled quickly.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung, die zum Homogenisieren von Stoffen, z. B. pastösen Massen, und/oder zur Erzeugung von Emulsionen mit Tröpfchengrößen im µm-Bereich dient und einen Dispergierer an oder in einem Behälter mit wenigstens einem Rotor-Stator-System nahe dem Behälterboden aufweist, mit einem Produktzufluß an der Oberseite und gegebenenfalls mit wenigstens einem in diesem oberen Bereich angeordneten Förderorgan, speziell zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche. Dabei mündet im Einklang mit Anspruch 16 unterhalb des Rotors eine Zuführung für insbesondere heißes Reagenz in eine Vormischkammer, die über einen Auslaßkanal mit einem Hauptraum an der Unterseite der Rotor/Stator-Anordnung strömungsverbunden ist.The invention further relates to a device for homogenizing Fabrics, e.g. B. pasty masses, and / or to produce emulsions with droplet sizes in the µm range and with a disperser on or in a container has at least one rotor-stator system near the bottom of the container, with one Product inflow at the top and optionally with at least one in it arranged in the upper area, especially for carrying out the method according to one of the preceding claims. This ends in accordance with claim 16 a feed for particularly hot reagent into a premixing chamber below the rotor, which have an outlet duct with a main space at the bottom of the Rotor / stator arrangement is fluidly connected.

Dank einer solchen Vordispergierkammer, die sehr wenig Platz erfordert, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung energetisch überaus vorteilhaft. Sie stellt eine wesentliche Weiterentwicklung von Einrichtungen beispielsweise gemäß DE 296 08 712 U1 dar, die Stator- und/oder Rotoransätze mit - in Querschnitt oder Abwicklung gesehen - Trapezform oder trapezähnlicher Gestalt haben, also Keilstrukturen, die den Strömungsverlauf aufgrund unterschiedlicher Flächenanteile und Abreißkanten maßgeblich beeinflussen. Auch gegenüber einer Dispergiereinrichtung laut DE 296 08 713 U1, die durch Verstellung des Axialabstandes zwischen Stator und Rotor überproportionale Änderungen des Scherspaltvolumens herbeiführt, erzielt die Erfindung mit dem Einbau einer Vormischkammer eine beträchtliche Beschleunigung des Dispergierens.Thanks to such a predispersion chamber, which requires very little space, it is the one according to the invention Device energetically extremely advantageous. It represents an essential one Further development of facilities, for example according to DE 296 08 712 U1, the Stator and / or rotor lugs with - seen in cross section or development - trapezoidal shape or have a trapezoidal shape, i.e. wedge structures that define the flow influence significantly due to different areas and tear-off edges. Also compared to a dispersing device according to DE 296 08 713 U1, which is adjusted of the axial distance between stator and rotor disproportionate changes in the Bringing shear gap volume, the invention achieves with the installation of a premixing chamber a considerable acceleration of the dispersion.

Nach Anspruch 17 ist die Vormischkammer im äußeren Bereich des Rotors zwischen seiner Unterseite und der begrenzenden Gehäuseseite angeordnet bzw. ausgebildet, namentlich derart, daß sie vom Zentrum der Rotorunterseite bis zu einem Vormischkammer-Auslaß reicht. Bei minimalem Platzbedarf ist diese Vorkammer auf diese Weise optimal am Rotor/Stator-System untergebracht. Dabei kann der äußere Statorring laut Anspruch 18 aus dem Hauptraum nach unten ragende Statorzähne aufweisen, die den Rotor-Umfang mit Minimalabstand berührungslos übergreifen und die bis an einen der Rotor-Unterseite zentrisch gegenüberstehenden Bodenflansch reichen. Diese Ausbildung bewirkt die Erzeugung eines erhöhten statischen Drucks in der Vormischkammer oder trägt zumindest dazu bei. Letztere wird dadurch auf ein kleines Volumen begrenzt, worin eine intensive Vordispergierung - etwa von zugeführtem Heißreagenz - ohne störende Abkühlung vor sich geht.According to claim 17, the premixing chamber is in the outer region of the rotor its underside and the limiting housing side arranged or formed, specifically such that it extends from the center of the underside of the rotor to a premixing chamber outlet enough. With minimal space requirement, this prechamber is on top of this Optimally housed on the rotor / stator system. The outer Stator ring according to claim 18 stator teeth projecting downward from the main space have, which overlap the rotor circumference with a minimum distance and the bottom flange, which is centrally opposite the bottom of the rotor pass. This formation causes the generation of an increased static pressure in the premixing chamber or at least contributes to it. The latter thereby becomes a limited small volume, in which an intensive predispersion - for example of supplied Hot reagent - without annoying cooling.

Zweckmäßig mündet gemäß Anspruch 19 eine Zuführleitung in einen z.B. schrägen Einlaßkanal, der als bodenparalleler Radialkanal in den Bodenflansch integriert ist, namentlich gegenüber der äußeren Rotor-Unterseite. Man kann die Konstruktion so ausbilden, daß der Rotor an seiner Oberseite maximalen Durchmesser bzw. Umfang. hat und von einer Umfangskante oder -rundung aus eine Außenfläche zur Rotor-Unterseite hin einspringt, während die Rotor-Oberseite eben oder konkav gestaltet ist.Advantageously, according to claim 19, a feed line opens into a e.g. oblique Inlet duct, which is integrated into the bottom flange as a parallel radial duct, namely opposite the outer rotor underside. You can see the construction like this form that the rotor at its top maximum diameter or circumference. has and from a peripheral edge or rounding from an outer surface to the bottom of the rotor jumps in while the top of the rotor is flat or concave.

Eine sehr intensive Radialförderung des Mediums wird bewirkt, wenn im Einklang mit Anspruch 20 an der Rotor-Unterseite ein Umlenkkörper von einem bis zum Bereich der Vorkammer reichenden Flachkonus mit wenigstens einer konusförmigen oder konkaven Außenfläche mit steilerem Konus- bzw. Zentriwinkel gebildet ist, wobei der Übergang zwischen benachbarten Umlenkflächen bevorzugt als scharfe Abreißkante gestaltet ist, um eine zusätzliche Verwirbelung zu erzielen. So können wenigstens zwei stumpfwinkelig aneinander anschließende Kegel- und/oder Wölbflächen eine Stufenfläche der Rotornabe peripher einschließen und nach außen steiler werdende Winkel haben. Diese Umlenkflächen leiten den Teilstrom besonders effektiv in den Hauptraum über. Die kräftige Zentrifugalströmung am äußeren Statorring hat daher bereits eine achsparallele Komponente, die den Teilstrom-Eintritt in den Hauptraum höchst wirksam unterstützt.A very intensive radial delivery of the medium is achieved if in line with Claim 20 on the rotor underside a deflecting body from one to the area of Antechamber-reaching flat cone with at least one cone-shaped or concave Outer surface is formed with a steeper cone or center angle, the transition between adjacent deflection surfaces preferably designed as a sharp tear-off edge is to create an additional swirl. So at least two conical and / or curved surfaces adjoining each other at an obtuse angle form a step surface enclose the rotor hub peripherally and angles that become steeper towards the outside to have. These deflection surfaces guide the partial flow particularly effectively into the main room about. The powerful centrifugal flow on the outer stator ring therefore already has one Axially parallel component, which makes the partial flow entry into the main room highly effective supported.

Gemäß Anspruch 21 weist eine bevorzugte Bauform einen Stator mit einer Haube auf, die außerhalb des äußeren Statorringes eine Umlenkkammer begrenzt, welche nahe dem Bodenflansch mit über den Umfang verteilten Auslaß-Öffnungen versehen ist, wobei das Förderorgan unmittelbar über dem zentrisch in der Haube ausgebildeten Einlaß nahe dem Rotor sitzt. Diese extrem kompakte Anordnung ist direkt an einen Behälterboden anflanschbar und gewährleistet durch die Rezirkulation auf engem Raum einen hohen Homogenisierungsgrad.According to claim 21, a preferred design has a stator with a hood, which delimits a deflection chamber outside the outer stator ring, which is close the bottom flange is provided with outlet openings distributed over the circumference, the conveying member being formed directly above the center of the hood Inlet sits near the rotor. This extremely compact arrangement is directly on one The bottom of the container can be flanged and is ensured by recirculation in a narrow High degree of homogenization.

Dispergierer werden typisch mit sehr engen Toleranzen gefertigt und präzise montiert. Namentlich in Anbetracht der geringen Minimal-Abstände im axial verstellbaren Rotor/ Stator-System, die bei bis zu 0,1 mm liegen können, ist ein laut Anspruch 22 als Hohlwellen-Motor ausgebildeter Antrieb überaus zweckmäßig, der an dem Bodenflansch und an einem dazu rechtwinkeligen Tragflansch gelagert ist. Damit die in die Hohlwelle kraftschlüssig eingesteckte Antriebswelle im Betrieb dimensionsstabil bleibt, ist die Rotorwelle bevorzugt durch Anschläge und Tellerfedern innerhalb einer Gleitringdichtung axial so abgestützt, daß eine Längenausdehnung der Hohlwelle und damit der Antriebswelle nur in Richtung weg vom Bodenflansch möglich ist. Dadurch werden auf überraschend einfache Weise Wärme-Einwirkungen zuverlässig kompensiert, die vom darunterliegenden Motor herrühren. Obwohl die Temperaturen der Antriebswelle im Dauerbetrieb beispielsweise bis zu 120 °C erreichen können, finden infolgedessen am darüber befindlichen Dispergierer praktisch keine Wärmedehnungen statt; vielmehr treten bei Erwärmung unvermeidliche Längenausdehnungen der Motorhohlwelle allein in der Richtung auf, die von der Dispergiereinrichtung wegführt. Daher hat man dank gleichbleibend enger Spalte am Rotor/Stator-System dauernd optimale Scherwirkung.Dispersers are typically manufactured with very tight tolerances and assembled precisely. Considering the small minimum distances in the axially adjustable rotor / Stator system, which can be up to 0.1 mm, is according to claim 22 as a hollow shaft motor trained drive extremely useful, that on the bottom flange and is mounted on a rectangular support flange. So that in the hollow shaft The non-positively inserted drive shaft remains dimensionally stable during operation Rotor shaft preferred through stops and disc springs within a mechanical seal axially supported so that an elongation of the hollow shaft and thus the Drive shaft is only possible in the direction away from the base flange. This will be on Surprisingly simple way reliably compensates for heat effects from the engine underneath. Although the temperatures of the drive shaft in As a result, continuous operation, for example, can reach up to 120 ° C dispersers located above practically no thermal expansion takes place; much more inevitable linear expansion of the hollow motor shaft occurs when heated in the direction away from the disperser. So thanks Consistently narrow gaps on the rotor / stator system permanently optimal shear effect.

Laut Anspruch 23 ist zur Einstellung eines Pulsationseffekts die Druckverteilung im Dispergierer auslaßseitig steuerbar, vorzugsweise durch Wahl des Strömungsweges und der Strömungsstrecke bzw. des Umschlingungswinkels im Auslaßkanal hinter dem Auslaßstutzen oder durch die Flächenbemessung und die Anordnung der Auslaß-Öffnungen, so daß eine Anpassung an spezielle Betriebsbedingungen auf relativ einfache Weise vorgenommen werden kann.According to claim 23, the pressure distribution is in order to set a pulsation effect Disperser controllable on the outlet side, preferably by choosing the flow path and the flow path or the wrap angle in the outlet channel behind the Outlet connection or by the area dimensioning and the arrangement of the outlet openings, so that an adaptation to special operating conditions on relatively simple Way can be made.

Im Einklang mit Anspruch 24 hat ein an den Behälterboden anflanschbarer Aufsatz ein das Förderorgan umschließendes Einlaufrohr, wodurch das Medium besonders kräftig angesaugt wird. Von einem Auslaßstutzen geht eine Leitung ab, die z.B. über ein Ventil schaltbar ist und an bzw. in den Oberteil des Behälters zurückführt, gewünschtenfalls mit solchem Tangentenwinkel, daß eine vom Rühr- bzw. Förderorgan erzeugte Produktrotation abgebremst wird. Man vermeidet Lufteinschlüsse, wenn die Leitung unterhalb des im Behälter minimal vorhandenen Produktpegels zurückgeführt wird.In line with claim 24, an attachment which can be flanged onto the container bottom has a the feed pipe enclosing the conveying element, which makes the medium particularly powerful is sucked in. A line leads from an outlet connection, which e.g. via a valve is switchable and returns to or in the upper part of the container, if desired with such a tangent angle that a product rotation generated by the stirring or conveying element is braked. One avoids air pockets if the line is below of the minimum product level present in the container is returned.

Die Rückführleitung kann nach Anspruch 25 zumindest streckenweise außerhalb des Behälters, der in einer Laborausführung z.B. 16 l und industriell z.B. 10.000 I fassen kann, installiert und nach Bedarf temperiert werden. Bei hohen Dispergierleistungen, etwa im Bereich von 30 bis 50 kW, ist die neuartige Möglichkeit einer externen Kühlung von großem Vorteil. The return line can at least partially outside of the Container, which in a laboratory version e.g. 16 l and industrial e.g. Hold 10,000 I. can be installed and tempered as required. With high dispersion rates, around 30 to 50 kW, is the new possibility of external cooling of great advantage.

Eine weitere Reduzierung der Tröpfchengrößen erzielt man gemäß Anspruch 26 dadurch, daß eine oder beide Stufen des Dispergierers mit Ultraschall beaufschlagbar sind, für die der Rotor einen intermittierenden Reflektor bildet. Die neben den Statorzähnen vorbeirotierenden Rotorzähne bewirken so eine intermittierend-fortlaufende Vergleichmäßigung im Produkt.A further reduction in droplet sizes is achieved according to claim 26 by that one or both stages of the disperser can be subjected to ultrasound are for which the rotor forms an intermittent reflector. The one next to the stator teeth rotating rotor teeth cause an intermittent-continuous Uniformity in the product.

Bedeutsam ist die Weiterbildung von Anspruch 27, wonach das Durchlaßvolumen im Bereich der Vormischkammer oder deren Volumen selbst einstell- bzw. veränderbar ist, namentlich durch Änderung der Rotorform und/oder der Statorform bei unveränderter Scherkantenlänge. Ändert man die Statoröffnungen in der zweiten Stufe (bei sonst gleicher Vorrichtung), so wird der Schergradient und damit die volumenbezogene Energie beeinflußt, während die Scherkante der die Vormischkammer begrenzenden Statorzähne gleichbleibt. Zwecks Beeinflussung von Teilstrom-Energiedichte und Verweildauer kann umgekehrt laut Anspruch 28 die Scherkantenlänge bei unverändertem Vormischkammer-Volumen einstell- bzw. veränderbar sein. Mit relativ einfachen apparativen Mitteln läßt sich so eine optimale Anpassung der Verfahrensführung an die jeweils gestellte Mischaufgabe erreichen.The development of claim 27 is significant, according to which the passage volume in Area of the premixing chamber or its volume itself adjustable or changeable is, especially by changing the rotor shape and / or the stator shape with unchanged Shear edge length. If you change the stator openings in the second stage (at otherwise the same device), the shear gradient and thus the volume-related Energy is affected while the shear edge delimits the premixing chamber Stator teeth remain the same. In order to influence the partial current energy density and the length of stay can, conversely, according to claim 28, the shear edge length with unchanged Premixing chamber volume can be adjusted or changed. With relatively simple equipment Means can be an optimal adaptation of the procedure to the achieve the respective mixing task.

Alternativ zu den vorgenannten integrierten Bauformen kann die Vorrichtung nach Anspruch 29 als separat anbaubare Vordispergierstufe gestaltet sein, speziell zum wirtschaftlichen Nachrüsten existenter Homogenisier- bzw. Dispergier-Anlagen. Eine solche separate Dispergiereinrichtung wird kontinuierlich nur mit demjenigen Teil R I" des Hauptstromes beschickt, dem in der Vormischkammer das Reagenz R II in dem Gesamtstrom R I entsprechender Menge dosiert zugeführt wird, wodurch man eine Überkonzentration von R II im Auslaßstrom der Dispergiereinrichtung erreicht. Das überkonzentrierte Gemisch kann durch einen erheblich kleiner dimensionierten Hochdruckhomogenisator verarbeitet und dann mit dem verbleibenden Reagenzstrom R I' nachvermischt werden.As an alternative to the aforementioned integrated designs, the device can be designed according to Claim 29 be designed as a separately attachable predispersion stage, especially for economical Retrofitting existing homogenizing or dispersing systems. Such separate dispersing device is continuously only with that part R I "of Main stream charged, the reagent R II in the in the premixing chamber Total current R I is metered in an appropriate amount, whereby one Excess concentration of R II in the outlet stream of the dispersing device has been reached. The An over-concentrated mixture can be created by a considerably smaller high-pressure homogenizer processed and then with the remaining reagent stream R I ' to be mixed.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1
ein schematisierter Prozessbehälter in Axialschnittansicht mit einer angeflanschten Dispergiereinrichtung,
Fig. 2
ein Strömungs-Fließbild,
Fig. 3
eine Teil-Schnittansicht einer Rotor/Stator-Anordnung mit einer Vormischkammer,
Fig. 4
einen vergrößerten Ausschnitt entsprechend dem Bereich IV in Fig. 3,
Fig. 5
eine Axialschnittansicht eines Homogenisators mit schematisch angedeutetem Antrieb,
Fig. 6
eine Axialschnittansicht eines ähnlichen Homogenisators mit einem Aufsatz,
Fig. 7a, 7b, 7c
Axialschnittansichten verschieden ausgebildeter Teile eines Aufsatzes nach Fig. 6, teilweise in auseinandergezogener Darstellung (Fig. 7a),
Fig. 8a, 8b
je eine Draufsicht bzw. Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von Statorringen,
Fig. 9a, 9b
je eine Draufsicht bzw. Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von Statorringen,
Fig. 10a, 10b
Seitenansichten einer Antriebswelle sowie einer mit ihr kuppelbaren Rührwelle und
Fig. 11a, 11b, 11c
je eine Draufsicht bzw. Seitenansicht eines Rotors und eines Ansatzes.
Further features, details and advantages of the invention emerge from the wording of the claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. In it show:
Fig. 1
1 shows a schematic process container in an axial sectional view with a flanged-on dispersing device,
Fig. 2
a flow diagram,
Fig. 3
2 shows a partial sectional view of a rotor / stator arrangement with a premixing chamber,
Fig. 4
3 shows an enlarged section corresponding to area IV in FIG. 3,
Fig. 5
2 shows an axial sectional view of a homogenizer with a schematically indicated drive,
Fig. 6
2 shows an axial sectional view of a similar homogenizer with an attachment,
7a, 7b, 7c
6, partially in an exploded view (FIG. 7a),
8a, 8b
a top view and a side view, partly in section, of stator rings,
9a, 9b
a top view and a side view, partly in section, of stator rings,
10a, 10b
Side views of a drive shaft and a stirrer shaft that can be coupled with it
11a, 11b, 11c
a top view and a side view of a rotor and an approach.

Fig. 1 zeigt in schematisierter Übersicht eine Mischanlage, die einen Behälter F mit eingebautem Rührwerk R und mit einem dazu gegenläufig antreibbaren Balkenrührer W aufweist, der am unteren Ende ein Einlaufrohr 19 hat. Dieses steht einem Bodenflansch 14 (Fig. 5) gegenüber, mit dem ein Rohrstutzen 16 eines Dispergierers 10 am Gehäuse 12 eines Behälters F angebracht ist, wofür Fig. 5 und 6 verschiedene Beispiele bieten. Eine Zuführleitung 30 mit Anschluß 32 mündet mit einem Einlaß 38 (Fig. 3) an dem Bodenflansch 14. Der Dispergierer 10 ist durch eine Rückführ- oder Rezirkulationsleitung Z mit dem oberen Teil des Behälters F verbunden, in dessen Deckel ein absperrbares Drucksystem mit Sprühköpfen ragt, das zur periodischen Reinigung vorgesehen ist. Der Dispergierer kann alternativ auch in der Ausführung gemäß Fig. 5 ohne Rezirkulationsleitung eingesetzt werden.Fig. 1 shows a schematic overview of a mixing plant that a container F with built-in agitator R and with a bar stirrer that can be driven in opposite directions W has an inlet pipe 19 at the lower end. This stands on a floor flange 14 (FIG. 5) opposite, with which a pipe socket 16 of a disperser 10 on Housing 12 of a container F is attached, for which FIGS. 5 and 6 different Offer examples. A feed line 30 with connection 32 opens out with an inlet 38 (Fig. 3) on the bottom flange 14. The disperser 10 is by a return or Recirculation line Z connected to the upper part of the container F, in the Cover a lockable printing system with spray heads that protrudes for periodic Cleaning is provided. Alternatively, the disperser can also be designed 5 can be used without a recirculation line.

Aus Fig. 2 ist der typische Verfahrens-Ablauf ersichtlich. In einem (hier weggelassenen) Behälter F hält man entsprechend der Rezeptur eine Trägersubstanz (Reagenz I) bereit. Ein (ebenfalls nicht gezeichneter) Vorlagebehälter liefert ein Zugabemittel (Reagenz II); gemäß Anspruch 10 kann dies ein heißes Wachs sein. Der Voriagebehälter ist über eine Dosiereinrichtung mit dem Zulauf 30 zu einer Vormischkammer 60 der Dispergiereinrichtung 10 verbunden.The typical process sequence can be seen from FIG. In a (omitted here) Container F holds a carrier substance (reagent I) according to the recipe ready. A storage container (also not shown) provides an addition means (Reagent II); according to claim 10, this can be a hot wax. The display case is via a metering device with the inlet 30 to a premixing chamber 60 connected to the dispersing device 10.

Im Behälter F wird - falls vorhanden - das Rührwerk R gestartet und dann der Dispergierer 10 in Lauf gesetzt. Nun strömt Reagenz I durch die Dispergiereinrichtung 10 und über die Rezirkulationsleitung Z (oder direkt) wieder in den Behälter F. Die Dosiereinrichtung am Vorlagebehälter wird eingeschaltet, so daß Reagenz II als Teilstrom R II in die Vormischkammer 60 des Dispergierers 10 gelangt und sich darin mit dem Teilstrom R I' von Reagenz I in äußerst kurzer Zeit vermengt.In container F - if present - the agitator R is started and then the Disperser 10 started. Now reagent I flows through the dispersing device 10 and via the recirculation line Z (or directly) back into the container F. Die Dosing device on the storage container is switched on, so that reagent II as Partial stream R II enters the premixing chamber 60 of the disperser 10 and settles therein mixed with the partial flow R I 'of reagent I in an extremely short time.

Die Komponenten (R I + R II) werden in der Vormischkammer 60 innig dispergiert, wobei sich je nach gewählten Verfahrensbedingungen eine Fein- bis Feinstverteilung ergibt. Der entstandene Teilstrom R I+II vereinigt und vermischt sich aufgrund der statischen Druckdifferenzen und der Geometrie der Vormischkammer 60 mit dem restlichen Hauptstrom R I" von Reagenz I der Dispergiereinrichtung 10. Dieses Produkt III, bestehend aus dem mit Reagenz II angereicherten Reagenz I, wird als Endstrom E in den Behälter F zurückgeführt. Es ist oft bereits das Fertigprodukt. Seine Umläufe über die Dispergiereinrichtung 10 werden solange fortgesetzt, bis das Produkt III die Rezeptur-Konzentration von Reagenz II in Reagenz I hat. Meist ist die Zugabe eines Emulgators nicht oder nur in kleiner Dosierung notwendig. - Versuche haben übrigens ergeben, daß auch andere rezepturgebundene Substanzen in geringerer Menge verarbeitet werden können.The components (R I + R II) are intimately dispersed in the premixing chamber 60, depending on the process conditions selected, a fine to very fine distribution results. The resulting partial flow R I + II combines and mixes due to the static pressure differences and the geometry of the premixing chamber 60 with the rest Main stream R I "of reagent I of the dispersing device 10. This product III, consisting of reagent I enriched with reagent II, the final stream E in returned the container F. It is often the finished product. Its round about the dispersing device 10 are continued until the product III Recipe concentration of Reagent II in Reagent I has. Mostly adding one Emulsifier not necessary or only necessary in small doses. - By the way, have attempts show that other formulation-bound substances are also processed in smaller quantities can be.

Aus Fig. 3 und 4 gehen Einzelheiten des Mischbereichs und der Vorkammer 60 hervor, die in Verbindung mit der nachfolgenden Erläuterung des Grund-Aufbaues anhand der Beispiele von Fig. 5 und 6 deutlich werden.3 and 4 show details of the mixing area and the pre-chamber 60, which in connection with the following explanation of the basic structure based on the Examples of FIGS. 5 and 6 will become clear.

Eine Rotorwelle 24 durchsetzt ein Einlaufrohr 19. Sie hat am unteren Ende eine Ausnehmung 27, mit der sie über einen Kupplungsansatz 25 mit der Welle 22 (Fig. 10a, 10b) eines an einem Tragflansch 18 befestigten Antriebsmotors 20 verbunden ist. Nur gestrichelt sind in Fig. 5 und 6 die Umrisse des - bei hoher Leistung recht schweren - Motors 20 angedeutet, ebenso (rechts) ein seitlicher Klemmkasten für (nicht dargestellte) elektrische Anschlüsse. Die Motorwelle 22 hat am oberen Ende als zweites Lager ein Konuslager 23 zur Stabilisierung der Rotorwelle 24, die sich über Tellerfedern 13 mit einem Festlager am Bodenflansch 14 und mit einem Loselager am Tragflansch 18 abstützt, der den Rohrstutzen 16 haltert und zusätzlich durch Distanzbolzen 28 am Bodenflansch 14 abgestützt ist. Die Abdichtung zum Behälter erfolgt mittels einer Gleitringdichtung 26.A rotor shaft 24 passes through an inlet pipe 19. It has a recess at the lower end 27, with which it is connected to the shaft 22 (FIG. 10a, 10b) a drive motor 20 fastened to a support flange 18 is connected. Just 5 and 6 are dashed lines in outline of the - which is quite heavy at high power - Motor 20 indicated, also (right) a side terminal box for (not shown) electrical connections. The motor shaft 22 is second at the upper end Bearing a cone bearing 23 for stabilizing the rotor shaft 24, which is via disc springs 13 with a fixed bearing on the bottom flange 14 and with a loose bearing on Support flange 18 which supports the pipe socket 16 and additionally by spacers 28 is supported on the bottom flange 14. The container is sealed by means of a mechanical seal 26.

Die Rotorwelle 24 trägt die Nabe 51 eines Rotors 50 und ist am freien Ende darüber mit einer Rührwelle 43 drehfest verbunden, die ein Rührorgan 44 in Form eines Propellers haltert. Die Unterseite des Rotors 50 steht dem Bodenflansch 14 direkt gegenüber. In diesem ist ein Einlaßkanal 38 - namentlich schräg - angeordnet, in den eine Zuführleitung 30 mündet, die vorzugsweise in den Flansch 14 bodenparallel verlaufend integriert ist, beispielsweise in radialer Richtung. Sie kann allerdings auch als äußeres Rohr ausgebildet und schräg an die Mündung des Einlaßkanals 38 herangeführt sein. Für die Heißwachs-Zufuhr aus einem (nicht dargestellten) Vorratsbehälter ist der Anschluß 32 mit einem Absperrorgan 34 vorhanden, z.B. einem Drehschieber oder einem Ventil, das mit einem - wahlweise auch anders angeordneten - Hebel 36 bedienbar ist.The rotor shaft 24 carries the hub 51 of a rotor 50 and is at the free end above it with a stirring shaft 43 rotatably connected, the stirring element 44 in the form of a Propellers. The bottom of the rotor 50 is the bottom flange 14 directly across from. In this an inlet channel 38 - in particular at an angle - is arranged in the a feed line 30 opens, which preferably in the flange 14 parallel to the floor is integrated, for example in the radial direction. However, it can also formed as an outer tube and obliquely to the mouth of the inlet channel 38 be introduced. For the hot wax supply from a storage container (not shown) there is the connection 32 with a shut-off device 34, e.g. a rotary valve or a valve that is equipped with a - optionally also arranged differently - Lever 36 is operated.

Der Bodenflansch 14 ist mit einem Stator 40 einstückig oder starr verbunden, welcher den Rotor 50 von oben übergreift und eine Ansaugöffnung 45 hat, unterhalb deren sich ein Hauptraum 15 befindet, der von der Oberseite bzw. Deckfläche 53 des Rotors 50 nach unten begrenzt ist. Der Stator 40 und der Rotor 50 haben jeweils achsparallele Zahnkränze, die mit geringstem Radialspiel ineinandergeschachtelt sind. So besitzt der Stator 40 einen inneren Statorring 41 mit inneren Statorzähnen 46 und einen äußeren Statorring 42 mit äußeren Statorzähnen 48. Der Rotor ist mit radial weiter innen liegenden inneren Ansätzen bzw. Zähnen 63 sowie mit äußeren Ansätzen bzw. Zähnen 65 versehen, zwischen denen sich Radialdurchlässe 66 befinden (Fig. 11a). Entsprechende Radialdurchlässe 47 sind am inneren Statorring 41 vorhanden (Fig. 8a), ebenso Radialdurchlässe 49 am äußeren Statorring 42 (Fig. 8b). Die Ansätze 63, 65 des Rotors 50 stehen von seiner Oberseite 53 senkrecht ab (Fig. 11b) und haben geneigte Seiten- und Dachflächen, wobei das obere Ende der Zähne 63 bzw. 65 in Schrägflächen 67 ausläuft. Alle Zähne bzw. Ansätze 63, 65 können zur Umfangsrichtung schräg angestellte Flügelflächen 64 aufweisen (Fig. 11a, 11c).The bottom flange 14 is integrally or rigidly connected to a stator 40, which overlaps the rotor 50 from above and has a suction opening 45, below which there is a main space 15 is located, which is from the top or top surface 53 of the rotor 50 is capped. The stator 40 and the rotor 50 each have axially parallel Sprockets that are nested with the least radial play. So he owns Stator 40 an inner stator ring 41 with inner stator teeth 46 and an outer Stator ring 42 with outer stator teeth 48. The rotor is located radially further inside inner lugs or teeth 63 and with outer lugs or teeth 65 provided, between which there are radial passages 66 (Fig. 11a). Appropriate Radial passages 47 are present on the inner stator ring 41 (FIG. 8a) as well Radial passages 49 on the outer stator ring 42 (Fig. 8b). The approaches 63, 65 of the Rotors 50 protrude vertically from its upper side 53 (FIG. 11b) and have inclined ones Side and roof surfaces, with the upper end of teeth 63 and 65 in inclined surfaces 67 expires. All teeth or lugs 63, 65 can be to the circumferential direction have inclined wing surfaces 64 (Fig. 11a, 11c).

Wichtig ist die Gestaltung des Rotors 50 (siehe vor allem Fig. 11b). Seine Nabe 51 hat eine Zentralbohrung 52 und eine ebene Stirnfläche 54, an die eine abgesetzte Stufenfläche 55 parallel zur Deckfläche 53 anschließen kann. An einem Radius, der durch die Lage der Mündung des Einlaßkanals 38 vorgegeben ist, geht die Stufenfläche 55 in einen Flachkonus 56 über, von dem an einer scharfen Abreißkante 57 eine konkave Außenfläche 58 abgeht, die in steilerem Winkel an der Umfangskante 59 nahe oder an der Deckfläche 53 ausläuft. An diesem Teil wird der Rotor 50, der hier seinen größten Durchmesser sowie am Umfang eine Anzahl vorzugsweise konkav gekrümmter oder gewölbter Auslaßkanäle 68 hat, von den äußeren Statorzähnen 48 mit Minimalspalt übergriffen (vergl. Fig. 3 und 4).The design of the rotor 50 is important (see above all Fig. 11b). His hub has 51 a central bore 52 and a flat end face 54, to which a stepped step surface 55 can connect parallel to the top surface 53. On a radius through the Position of the mouth of the inlet channel 38 is predetermined, the step surface 55 goes in a flat cone 56, of which a concave on a sharp tear-off edge 57 Outer surface 58 comes off, which at a steeper angle on the peripheral edge 59 near or on the top surface 53 runs out. At this part the rotor 50, which is its largest here Diameter and on the circumference a number, preferably concavely curved or has curved outlet channels 68, from the outer stator teeth 48 with a minimum gap overlapped (see FIGS. 3 and 4).

Zwischen der Innenbegrenzung der äußeren Statorzähne 48, der Außenfläche 58 des Rotors 50 und der benachbarten Oberseite des Bodenflansches 14 ist die Vormischkammer 60 angeordnet, welche für das Zumischen und Dispergieren von zentraler Bedeutung ist. In diesem kleinen Volumen, zu dem in der jeweiligen Umfangs-Position dasjenige des betreffenden Auslaßkanals 68 gehört, wird das aus der Zuführung 30 kommende heiße Reagenz II nach Umlenkung an dem als Prallfläche wirkenden Flachkonus 56 mit dem im Hauptraum 15 bereits vorhandenen Medium I zu einem Gemisch verwirbelt. Dieses gelangt als Teilstrom R I+II durch den zugeordneten Auslaßkanal 68 zu den äußeren Statorzähnen 48 und durch die äußeren Radialdurchlässe 49 hindurch in eine Umlenkkammer 61 und fließt dispergiert am Gehäuse 12 entlang durch die Radialauslässe 62 des Stators 40 in einen (nicht gezeichneten) Behälter ab. Das Rührorgan 44 führt den Hauptstrom R I aus dem Behälter F fortlaufend dem inneren Hauptraum 15 zu, bis die Dispersion den gewünschten Homogenisierungsgrad erreicht hat. Über einen (nicht dargestellten) Auslaß kann der Endstrom E des fertigen Produkts III abgezogen werden.Between the inner boundary of the outer stator teeth 48, the outer surface 58 of the Rotor 50 and the adjacent top of the bottom flange 14 is the premixing chamber 60 arranged, which for the mixing and dispersing of central Meaning is. In this small volume, to that in the respective circumferential position that of the outlet channel 68 in question, this becomes from the feeder 30 Coming hot reagent II after deflection on the flat cone, which acts as a baffle 56 with the medium I already present in the main room 15 to form a mixture swirled. This passes as partial flow R I + II through the assigned outlet channel 68 to the outer stator teeth 48 and through the outer radial passages 49 into a deflection chamber 61 and flows dispersed along the housing 12 through the Radial outlets 62 of the stator 40 into a container (not shown). The agitator 44 leads the main flow R I from the container F continuously to the inside Main room 15 until the dispersion reaches the desired degree of homogenization Has. The end stream E of the finished product can be passed through an outlet (not shown) III be deducted.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist prinzipiell gleichartig aufgebaut, weshalb entsprechende Bauteile mit schon erwähnten Bezugszahlen gekennzeichnet sind. Hier ist der Stator 40 nicht als Haube, sondern als Deckplatte ausgebildet, die mit der zentrischen Ansaugöffnung 45 versehen und mit einem zylindrischen Gehäuse 70 starr verbunden ist, das der ebenfalls starr befestigte Bodenflansch 14 unten abschließt. Der bevorzugt schräge Einlaß 38 ist mit dem Anschluß 32 wiederum durch eine als bodenparalleler Radialkanal im Flansch 14 ausgebildete Zuführung 30 raumsparend verbunden. An einer Umfangsstelle hat das Gehäuse 70 einen Stutzen 69 (Fig. 6 und 7b) mit einem Anschluß 72 für eine (hier nicht gezeichnete) Rückführleitung zur Oberseite des Behälters F.The embodiment of FIG. 6 is basically constructed in the same way, which is why corresponding Components are identified with the reference numbers already mentioned. Here is the stator 40 is not designed as a hood, but as a cover plate, which is aligned with the central one Provided suction opening 45 and rigidly connected to a cylindrical housing 70 is that also rigidly attached bottom flange 14 closes below. The preferably inclined inlet 38 is in turn with the connection 32 through a parallel to the floor Radial channel in the flange 14 formed feed 30 connected to save space. At a circumferential point, the housing 70 has a connection piece 69 (FIGS. 6 and 7b) a connection 72 for a (not shown here) return line to the top of the Container F.

Die Statorplatte 40 trägt einen Aufsatz 17, der daran mit einem Befestigungsflansch 71 montierbar ist und in einem Einlaufrohr 19 das Rührorgan 44 umgibt (Fig. 7a). Das mit dem Flansch 71 verschweißte Einlaufrohr 19 ist mit einem oberen Flansch 29 starr verbunden, auf den ein - in Fig. 7a getrennt dargestellter - Flanschring 39 aufsetzbar ist, den man am Gehäuse 12 bzw. an einem damit verbundenen Flanschansatz verschrauben kann.The stator plate 40 carries an attachment 17, which is attached to it with a fastening flange 71 is mountable and surrounds the stirring element 44 in an inlet pipe 19 (FIG. 7a). That with the inlet pipe 19 welded to the flange 71 is rigid with an upper flange 29 connected, onto which a flange ring 39 - shown separately in FIG. 7a - can be placed is the one on the housing 12 or on a flange attachment connected to it can screw.

Bei einer weiteren Bauform des Aufsatzes 17 hat das Gehäuse 70 gemäß Fig. 7b einen verkürzten Wachs-Zufuhranschluß 32, der als Bestandteil des Bodenflansches 14 direkt unterhalb des Gehäuses 70 mit diesem verschweißt ist. Im noch anderen Beispiel der Fig. 7c ist der Anschluß 32 unmittelbar in die Wandung des Gehäuses 70 eingesetzt, wodurch man eine zusätzliche Platzersparnis erzielt.In a further construction of the attachment 17, the housing 70 according to FIG. 7b a shortened wax feed port 32, which is part of the bottom flange 14 is welded to the housing 70 directly below it. Im still another 7c is the connection 32 directly into the wall of the housing 70 used, thereby achieving an additional space saving.

Eine besondere Problematik besteht darin, daß für die Entwicklung neuer Rezepturen zuerst naturgemäß in kleineren Laboranlagen von z.B. 3...16 I Inhalt mit Dispergierern entsprechend geringer Leistung (beispielsweise 1,5...5,5 kW) gearbeitet wird. Die Umsetzung auf industriellen Maßstab macht herkömmlich große und zeitraubende Mühe, weil die unterschiedlichen thermischen Bedingungen und andersartigen Verhältnisse von Oberflächen zu Volumen den Übergang auf große Volumina von z.B. 500...5000 I recht kompliziert gestalten, zumal wenn ein Übersetzungsfaktor von 300 überschritten wird. Viele Rezepturen werden durch die Vermischung des heißen Wachs-Zusatzes mit der vergleichsweise kalten Trägersubstanz wesentlich beeinflußt. Der Vorgang findet hier im Vordispergierraum statt, dessen Volumen hauptsächlich vom Rotordurchmesser abhängt, der wiederum in 5. Potenz die Leistungsaufnahme des Rotors bestimmt. Es zeigte sich als großer Vorteil des justierten Teilstromverfahrens nach der Erfindung, daß für den Übergang von einer 3,0-kW-Labormaschine auf eine 45-kW-Dispergiereinrichtung eine Rotorvergrößerung nur im Verhältnis 1:1,72 erforderlich ist. Das entspricht einem Verhältnis 1:2,95 der Volumenvergrößerung im Vordispergierraum, was gegenüber dem Übersetzungsfaktor 300 als verschwindend gering anzusehen ist. Bei praktischen Versuchen konnten die in der Laboranlage erarbeiteten Rezepturen identisch auf die Produktionsanlage übernommen werden, und zwar unter voller Übereinstimmung des erzeugten Produkts mit dem Laborergebnis. Aufgrund des geringen ,aktiven Volumens' und des Wegfalls einer Aufheizzeit der Trägersubstanz verkürzt sich die Produktionsdauer für diesen Prozeßschritt erheblich, z.B. bei 2000 kg für einen Batchzyklus vom Beginn der Behälter-Befüllung bis zum Ende des Abpumpens von durchschnittlich 2,5 h auf 40 min, was neben einer großen Steigerung der Tagesproduktion auch eine beträchtliche Energie-Einsparung bedeutet. A particular problem is that for the development of new recipes first, of course, in smaller laboratory facilities e.g. 3 ... 16 I content with dispersers correspondingly low power (for example 1.5 ... 5.5 kW) is worked. The Implementation on an industrial scale makes conventionally large and time consuming Trouble because of the different thermal conditions and different Ratios of surfaces to volumes transition to large volumes of e.g. Design 500 ... 5000 I quite complicated, especially if a translation factor of 300 is exceeded. Many recipes are made by mixing the hot Wax additive with the comparatively cold carrier substance significantly influenced. The process takes place here in the predispersion room, the volume of which is mainly depends on the rotor diameter, which in turn is the 5th power consumption of the rotor. It turned out to be a great advantage of the adjusted partial flow process according to the invention that for the transition from a 3.0 kW laboratory machine on a 45 kW dispersion device, a rotor enlargement only in the ratio 1: 1.72 is required. This corresponds to a ratio of 1: 2.95 to the volume increase in the Predispersion space, which compared to the translation factor 300 as vanishing is negligible. In practical trials, the ones worked out in the laboratory system Recipes are identical to the production plant, and in full agreement of the product produced with the laboratory result. Because of the small, active volume and the elimination of a heating-up time Carrier substance significantly shortens the production time for this process step, e.g. at 2000 kg for a batch cycle from the beginning of the container filling to the End of pumping from an average of 2.5 h to 40 min, which in addition to a large one Increasing daily production also means significant energy savings.

Einsatzbeispiel A: Fettsäure-Kalkmilch-MischungExample of use A: fatty acid-lime milk mixture

Bei der Herstellung von Fettsäure-Kalkmilch Mischungen, z.B. zur Gewinnung von Reinigungsmitteln, wird Fettsäure als Reagenz II in die Vorkammer 60 zudosiert. Der in Lösung gegangene CaOH-Komplex des Teilstroms R I' von Reagenz I (Kalkmilch) reicht zur Neutralisation der schwachen Fettsäure. Bei der Nachmischung wird durch das in Suspension befindliche CaOH wieder die Sättigungskonzentration erreicht. Die äußerst störende Bildung von Kalk-Fettsäure-Agglomeraten wird durch das Teilstrom-verfahren erfolgreich vermieden.In the production of fatty acid-lime milk mixtures, e.g. for the extraction of Detergents, fatty acid as reagent II is metered into the pre-chamber 60. The in Solution of the CaOH complex of the partial stream R I 'from reagent I (milk of lime) sufficient to neutralize the weak fatty acid. When mixing is carried out the CaOH in suspension again reaches the saturation concentration. The Extremely disruptive formation of lime-fatty acid agglomerates is caused by the partial flow process successfully avoided.

Einsatzbeispiel B: Flockungsmittel-Zugabe in der WasseraufbereitungExample of use B: Flocculant addition in water treatment

Bei der Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung werden Flockungsmittel und Koagulationshemmer (z.B. Aluminiumsulfat) im ppm-Bereich zugegeben. Weil eine homogene Dosierung dieser Mittel in den Betriebsanlagen schwierig ist, muß häufig überdosiert werden, was erhebliche Kostensteigerung bedeutet. Man kann einen Teilstrom von 10% bis 1% der Wassermenge über eine Dispergiereinrichtung 10 mit Vorkammer 60 leiten und dieser Wassermenge (über Anschluß P4 des Dispergierers 10) im Teilstromverfahren das Flockungsmittel oder Antikoagulant zuführen. Die Rezirkulationsleitung Z führt direkt wieder in das Bearbeitungsbecken der Gesamtwassermenge. So erfolgt die Zugabe dort in dem erheblich günstigeren Mischungsverhältnis von 1:10 bis 1:100. Die äußerst kurze Verweildauer der Flockungsmittel im Scherbereich der Dispergiereinrichtung verhindert eine Zerstörung der Molekülketten der Flockungsmittel. Ein größerer Spalt zwischen Rotor und Stator kann von Vorteil sein.In water treatment and wastewater treatment, flocculants and Coagulation inhibitors (e.g. aluminum sulfate) added in the ppm range. Because one Homogeneous dosing of these agents in the plant is difficult, often be overdosed, which means considerable cost increases. You can see a partial flow from 10% to 1% of the amount of water via a dispersing device 10 with a prechamber 60 and this amount of water (via connection P4 of the disperser 10) Add the flocculant or anticoagulant using the partial flow method. The recirculation line Z leads directly back into the processing basin of the total water volume. So the addition takes place there in the considerably more favorable mixing ratio from 1:10 to 1: 100. The extremely short residence time of the flocculants in the shear area the dispersing device prevents destruction of the molecular chains of the Flocculant. A larger gap between the rotor and stator can be advantageous.

Einsatzbeispiel C1: Exotherme VorgängeExample of use C1: Exothermic processes

Bei vielen chemischen Reaktionen wird Wärme freigesetzt. Diese Wärme muß abgeführt werden um die Reaktion kontrolliert ablaufen zu lassen. Beim justierten Teilstromverfahren nach der Erfindung kann das Mengenverhältnis von Reagenz I und Reagenz II exakt zueinander eingestellt werden und zwar so, daß die Kühlung der Rezirkulationsleitung Z der Wärmemenge der Reaktionswärme entspricht. Heat is released in many chemical reactions. This heat must be dissipated to allow the reaction to proceed in a controlled manner. With the adjusted partial flow method according to the invention, the quantitative ratio of reagent I and Reagent II can be set exactly to each other and so that the cooling of the recirculation line Z corresponds to the heat quantity of the heat of reaction.

Einsatzbeispiel C2: Endotherme ProzesseExample of use C2: Endothermic processes

Bei endothermen Vorgängen reicht häufig schon die Wärmeeinbringung durch das Rotor/Stator-System 40/50, um die benötigte Wärmemenge für die Lösung zu erhalten. Hier ist eine hohe Energiedichte vorteilhaft, selbst wenn die Teilchen-/Tröpfchen-Größe vom Verfahren her an sich zweitrangig ist.In the case of endothermic processes, the heat input from the is often sufficient Rotor / stator system 40/50 to get the required amount of heat for the solution. Here a high energy density is advantageous, even if the particle / droplet size is of secondary importance in terms of procedure.

Anforderungen an die DispergiereinrichtungRequirements for the dispersing device

Das zweistufige Dispergieren bildet den Kem von Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung. Die Haupt-Anforderungen an die Dispergiereinrichtung 10 sind:

  • a) eine Vormischkammer (60) von kleinem Volumen, in die ein Teilstrom R I' aus einem z.B. Reagenz I enthaltenden Behälter (F) gelangt;
  • b) eine Zugabemöglichkeit (32, 38) z.B. von Reagenz II in diese Vorkammer (60);
  • c) Einstellung einer gewünschten Druckverteilung durch den eingangsseitigen Umschlingungswinkel des Auslasses (69) bzw. durch das Querschnittsverhältnis der Austrittsöffnungen (bei Maschinen ohne Rezirkulationsleitung);
  • d) Einstellbarkeit des Volumens des Gemischstroms R I+II, beispielsweise durch Wahl geeignet geformter Mischwerkzeuge oder Vorgabe von Durchlaßvolumina der Statorzähne (46, 48);
  • e) Vorgabe der für die Produkthomogenität wesentlichen Teilstrom-Hauptstrom-Druckverhältnisse, z.B. durch trapezförmige Ausbildung der äußeren Statorzähne (48).
  • The two-stage dispersion forms the core of the method and device according to the invention. The main requirements for the dispersing device 10 are:
  • a) a premixing chamber (60) of small volume, into which a partial flow RI 'from a container (F) containing, for example, reagent I, passes;
  • b) an addition option (32, 38), for example of reagent II, into this antechamber (60);
  • c) setting a desired pressure distribution by the wrap angle of the outlet (69) on the inlet side or by the cross-sectional ratio of the outlet openings (in the case of machines without a recirculation line);
  • d) adjustability of the volume of the mixture flow R I + II, for example by selecting suitably shaped mixing tools or specifying the passage volumes of the stator teeth (46, 48);
  • e) Specification of the partial flow-main flow pressure ratios essential for product homogeneity, for example by trapezoidal design of the outer stator teeth (48).
  • Dank geeigneter Formung der Vormischkammer 60 und hoher Drehzahl des Rotors 50 ist eine Misch- und Dispergierzeit im Millisekunden-Bereich möglich. So vermeidet man besonders im Verfahrensbeispiel A selbst bei hohen Wachsanteilen eine Abkühlung von Reagenz II unter die Erstarrungsgrenze. Durch Justierung des Mischungsverhältnisses wird ein günstiges Temperaturniveau zum Homogenisieren bzw. Dispergieren erreicht.Thanks to suitable shaping of the premixing chamber 60 and high speed of the rotor 50 a mixing and dispersing time in the millisecond range is possible. So you avoid especially in process example A, even with high wax contents, cooling of reagent II below the solidification limit. By adjusting the mixing ratio becomes a favorable temperature level for homogenizing or dispersing reached.

    Die Drehzahl des Dispergierer-Motors sollte z.B. durch Vorgabe von Frequenz und/oder konstantem Ausgangsstrom regelbar sein. So kann die eingebrachte Energie auch bei während des Prozesses schwankender Viskosität einfach konstant gehalten werden.The speed of the disperser motor should e.g. by specifying frequency and / or constant output current. So the energy brought in simply kept constant even when the viscosity fluctuates during the process become.

    Wenn Emulsionen oder viskose Produkte hergestellt werden, führt man den Auslauf der Rezirkulation zweckmäßig unter dem Flüssigkeitsniveau im Behälter zurück, um Lufteintritt zu verhindern.When emulsions or viscous products are made, the spout is run the recirculation expediently below the liquid level in the container in order to To prevent air entry.

    Für Verfahren nach Beispiel B soll die Einheit mit einer externen Rezirkulationsleitung (Z) versehen sein, die nach Bedarf heiz- und/oder kühlbar ausgeführt ist.For methods according to example B, the unit should have an external recirculation line (Z), which can be heated and / or cooled as required.

    Für das Arbeiten mit einer Einzelmaschine (also ohne Kaskadenschaltung) ist eine entsprechende Abzweigmöglichkeit im Teilstrom der Maschine notwendig. Verwendet man z.B. zwei Dispergiereinrichtungen, wobei ein zweiter, kleinerer Dispergierer zum Erzielen der Zweistufigkeit eine Vormischkammer 60 aufweist, so kann für die Ultrafeindispersion zusätzlich in die Rücklaufleitung Z vom zweiten Dispergierer zum Behälter F ein Hochdruck-Homogenisator geschaltet werden. Im Heiß/Kalt-Verfahren nach Beispiel A wird das Endprodukt, d.h. Reagenz III, durch die Energieaufnahme in den zwei Dispergierstufen und durch den Zulauf des heißen Reagenz II auf die für den Hochdruck-Homogenisator optimale Temperatur gebracht. Dieser muß nur für den Teilstrom R I+II ausgelegt sein, was Kosten sowie Energieverbrauch spart und mithin einen wesentlichen Vorteil darstellt. Diese Variante eignet sich besonders gut zur Einbringung "schwieriger Produkte" wie z.B. Vitamin E.For working with a single machine (i.e. without cascade connection) is one appropriate branching in the partial flow of the machine is necessary. Used e.g. two dispersers, with a second, smaller disperser for Achieving the two-stage has a premixing chamber 60, it can be used for ultrafine dispersion additionally in the return line Z from the second disperser to Container F a high pressure homogenizer can be switched. In the hot / cold process according to example A, the end product, i.e. Reagent III, by absorbing energy in the two dispersion stages and by supplying the hot reagent II to that for the High pressure homogenizer brought optimal temperature. This only has to be for the partial flow R I + II can be designed, which saves costs and energy consumption and thus represents a significant advantage. This variant is particularly suitable for Introduction of "difficult products" such as Vitamin E.

    Ein Zwischenschalten eines Hochdruck-Homogenisators ist auch bei einer zweistufigen einzelnen Dispergiereinrichtung 10 möglich, soferne nur ein geeigneter Teilstrom-Anschluß vorhanden ist.Interposing a high-pressure homogenizer is also a two-stage individual dispersing device 10 possible, provided only a suitable partial flow connection is available.

    Rezeptur-BeispieleRecipe examples a) Elegante Nachtcreme (Rezeptur Henkel KGaA) a) Elegant night cream (Henkel KGaA formula)

    Die Zutaten der heißen Phase - unter ihnen Bienenwachs - werden in einem Behälter geschmolzen und auf 80...85 °C gebracht. Die Menge beträgt für 2000 kg Endprodukt rund 600 kg. The ingredients of the hot phase - among them beeswax - are in a container melted and brought to 80 ... 85 ° C. The amount is for 2000 kg of end product around 600 kg.

    Zutaten der kalten Phase werden in dem Behälter F vorgelegt, in den von oben Wasser von ca. 15 °C eingefüllt wird. Dann wird Vakuum angelegt, beispielsweise 0,5 bar, und die anderen Komponenten der kalten Phase werden zugegeben, während die Homogenisiereinrichtung 5 min lang bei mittlerer Drehzahl läuft. Das wandgängige Rührwerk R im Behälter F wird nach der Wasserzugabe ebenfalls eingeschaltet. Hierbei ist es günstig, wenn der Behälter F über ein koaxiales, gegenläufiges Rührsystem verfügt, so daß ein homogeneres Nachmischen erfolgt.Ingredients of the cold phase are placed in the container F, in the water from above of approx. 15 ° C. Then vacuum is applied, for example 0.5 bar, and the other components of the cold phase are added during the homogenizer Runs at medium speed for 5 minutes. The wall-mounted agitator R in tank F is also switched on after adding water. Here it is cheap if the container F has a coaxial, counter-rotating stirring system, so that a more homogeneous remixing takes place.

    Sodann wird die heiße Phase über den Anschluß 30, 32 zugegeben, der direkt in die Vormischkammer 60 führt. Der Dispergierer 10 läuft mit ca. 3000 min-1 um. Während des etwa 15 min dauemden Vorganges ist der Motorstrom bei z.B. 40 A konstantzuhalten, was bei variablen Viskositäten zwar Drehzahländerungen nach sich zieht, aber konstanten Energie-Eintrag bewirkt. Anschließend wird je 5 min lang bei ausgeschaltetem und bei eingeschaltetem Dispergierer 10 nachgerührt.The hot phase is then added via the connection 30, 32, which leads directly into the premixing chamber 60. The disperser 10 runs at about 3000 min -1 . During the process, which lasts about 15 minutes, the motor current must be kept constant at, for example, 40 A, which, with variable viscosities, does cause changes in speed, but causes constant energy input. The mixture is then stirred for a further 5 minutes, with the disperser 10 switched off and with the switch on 10.

    EnergiebilanzEnergy balance

    25 min Lauf des 30-kW-Dispergierers inkl. Austrag, Stromverbrauch25 min run of the 30 kW disperser including discharge, power consumption 12,50 kWh12.50 kWh 40 min Langsamlauf des 5,5-kW-Rührwerks verbrauchenConsume 40 min slow speed of the 5.5 kW agitator 3,67 kWh3.67 kWh Zum Aufheizen der heißen Phase benötigt manTo heat the hot phase you need 35,00 kWh35.00 kWh Gesamt EnergieverbrauchTotal energy consumption 51,17 kWh.51.17 kWh.

    Beim herkömmlichen Heiß/Heiß-Verfahren, das mindestens 2,5 h dauert, sieht die Energiebilanz folgendermaßen aus: Aufheizen beider Produktphasen auf 80...85°C 116 kWh Dispergierbetrieb während 0,5 h 15,5 kWh 2,5 h Langsamlauf des Rührwerks 13 kWh Abkühlen auf 35 °C mind. 116 kWh Gesamtverbrauch 260,5 kWh. With the conventional hot / hot process, which lasts at least 2.5 hours, the energy balance is as follows: Heating of both product phases to 80 ... 85 ° C 116 kWh Dispersing operation for 0.5 h 15.5 kWh 2.5 h slow running of the agitator 13 kWh Cool to 35 ° C at least 116 kWh Total consumption 260.5 kWh.

    Man sieht, das der erfindungsgemäße Verfahrensablauf bei diesem Beispiel eine Energieersparnis von rund 210 kWh bewirkt und zusätzlich noch aufgrund der kurzen Produktionszeit die Fertigungskapazität mehr als verdreifacht. It can be seen that the process sequence according to the invention is a in this example Energy savings of around 210 kWh and additionally due to the short Production time more than tripled production capacity.

    b) Haarfärbemittelb) hair dye

    Zur Erzeugung von Haarfärbemitteln wird ein Haarfarb-Grundstoff hergestellt, der für alle Farben gleichen Typs gleich ist und der die insgesamt benötigte Wassermenge bestimmt. Anschließend stellt man das eigentliche Haarfärbemittel durch Einarbeiten der gewünschten farbtongebenden Substanzen in eine reduzierte Menge der Haarfarb-Basis her.For the production of hair dyes, a hair dye base is made, which is for all colors of the same type are the same and determine the total amount of water required. Then you make the actual hair dye by incorporating the desired coloring substances in a reduced amount of the hair color base forth.

    In einer 3000-I-Anlage, die mit einer Dispergiereinrichtung 10 und einem gegenläufigen Rührsystem W ausgestattet ist, wird zur Herstellung des Haarfarb-Grundstoffes im Heiß/Kalt-Verfahren gemäß Anspruch 10 nur soviel Wasser zugegeben, wie beim konventionellen Prozeß für die Haarfarbe mit der prozentual geringsten Wassermenge benötigt wird (im allgemeinen ist das die Farbe schwarz).In a 3000-liter system equipped with a dispersing device 10 and an opposing one Stirring system W is equipped to produce the hair color base in Hot / cold method according to claim 10 only as much water added as in conventional process for hair color with the lowest percentage of water is required (generally the color is black).

    Ein Teil des Farb-Grundstoffes wird dann in eine kleinere Anlage von z.B. 250 I umgepumpt, die mit einer Dispergiereinrichtung 10 samt Vormischkammer 60 ausgestattet ist. Über den Anschluß P4 werden die den Farbton liefernden Mittel in den Teilstrom R II zugegeben. Die Wassermenge wird dabei so gewählt, daß unter Berücksichtigung der eventuell geringeren, vorab in das Grundprodukt eingegebenen Wassermenge im Endprodukt III das rezepturmäßige Verhältnis für den gewählten Farbton gegeben ist.Part of the color base material is then transferred to a smaller plant, e.g. 250 I. pumped around, equipped with a dispersing device 10 including premixing chamber 60 is. Via the connection P4, the agents supplying the color are transferred to the Partial stream R II added. The amount of water is chosen so that under Consideration of the possibly smaller, entered in advance in the basic product Amount of water in the final product III is the recipe-based ratio for the selected one Hue is given.

    Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Das Heiß/Kalt-Teilstromverfahren kann gut in Fällen eingesetzt werden, wo Reagenz II bei Raumtemperatur zwar nicht starr ist, aber im heißen Zustand eine erwünscht niedrige Viskosität aufweist, so daß die Einarbeitung in Reagenz I auf hohem Energieniveau vor sich geht, etwa wenn es sich um hochkonzentrierte Tenside oder Vitamin-E-Produkte handelt. Dank der hohen Konzentration im Zufuhr-Teilstrom R II können auch die industrieüblichen Kalt/Kalt-Ansätze sehr wirtschaftlich gefahren werden. Es ist ferner möglich, bei niedrig- bis mittelviskosen Stoffen eine für den Batchbetrieb ausgelegte Laboranlage mit zweistufiger Dispergiereinrichtung 10 in eine kontinuierlich arbeitende Produktionsanlage umzufunktionieren, wozu man lediglich relativ kostengünstige Lagerbehälter für die 'heißen' und 'kalten' Ausgangsstoffe sowie eventuell eine Dosiereinrichtung benötigt. The invention is not limited to the above-described embodiments, but rather can be modified in many ways. The hot / cold partial flow process can work well in Cases are used where Reagent II is not rigid at room temperature, but has a desirably low viscosity when hot, so that incorporation in reagent I at a high energy level, for example when it comes to highly concentrated surfactants or vitamin E products. Thanks to the high concentration Industry-standard cold / cold approaches can also be used in the feed stream R II be driven very economically. It is also possible with low to medium viscosity Fabrics a laboratory system designed for batch operation with two stages To convert the dispersing device 10 into a continuously operating production system, which is why you only need relatively inexpensive storage containers for the 'hot' and 'cold' raw materials as well as a dosing device may be required.

    Man erkennt, daß eine bevorzugte Verfahrensführung zum Homogenisieren von Stoffen, z.B. pastösen Massen, und/oder zur Erzeugung von Emulsionen mit Tröpfchengrößen im µm-Bereich einen an einem Behälter F angeordneten Dispergierer 10 mit einem bodennahen Rotor/Stator-System 40, 50 und eventuell mit Förderorganen 44 benutzt. Erfindungsgemäß wird in einer ersten Stufe ein aus einer Reagenz- oder Wachslösung erzeugtes, z.B. heißes Vorprodukt in Form eines Nebenstroms R II mit einem dosierten Teilstrom einer z.B. kalten Trägersubstanz R I' dispergiert und in einer zweiten Stufe mit einem von oben zufließenden Trägersubstanz-Hauptstrom R I" nachvermischt. Die im 10-ms-Bereich, also schockartig stattfindende Abkühlung der Wachspartikel verhindert deren Verklumpen. Es entsteht eine stabile Mischung bzw. Emulsion mit geringen, durch Steuerung des Energie-Eintrags am Rotor/Stator-System 40, 50 produktgerecht einstellbaren Tröpfchengrößen. Der Rotor-Unterseite ist eine Vormischkammer 60 zugeordnet, in welcher der Nebenstrom R II mit dem von oben/außen zugeführten Teilstrom R I' verwirbelt wird. Der Schnelllauf des Rotors 50 erzeugt eine umgekehrte Trombe, deren Unterdruck zur Selbstdosierung des Nebenstroms R II beiträgt. Indem das wachshaltige Gemisch R I+II aus der Vorkammer 60 zunächst nach außen umgelenkt wird, ehe man es an der Stator-Oberseite beschleunigt und dem inneren Hauptstrom R I" zuführt, wird dessen statischer Druck überschritten. Man kann von oben Pulverbestandteile zumischen. Eine Teilstrom-Zuführung 30, 38 mündet unterhalb des Rotors 50, bevorzugt nahe seinem Außenbereich, in die Vorkammer 60, die von einem äußeren Statorring 42 begrenzt wird und über einen Auslaßkanal 68 in einen Hauptraum 59 an der Unterseite des Rotor/Stator-Systems 40, 50 führt. Die äußeren Statorzähne 48 ragen bis an einen Bodenflansch 14, dem die Rotor-Unterseite mit einem Flachkonus (56), einer Abreißkante (57) und einer steileren Außenfläche (58) gegenübersteht. Ein Rührorgan 44 kann unmittelbar über dem zentrisch in der Haube ausgebildeten Einlaß 45 nahe dem Rotor 50 oder in einem Einlaufrohr 19 oberhalb des Rotor/Stator-Systems 40, 50 sitzen, von dem ein Auslaßstutzen 69 abgeht. Eine absperrbare Rückführleitung Z ist zumindest streckenweise außerhalb des Behälters F installierbar und/oder temperierbar.It can be seen that a preferred procedure for homogenizing Fabrics, e.g. pasty masses, and / or for the production of emulsions with droplet sizes a disperser 10 arranged on a container F in the μm range with a ground-level rotor / stator system 40, 50 and possibly with conveying elements 44 used. According to the invention, a reagent or Wax solution produced, e.g. hot intermediate product in the form of a side stream R II a metered partial flow e.g. cold carrier R I 'dispersed and in a second stage with a main stream R I "flowing in from above. The cooling of the wax particles taking place in the 10 ms range, i.e. in a shock-like manner prevents them from clumping together. A stable mixture or emulsion is created with low, by controlling the energy input to the rotor / stator system 40, 50 droplet sizes adjustable according to the product. The rotor bottom is a premixing chamber 60 assigned, in which the secondary flow R II with that from above / outside supplied partial stream R I 'is swirled. The high speed of the rotor 50 produces one inverted trombone, the negative pressure for self-dosing of the secondary flow R II contributes. By first the wax-containing mixture R I + II from the pre-chamber 60 is diverted to the outside before being accelerated at the top of the stator and supplies the internal main flow R I ", its static pressure is exceeded. Man can mix powder components from above. A partial flow feed 30, 38 opens below the rotor 50, preferably near its outer area, into the pre-chamber 60, which is delimited by an outer stator ring 42 and via an outlet channel 68 in a main room 59 on the underside of the rotor / stator system 40, 50 leads. The outer stator teeth 48 protrude up to a bottom flange 14, the bottom of the rotor with a flat cone (56), a tear-off edge (57) and a steeper outer surface (58) faces. A stirrer 44 can be located directly above the centric in the hood formed inlet 45 near the rotor 50 or in an inlet pipe 19th sit above the rotor / stator system 40, 50, of which an outlet connection 69 goes off. A lockable return line Z is at least partially outside of the container F can be installed and / or tempered.

    Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. All arising from the claims, the description and the drawing Features and benefits, including design details, spatial arrangements and process steps can be used both individually and in a wide variety of ways Combinations be essential to the invention.

    BezugszeichenlisteReference list

    AA
    Anlageinvestment
    EE
    AustrittsstromOutlet flow
    FF
    Behältercontainer
    RR
    RührwerkAgitator
    WW
    BalkenrührerBar stirrer
    ZZ.
    Rückführungreturn
    1010th
    DispergiererDisperser
    1212th
    Gehäusecasing
    1313
    TellerfedernBelleville washers
    1414
    BodenflanschBottom flange
    1515
    HauptraumMain room
    1616
    RohrstutzenPipe socket
    1717th
    AufsatzEssay
    1818th
    TragflanschSupporting flange
    1919th
    EinlaufrohrInlet pipe
    2020th
    AntriebsmotorDrive motor
    2121
    MotorflanschMotor flange
    2222
    MotorwelleMotor shaft
    2323
    KonuslagerCone bearing
    2424th
    RotorwelleRotor shaft
    2525th
    KupplungsansatzCoupling attachment
    2626
    GleitringdichtungMechanical seal
    2727
    AusnehmungRecess
    2828
    DistanzbolzenSpacer
    2929
    oberer Flanschupper flange
    3030th
    Zuführ(leit)ungSupply
    3232
    AnschlußConnection
    3434
    AbsperrorganShut-off device
    3636
    (Bedienungs-)Hebel(Operating) lever
    3838
    Einlaß(kanal)Inlet (duct)
    3939
    FlanschringFlange ring
    4040
    Stator(haube/-platte)Stator (hood / plate)
    4141
    innerer Statorringinner stator ring
    4242
    äußerer Statorringouter stator ring
    4343
    RührwelleAgitator shaft
    4444
    Rührorgan / PropellerAgitator / propeller
    4545
    AnsaugöffnungSuction opening
    4646
    innere Statorzähneinner stator teeth
    4747
    RadialdurchlässeRadial diffusers
    4848
    äußere Statorzähneouter stator teeth
    4949
    RadialdurchlässeRadial diffusers
    5050
    Rotorrotor
    5151
    Nabehub
    5252
    ZentralbohrungCentral bore
    5353
    Oberseite / DeckflächeTop / top surface
    5454
    Naben-StirnflächeHub face
    5555
    StufenflächeStep surface
    5656
    FlachkonusFlat cone
    5757
    Übergang / AbreißkanteTransition / tear-off edge
    5858
    AußenflächeOutside surface
    5959
    UmfangskantePeripheral edge
    6060
    Vor(misch)kammerIn front of (mixing) chamber
    6161
    UmlenkkammerDeflection chamber
    6262
    Auslaß-Öffnungen (Fig. 5)Outlet openings (Fig. 5)
    6363
    innere Ansätze / Zähneinner approaches / teeth
    6464
    FlügelflächeWing area
    6565
    äußere Ansätze / Zähneouter lugs / teeth
    6666
    RadialdurchlässeRadial diffusers
    6767
    SchrägflächenBevels
    6868
    AuslaßkanalExhaust duct
    6969
    StutzenSupport
    7070
    zylindrisches Gehäusecylindrical housing
    7171
    BefestigungsflanschMounting flange
    7272
    (Anschluß für) Rückführung(Connection for) return

    Claims (29)

    Zweistufiges Dispergier-Verfahren, bei dem man von einem aus einem Behälter (F) kommenden Hauptstrom (R I) eines Reagenz I einen Teilstrom (R I') abzweigt und diesem einen zweiten Teilstrom (Nebenstrom R II) einer Mischung mit einem Reagenz II zuführt, die in einer Vormischkammer (60) eines Rotor/Stator-Systems (40, 50) erzeugt wird, worauf man das Gemisch der beiden Teilströme (R I+II) durch einen rotierend angetriebenen Dispergierer (10) in den restlichen Hauptstrom (R I") fördert.Two-stage dispersion process, in which one from a container (F) coming main stream (R I) of a reagent I branches off a partial stream (R I ') and this a second partial stream (side stream R II) of a mixture with a Reagent II supplies that in a premixing chamber (60) of a rotor / stator system (40, 50) is generated, whereupon the mixture of the two substreams (R I + II) by a rotatingly driven disperser (10) in the rest Main current (R I ") promotes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vermischung durch Pulsation in einem Ring- oder Auslaßkanal intensiviert, bevorzugt mit zyklischem Druck-Aufbau und -Abbau in der Vormischkammer (60).A method according to claim 1, characterized in that the mixing is intensified by pulsation in an annular or outlet channel, preferably with cyclical pressure build-up and reduction in the premixing chamber (60). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Phasen hohen Drucks Reagenz I in die Vormischkammer (60) gefördert wird und daß das Gemisch in Phasen niedrigen Drucks unter Verwirbelung mit dem Reagenz II gleichmäßig dispergiert wird.Process according to Claim 2, characterized in that reagent I is conveyed into the premixing chamber (60) in phases of high pressure and in that the mixture is dispersed uniformly in phases of low pressure with swirling with reagent II. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptstrom (R I) und die Teilströme (R I', R I", R II) unterschiedliche Energiedichten erhalten, wobei vorzugsweise dem Gemisch der Teilströme (R I+II) in der Vormischkammer (60) eine Energiedichte aufgeprägt wird, die erheblich - z.B. um wenigstens eine Größenordnung - höher ist als die Energiedichte im Hauptstrom (R I).Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the main stream (RI) and the sub-streams (R I ', RI ", R II) receive different energy densities, preferably the mixture of the sub-streams (R I + II) in the An energy density is impressed on the premixing chamber (60) which is considerably higher than the energy density in the main flow (RI), for example by at least one order of magnitude. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedichte und Verweildauer in dem bzw. jedem Teilstrom (R I', R I", R II) veränderbar ist, insbesondere durch solche Einstellung, daß eine zu einem Emulsions-Umschlag führende kritische Energiedichte nicht erreicht wird. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the energy density and residence time in the or each partial stream (R I ', RI ", R II) can be changed, in particular by setting such that one leading to an emulsion change critical energy density is not reached. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer separaten Dispergiereinrichtung diese kontinuierlich nur mit demjenigen Teil (R I") des Hauptstromes (R I) beschickt wird, dem in der Vormischkammer (60) das Reagenz R II in der dem Gesamtstrom (R I) entsprechenden Menge dosiert zugeführt wird, wodurch man im Auslaßstrom der Dispergiereinrichtung (10) eine Überkonzentration von R II erreicht, worauf das überkonzentrierte Gemisch (R I+II) in einem klein dimensionierten Hochdruck-Homogenisator verarbeitet und mit dem verbleibenden Reagenz R I' nachvermischt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that when a separate dispersing device is used, this is fed continuously only with that part (RI ") of the main stream (RI) which contains the reagent R II in the premixing chamber (60) Total current (RI) is metered in the appropriate amount, thereby achieving an over-concentration of R II in the outlet stream of the dispersing device (10), whereupon the over-concentrated mixture (R I + II) is processed in a small-sized high-pressure homogenizer and mixed with the remaining reagent RI 'is mixed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Vermischungsbereich (Vormischkammer 60) das Gemisch (R I+II) hinsichtlich Temperatur und Mengenverhältnis justiert wird, ohne wesentlicher Scherbeanspruchung ausgesetzt zu sein, und daß sich hieran ein durch das Rotor/Stator-System (40/50) gegebener Bereich höchster Scherung anschließt, insbesondere an der langen Zahnkante des Rotors (50).Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in a mixing area (premixing chamber 60) the mixture (R I + II) is adjusted with regard to temperature and quantity ratio without being exposed to any significant shear stress, and that the rotor is exposed to it / Stator system (40/50) given the area of maximum shear, especially on the long tooth edge of the rotor (50). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Reagenzien (R I, R II) ein Phasengemisch durch unterschiedliche Geschwindigkeiten und unterschiedliche statische Drücke in der Vormischkammer (60) erzeugt wird, wobei eine Phase I direkt in letztere gefördert wird und eine Phase II durch Pulsation infolge zyklischer Druckunterschiede über Einlaßkanäle in die Vormischkammer (60) gelangt.Method according to claim 7, characterized in that a phase mixture is generated from the reagents (RI, R II) by different speeds and different static pressures in the premixing chamber (60), a phase I being conveyed directly into the latter and a phase II through Pulsation due to cyclical pressure differences reaches the premixing chamber (60) via inlet channels. Verfahren zum Homogenisieren von Stoffen, z.B. pastösen Massen, und/oder zum Erzeugen von Emulsionen mit Tröpfchengrößen im µm-Bereich, unter Verwendung eines in oder an einem Behälter (F) angeordneten Dispergierers (10) mit wenigstens einem Rotor/Stator-System (40, 50), insbesondere nahe dem Behälterboden, und gegebenenfalls mit Förderorganen (R; 44) für einen Trägersubstanzstrom (R I), gekennzeichnet durch zweistufige Gestaltung des Verfahrens unter Erzeugung definierter Teilströme (R I', R I", R II) derart, daß in einem ersten Prozeßschritt aus einer Reagenz- oder Wachslösung ein Vorprodukt (R I+II) erzeugt und dieses in einem zweiten Prozeßschritt dem Trägersubstanzstrom (R I") hinzugefügt wird. Method for homogenizing substances, e.g. pasty masses, and / or for producing emulsions with droplet sizes in the µm range, using a disperser (10) arranged in or on a container (F) with at least one rotor / stator system (40 , 50), in particular near the bottom of the container, and optionally with conveying elements (R; 44) for a carrier substance stream (RI), characterized by a two-stage design of the process with the generation of defined partial streams (R I ', RI ", R II) such that in in a first process step, a preliminary product (R I + II) is produced from a reagent or wax solution and this is added to the carrier substance stream (RI ") in a second process step. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein heißer Reagenzstrom (Nebenstrom R II) im ersten Prozeßschritt in einer Vormischkammer (60) mit einem vom Hauptstrom (R I) der kalten Trägersubstanz dosiert abgezweigten Teilstrom (R I') vereinigt und dispergiert wird, worauf das Gemisch (R I+II) zur Erzeugung des Endprodukts (R III) im zweiten Prozeßschritt mit dem restlichen Teil (R I") des Trägersubstanz-Hauptstroms nachvermischt wird.Process according to Claim 9, characterized in that a hot reagent stream (secondary stream R II) is combined and dispersed in a premixing chamber (60) in the first process step with a partial stream (R I ') branched off from the main stream (RI) of the cold carrier substance, whereupon the mixture (R I + II) to produce the end product (R III) is mixed in the second process step with the remaining part (RI ") of the carrier main stream. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es selbstdosierend gestaltet ist, indem der unterhalb des Rotor/Stator-Systems (40, 50) zugeführte Reagenz-Teilstrom (Nebenstrom R II) in der Vormischkammer (60) mit einem Teilstrom (R I') der Trägersubstanz dispergiert und das entstandene Vorprodukt (R I+II) über eine Rückführung (Z) mit dem von oben zufließenden Hauptstrom (R I) verdünnt und zu einem Endstrom (E) nachvermischt wird.Method according to Claim 10, characterized in that it is designed to be self-metering in that the partial reagent stream (secondary stream R II) fed below the rotor / stator system (40, 50) in the premixing chamber (60) with a partial stream (R I ' ) dispersed the carrier substance and the resulting preliminary product (R I + II) via a return line (Z) diluted with the main stream (RI) flowing in from above and mixed to a final stream (E). Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schnelllauf des Rotors (50) in der Vormischkammer (60) eine umgekehrte Trombe erzeugt wird, deren Unterdruck zur Dosierung des Reagenz-Teilstroms (Nebenstrom R II) beiträgt.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the reverse rotation of the rotor (50) in the premixing chamber (60) produces a negative pressure, the negative pressure of which contributes to the metering of the partial reagent flow (secondary flow R II). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Teilströme (R I', R II) mit dem Hauptstrom (R I") durch Steuerung der statischen Drücke unterstützt wird, insbesondere indem im Nebenstrom (R II) ein statischer Druck erzeugt wird, der denjenigen des Hauptstroms (R I') übersteigt.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the mixing of the partial streams (R I ', R II) with the main stream (RI ") is supported by controlling the static pressures, in particular by adding a static one in the secondary stream (R II) Pressure is generated that exceeds that of the main stream (R I '). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man den Austrittsstrom (E) vom Dispergierer (10) in einen anderen Behälter fördert, in welchem das Produkt homogengehalten wird, z.B. durch ein langsamlaufendes Rührwerk (W).Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the outlet stream (E) is conveyed from the disperser (10) into another container in which the product is kept homogeneous, for example by a slow-running agitator (W). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptstrom (R I) von oben Pulverbestandteile zugemischt werden. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that powder components are added to the main stream (RI) from above. Vorrichtung zum Homogenisieren von Stoffen, z. B. pastösen Massen, und/oder zur Erzeugung von Emulsionen mit Tröpfchengrößen im µm-Bereich, mit einem an oder in einem Behälter (F) angeordneten Dispergierer (10), mit wenigstens einem Rotor/Stator-System (40, 50) nahe dem Behälterboden, mit einem Produktzufluß (45) von oben und gegebenenfalls mit wenigstens einem in diesem oberen Bereich angeordneten Förderorgan (44), speziell zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Rotors (50) eine Zuführung (30, 38) in eine Vormischkammer (60) für ein insbesondere heißes Reagenz (II) mündet und daß die Vormischkammer (60) über einen Auslaßkanal (68) mit einem Hauptraum (59) an der Unterseite des Rotor-Stator-Systems (40, 50) strömungsverbunden oder - verbindbar ist.Device for homogenizing substances, e.g. B. pasty masses, and / or for the production of emulsions with droplet sizes in the µm range, with a on or in a container (F) arranged disperser (10), with at least one rotor / stator system (40, 50) close to Container bottom, with a product inflow (45) from above and optionally with at least one conveying member (44) arranged in this upper region, especially for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that a feed (30) below the rotor (50) , 38) opens into a premixing chamber (60) for a particularly hot reagent (II) and that the premixing chamber (60) via an outlet channel (68) with a main space (59) on the underside of the rotor-stator system (40, 50 ) is fluidly connected or - connectable. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischkammer (60) im äußeren Bereich des Rotors (50) zwischen seiner Unterseite und einem äußeren Statorring (42) angeordnet bzw. ausgebildet ist, namentlich derart, daß sie von der Rotornabe (51, 54) bis zu einem Vormischkammer-Auslaßkanal (68) reicht.Apparatus according to claim 16, characterized in that the premixing chamber (60) is arranged or formed in the outer region of the rotor (50) between its underside and an outer stator ring (42), specifically in such a way that it is separated from the rotor hub (51, 54 ) extends to a premixing chamber outlet channel (68). Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Statorring (42) aus dem Hauptraum (49) nach unten ragende Statorzähne (48) aufweist, die den Rotor-Umfang mit Minimalabstand berührungslos übergreifen und die bis an einen der Rotor-Unterseite (54 bis 57) zentrisch gegenüberstehenden Bodenflansch (14) reichen.Apparatus according to claim 17, characterized in that the outer stator ring (42) has stator teeth (48) projecting downward from the main space (49), which overlap the rotor circumference in a contact-free manner and which extend as far as one of the underside of the rotor (54 up to 57) center-facing bottom flange (14) are sufficient. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführleitung (30) in einen Einlaßkanal (38) mündet, der als bodenparalleler Radialkanal in den Bodenflansch (14) integriert ist, namentlich gegenüber der äußeren Rotor-Unterseite (55, 56).Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that a feed line (30) opens into an inlet channel (38) which is integrated in the bottom flange (14) as a radial channel parallel to the bottom, particularly with respect to the outer underside of the rotor (55, 56) . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rotor-Unterseite ein Umlenkkörper von einem bis zum Bereich der Vorkammer (60) reichenden Flachkonus (56) mit wenigstens einer konusförmigen oder konkaven Außenfläche (58) mit steilerem Konus- bzw. Zentriwinkel gebildet ist, wobei der Übergang zwischen benachbarten Umlenkflächen (56, 58) bevorzugt als scharfe Abreißkante (57) gestaltet ist. Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that on the rotor underside a deflecting body from a flat cone (56) reaching to the region of the prechamber (60) with at least one conical or concave outer surface (58) with a steeper cone or A central angle is formed, the transition between adjacent deflection surfaces (56, 58) preferably being designed as a sharp tear-off edge (57). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Stator (40) mit einer Haube aufweist, die außerhalb des äußeren Statorringes (42) eine Umlenkkammer (61) begrenzt, welche nahe dem Bodenflansch (14) mit über den Umfang verteilten Auslaß-Öffnungen (62) versehen ist, und daß das Förderorgan (44) unmittelbar über dem zentrisch in der Haube ausgebildeten Einlaß (45) nahe dem Rotor (50) sitzt.Device according to one of claims 16 to 20, characterized in that it has a stator (40) with a hood which delimits a deflection chamber (61) outside the outer stator ring (42), which is close to the bottom flange (14) and extends over the circumference Distributed outlet openings (62) is provided, and that the conveyor member (44) sits directly above the inlet (45) formed centrally in the hood near the rotor (50). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen als Hohlwellen-Motor (20) ausgebildeten Antrieb aufweist, der an dem Bodenflansch (14) und an einem dazu rechtwinkeligen Tragflansch (18) gelagert ist, und daß die Rotorwelle (43) derart abgestützt ist, z.B. durch Anschläge und Tellerfedern (13), daß eine Längenausdehnung der Hohlwelle (43) und damit der Antriebswelle (22) nur in Richtung vom Bodenflansch (14) weg möglich ist.Device according to one of claims 16 to 21, characterized in that it has a drive designed as a hollow shaft motor (20) which is mounted on the base flange (14) and on a support flange (18) at right angles thereto, and in that the rotor shaft ( 43) is supported, for example by stops and disc springs (13), that a length extension of the hollow shaft (43) and thus the drive shaft (22) is only possible in the direction away from the base flange (14). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung eines Pulsationseffekts im Dispergierer (10) die Druckverteilung auslaßseitig steuerbar ist, insbesondere durch Wahl des Strömungsweges und der Strömungsstrecke bzw. des Umschlingungswinkels in einem Auslaßkanal hinter dem Auslaßstutzen (68) oder durch Flächenbemessung und Anordnungsweise der Auslaß-Öffnungen (62).Device according to one of claims 16 to 22, characterized in that the pressure distribution can be controlled on the outlet side in order to set a pulsation effect in the disperser (10), in particular by selecting the flow path and the flow path or the wrap angle in an outlet channel behind the outlet nozzle (68) or by dimensioning the area and arranging the outlet openings (62). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichbet, daß ein an den Behälterboden (14) anflanschbarer Aufsatz (17) ein das Förderorgan (44) umschließendes Einlaufrohr (19) oberhalb des Rotor/Stator-Systems (40, 50) aufweist und daß von diesem ein Auslaßstutzen (68) mit einer absperrbaren Leitung (Z) abgeht, die - bevorzugt unterhalb des Produktniveaus - im Behälter (F) zurückführt.Device according to one of claims 16 to 23, characterized in that an attachment (17) which can be flanged onto the container bottom (14) has an inlet pipe (19) surrounding the conveying member (44) above the rotor / stator system (40, 50) and that from this an outlet pipe (68) with a shut-off line (Z) goes off, which - preferably below the product level - leads back into the container (F). Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (Z) zumindest streckenweise außerhalb des Behälters (F) installierbar und/oder temperierbar ist.Device according to claim 24, characterized in that the return line (Z) can be installed and / or tempered at least in sections outside the container (F). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Stufen des Dispergierers mit Ultraschall beaufschlagbar sind, für die der Rotor (50) einen intermittierenden Reflektor bildet. Device according to one of claims 16 to 25, characterized in that one or both stages of the disperser can be subjected to ultrasound, for which the rotor (50) forms an intermittent reflector. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchlaßvolumen im Bereich der Vormischkammer (60) oder deren Volumen selbst einstell- bzw. veränderbar ist, namentlich durch Änderung der Rotorform und/oder der Statorform bei unveränderter Scherkantenlänge.Device according to one of claims 16 to 26, characterized in that the passage volume in the region of the premixing chamber (60) or its volume itself can be adjusted or changed, in particular by changing the rotor shape and / or the stator shape with unchanged shear edge length. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Beeinflussung von Teilstrom-Energiedichte und Verweildauer die Scherkantenlänge bei unverändertem Vormischkammer-Volumen einstell-bzw. veränderbar ist.Device according to one of claims 16 to 27, characterized in that, for the purpose of influencing the partial flow energy density and the dwell time, the shear edge length is set or changed with the premixing chamber volume unchanged. is changeable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie als separat anbaubare Vordispergierstufe ausbildbar oder ausgebildet ist.Device according to one of claims 16 to 28, characterized in that it can be designed or designed as a separately attachable predispersion stage.
    EP00114789.1A 2000-01-31 2000-07-10 Mixing apparatus and use Expired - Lifetime EP1121974B1 (en)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE10004104 2000-01-31
    DE10004104 2000-01-31

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1121974A1 true EP1121974A1 (en) 2001-08-08
    EP1121974B1 EP1121974B1 (en) 2013-06-12

    Family

    ID=7629297

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP00114789.1A Expired - Lifetime EP1121974B1 (en) 2000-01-31 2000-07-10 Mixing apparatus and use

    Country Status (3)

    Country Link
    EP (1) EP1121974B1 (en)
    JP (1) JP4975929B2 (en)
    WO (1) WO2001056687A1 (en)

    Cited By (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE10204921C1 (en) * 2002-02-07 2003-10-16 Romaco Ag Frymakoruma Rheinfel Dispersing apparatus
    DE102004025281A1 (en) * 2004-05-19 2005-12-15 Henkel Kgaa Preparation of composition, useful for coloring keratin fibers e.g. human hair, fur, wool, cotton, jute and polyester fibers, comprises preparing an emulsion of cold aqueous phase and hot fat and/or oil phase by hot/cold procedure
    DE102007016445A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-09 Beiersdorf Ag Preparing fluid cationic emulsion, useful e.g. as an sun protective agent and insect repellent, comprises emulsifying water phase/fat phase comprising cationic emulsifying agent, and subsequently homogenizing and cooling
    WO2009135624A2 (en) * 2008-05-06 2009-11-12 Axel Wittek Rotor/stator system for producing dispersions
    WO2010025913A3 (en) * 2008-09-05 2010-07-15 Axel Wittek Installation components for an installation for producing dispersions, comrpising inter alia two inlet pipes, an intermediate piece, a rotor-stator dispersion machine and an outlet device
    EP3202489A3 (en) * 2016-01-14 2017-12-20 symex GmbH & Co. KG Pumping and/or mixing device for conveying, homogenizing and/or dispersing flowable products

    Families Citing this family (5)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    IT1396114B1 (en) * 2009-09-23 2012-11-16 Samia S P A PLANT FOR THE PRODUCTION OF COMPOSITIONS, SUCH AS STUCKS, BINDERS AND THE LIKE, PARTICULARLY SUITABLE FOR USE IN THE TANNING INDUSTRY AND PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF SUCH COMPOSITIONS THROUGH SUCH A PLANT.
    JP6150280B2 (en) * 2013-05-23 2017-06-21 三菱重工業株式会社 Cleaning device
    CN104788006B (en) * 2015-04-15 2017-03-01 大连迈克环境科技工程有限公司 A kind of method of reinforcement sludge and medicament mixed effect and special equipment
    KR102415240B1 (en) * 2021-02-16 2022-06-30 이정현 Apparatus for manufacturing dumpling type fish cake
    CN114307819A (en) * 2022-03-04 2022-04-12 山东永创材料科技有限公司 Effluent treatment plant is used in resin production and processing

    Citations (11)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE639769C (en) 1930-08-23 1936-12-16 Hermann Hildebrandt Device for mixing, crushing or the like.
    US2641453A (en) 1951-04-21 1953-06-09 Nat Gypsum Co Pin mixer
    DE2004143A1 (en) 1970-01-30 1971-08-19 Bayer Ag Device for the production of emulsions or suspensions
    US4175873A (en) * 1976-09-10 1979-11-27 Funken Co., Ltd. Process and apparatus for mechanically mixing two immiscible liquids and one or more other substances
    EP0036067A2 (en) 1980-03-14 1981-09-23 Haagen &amp; Rinau Apparatus for mixing and homogenizing at least two materials
    DE3611048A1 (en) * 1986-04-02 1987-10-08 Gyproc Gmbh Baustoffproduktion Mixer
    DE29608713U1 (en) 1996-05-14 1996-08-08 Wittek, Axel, 25582 Hohenaspe Dispersing device
    DE29608712U1 (en) 1996-05-14 1996-09-05 Wittek Axel Homogenizer
    EP0760254A1 (en) * 1995-08-29 1997-03-05 Vakumix Rühr- und Homogenisiertechnik Aktiengesellschaft Device for homogenising flowable materials
    EP0769254A2 (en) 1995-10-19 1997-04-23 Anita INTERNATIONAL, Dr. Helbig GmbH &amp; Co. KG Corselet
    DE19829646A1 (en) 1998-07-02 2000-01-05 Wella Ag Process for the preparation of aqueous solutions of alkyl ether sulfates

    Family Cites Families (10)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JPS56168829A (en) * 1980-06-02 1981-12-25 Masahide Ichikawa Emulsifying device for liquids of different specific gravity
    JPS5747230U (en) * 1980-08-29 1982-03-16
    DE3033000A1 (en) * 1980-09-02 1982-04-15 Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen METHOD FOR PRODUCING DISPERSIONS AND PHOTOGRAPHIC MATERIALS
    JPS5940494B2 (en) * 1981-03-13 1984-10-01 富士産業株式会社 Homogenizer mechanism in “stir” mixer
    JPH0459032A (en) * 1990-06-21 1992-02-25 Nippon Steel Corp Ultrasonic emulsifier
    JPH0660433U (en) * 1993-01-22 1994-08-23 三井鉱山株式会社 Emulsifying disperser
    JPH0871390A (en) * 1994-09-09 1996-03-19 Nanomaizaa Kk Dispersion and emulsification of substance
    JPH08157831A (en) * 1994-12-07 1996-06-18 Maruzen Petrochem Co Ltd Method for producing fine particles with high softening point pitch
    JPH1157437A (en) * 1997-08-26 1999-03-02 Lion Corp Manufacturing of emulsified liquid
    JPH11209477A (en) * 1998-01-29 1999-08-03 Arakawa Chem Ind Co Ltd Continuous production of aqueous resin emulsion and apparatus therefor

    Patent Citations (11)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE639769C (en) 1930-08-23 1936-12-16 Hermann Hildebrandt Device for mixing, crushing or the like.
    US2641453A (en) 1951-04-21 1953-06-09 Nat Gypsum Co Pin mixer
    DE2004143A1 (en) 1970-01-30 1971-08-19 Bayer Ag Device for the production of emulsions or suspensions
    US4175873A (en) * 1976-09-10 1979-11-27 Funken Co., Ltd. Process and apparatus for mechanically mixing two immiscible liquids and one or more other substances
    EP0036067A2 (en) 1980-03-14 1981-09-23 Haagen &amp; Rinau Apparatus for mixing and homogenizing at least two materials
    DE3611048A1 (en) * 1986-04-02 1987-10-08 Gyproc Gmbh Baustoffproduktion Mixer
    EP0760254A1 (en) * 1995-08-29 1997-03-05 Vakumix Rühr- und Homogenisiertechnik Aktiengesellschaft Device for homogenising flowable materials
    EP0769254A2 (en) 1995-10-19 1997-04-23 Anita INTERNATIONAL, Dr. Helbig GmbH &amp; Co. KG Corselet
    DE29608713U1 (en) 1996-05-14 1996-08-08 Wittek, Axel, 25582 Hohenaspe Dispersing device
    DE29608712U1 (en) 1996-05-14 1996-09-05 Wittek Axel Homogenizer
    DE19829646A1 (en) 1998-07-02 2000-01-05 Wella Ag Process for the preparation of aqueous solutions of alkyl ether sulfates

    Non-Patent Citations (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Title
    "BECOMIX DUO-HOMOGENISATOR", PROSPEKT BECOMIX, XX, XX, 1 January 1900 (1900-01-01), XX, pages 01 - 04, XP002905865

    Cited By (13)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE10204921C1 (en) * 2002-02-07 2003-10-16 Romaco Ag Frymakoruma Rheinfel Dispersing apparatus
    US7331540B2 (en) 2002-02-07 2008-02-19 Frymakoruma Ag Dispersing device
    DE102004025281A1 (en) * 2004-05-19 2005-12-15 Henkel Kgaa Preparation of composition, useful for coloring keratin fibers e.g. human hair, fur, wool, cotton, jute and polyester fibers, comprises preparing an emulsion of cold aqueous phase and hot fat and/or oil phase by hot/cold procedure
    DE102004025281B4 (en) * 2004-05-19 2008-09-04 Henkel Ag & Co. Kgaa Process for the preparation of agents for coloring keratinic fibers
    DE102007016445A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-09 Beiersdorf Ag Preparing fluid cationic emulsion, useful e.g. as an sun protective agent and insect repellent, comprises emulsifying water phase/fat phase comprising cationic emulsifying agent, and subsequently homogenizing and cooling
    WO2009135624A3 (en) * 2008-05-06 2010-04-15 Axel Wittek Rotor/stator system and method for producing dispersions
    WO2009135624A2 (en) * 2008-05-06 2009-11-12 Axel Wittek Rotor/stator system for producing dispersions
    US9527048B2 (en) 2008-05-06 2016-12-27 Axel Wittek Rotor-stator system for the production of dispersions
    WO2010025913A3 (en) * 2008-09-05 2010-07-15 Axel Wittek Installation components for an installation for producing dispersions, comrpising inter alia two inlet pipes, an intermediate piece, a rotor-stator dispersion machine and an outlet device
    EP2572777A1 (en) * 2008-09-05 2013-03-27 Axel Wittek Outlet means of a rotor-stator-dispersion machine
    US8820796B2 (en) 2008-09-05 2014-09-02 Axel Wittek Transitional elements for the transfer of dispersions during processing in a rotor-stator dispersion machine
    US9249910B2 (en) 2008-09-05 2016-02-02 Axel Wittek Transitional elements for the transfer of dispersions during processing in a rotor-stator dispersion machine
    EP3202489A3 (en) * 2016-01-14 2017-12-20 symex GmbH & Co. KG Pumping and/or mixing device for conveying, homogenizing and/or dispersing flowable products

    Also Published As

    Publication number Publication date
    JP2004524131A (en) 2004-08-12
    JP4975929B2 (en) 2012-07-11
    WO2001056687A1 (en) 2001-08-09
    EP1121974B1 (en) 2013-06-12

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    AT414101B (en) METHOD AND DEVICE FOR MIXING FLUIDABLE SUBSTANCES
    EP1943009B1 (en) Apparatus and method for mixing liquid colours and use of such a method for colouring plastics
    EP0291820B1 (en) Mixer for mixing two or more fluids, especially for starting or carrying out a reaction during mixing
    EP2720783B1 (en) System for dispersing finely dispersed solids into high-viscosity products
    EP2331244B1 (en) Intermediate piece for a rotor-stator dispersion machine
    DE102010028774A1 (en) Emulsifying device for the continuous production of emulsions and / or dispersions
    EP0729780A2 (en) Installation for mixing liquids with solid materials
    DE202009017944U1 (en) Rotor-stator system for producing dispersions
    DE3874114T2 (en) STIRRING DEVICE FOR MIXING APPLIANCES FOR POWDERED, PASTEY OR GRAINED PRODUCTS.
    EP1121974B1 (en) Mixing apparatus and use
    EP3202489B1 (en) Device for homogenizing and/or dispersing flowable products
    WO2007065572A2 (en) Large-scale reactor or thin-film evaporator with premixing unit
    DE10354888B4 (en) Colloidal mixer and process for the colloidal treatment of a mixture
    DE19537303A1 (en) Device for homogenizing flowable substances
    EP0760254B1 (en) Device for homogenising flowable materials
    EP1964604A2 (en) Method and device for continuous production of a mixture composed of at least two different flow-capable phases
    EP0620778A1 (en) Device for extruding products from cross-linked polymers.
    EP0645179B1 (en) Grinding mill and mixer containing said grinding mill
    DE2300475A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MIXING MATERIALS
    EP1616487A1 (en) Process and apparatus for continuously preparing fat containing masses to be processed
    CN2456828Y (en) Liquid mixer
    DE19916053B4 (en) Device for homogenizing flowable substances
    DE19628104A1 (en) Method and device for the continuous preparation of fat-containing masses to be processed
    EP3639915A1 (en) Multi-level stirring element
    DE20002959U1 (en) Homogenizer

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20010519

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

    AX Request for extension of the european patent

    Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

    TPAD Observations filed by third parties

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS TIPA

    TPAD Observations filed by third parties

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS TIPA

    TPAD Observations filed by third parties

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS TIPA

    AKX Designation fees paid

    Free format text: AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

    AXX Extension fees paid

    Free format text: RO PAYMENT 20010807;SI PAYMENT 20010807

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: TETRA LAVAL HOLDING & FINANCE S.A.

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 20030404

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: TETRA LAVAL HOLDINGS & FINANCE S.A.

    GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

    GRAS Grant fee paid

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: RO SI

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: NOT ENGLISH

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: EP

    REG Reference to a national code

    Ref country code: AT

    Ref legal event code: REF

    Ref document number: 616462

    Country of ref document: AT

    Kind code of ref document: T

    Effective date: 20130615

    REG Reference to a national code

    Ref country code: IE

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R096

    Ref document number: 50016323

    Country of ref document: DE

    Effective date: 20130801

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: ES

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130923

    Ref country code: GR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130913

    Ref country code: SE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130612

    Ref country code: FI

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130612

    REG Reference to a national code

    Ref country code: NL

    Ref legal event code: VDEP

    Effective date: 20130612

    BERE Be: lapsed

    Owner name: TETRA LAVAL HOLDINGS & FINANCE S.A.

    Effective date: 20130731

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: PT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20131014

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: NL

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130612

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: PL

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: MC

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130612

    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    REG Reference to a national code

    Ref country code: IE

    Ref legal event code: MM4A

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DK

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130612

    Ref country code: CH

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130731

    Ref country code: BE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130731

    Ref country code: LI

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130731

    26N No opposition filed

    Effective date: 20140313

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130612

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R097

    Ref document number: 50016323

    Country of ref document: DE

    Effective date: 20140313

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130710

    REG Reference to a national code

    Ref country code: AT

    Ref legal event code: MM01

    Ref document number: 616462

    Country of ref document: AT

    Kind code of ref document: T

    Effective date: 20130710

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: AT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130710

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: PLFP

    Year of fee payment: 16

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: CY

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20130612

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: LU

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130710

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: PLFP

    Year of fee payment: 17

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: PLFP

    Year of fee payment: 18

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: PLFP

    Year of fee payment: 19

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: FR

    Payment date: 20180612

    Year of fee payment: 19

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Payment date: 20180704

    Year of fee payment: 19

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Payment date: 20190625

    Year of fee payment: 20

    GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

    Effective date: 20190710

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20190710

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: FR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20190731

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R071

    Ref document number: 50016323

    Country of ref document: DE