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液體處理混合器及方法_2

文檔序號:9437443閱讀:來源:國知局
栗送裝置112下游。
[0032]栗送裝置112優(yōu)選地是基于側(cè)通道原理的自吸栗級,以便即使在諸如低于0.30Bar的非常差的抽吸條件下,也能夠?qū)⒗?-1OOOcP的范圍內(nèi)的低粘性產(chǎn)物和中粘性產(chǎn)物兩者栗送/使兩者循環(huán)。在其他實施例中,栗送裝置112可以包括雙螺桿栗或者提供與側(cè)通道栗的栗送能力基本相同的栗送能力的液體栗。
[0033]混合器裝置114優(yōu)選是基于轉(zhuǎn)子定子原理的高剪切混合級。因而,高剪切混合級114能夠創(chuàng)建高水平的剪切和湍流,因而能使所摻入的液體和粉末成分分散、乳化和/或溶解。轉(zhuǎn)子定子系統(tǒng)不能創(chuàng)建栗送效應(yīng)或能夠創(chuàng)建非常有限的栗送效應(yīng),并且,對于某些粘度,該系統(tǒng)甚至可能引起壓力下降。
[0034]栗送裝置112和混合裝置114由一個共同的電動機驅(qū)動或替代地由兩個分開的電動機驅(qū)動??傠妱訖C規(guī)格在某些情況下將選擇為約15kW,例如在12kW和15kW之間。對于15kff的總功率,即對于每一級約7.5kW,概念驗證測試已證實,對于約IcP范圍內(nèi)的低粘性產(chǎn)物,在2.5Bar下可以循環(huán)超過35m3/h。對于約100cP范圍內(nèi)的中粘性產(chǎn)物,在2.5Bar下相同的功率也可以提供超過25m3/h的循環(huán)。這些特定的能力使得能夠以所要求的速率引入粉末,這將在下文進一步描述。
[0035]如前所述,混合單元110可被配置成使液體通過分批式罐20循環(huán)。在這樣的實施例中,優(yōu)選混合單元110的位置靠近分批式罐以省去對入口栗或出口增壓栗的需要。此外,混合器100包括用于連接混合器100與分批式罐的入口的出口 106,如圖2中“B”所示。
[0036]節(jié)流閥120被優(yōu)選地用于在混合單元110上游,即在所述節(jié)流閥和所述混合單元之間創(chuàng)建負壓區(qū)或真空區(qū)130。實際的真空度可以通過壓力傳感器122,例如與真空區(qū)130流體連接的壓力計來指示。優(yōu)選地,節(jié)流閥120是被電子控制的座閥或膜閥。
[0037]真空區(qū)130包括至少一個添加劑入口 132、134,以便讓另外的化合物進入將被混合的液體中。另外的化合物可以例如涉及代表特定香料或其它成分的固體粉末,以及其它的液體,如油等等。
[0038]所述成分入口 132、134優(yōu)選地布置在真空區(qū)130,即在節(jié)流閥120和混合器單元110之間。
[0039]與液體成分相比,可以在更遠一點的上游將粉末成分引入,因為粉末的一定程度的擴散和預(yù)濕對分散和溶解有益,而液體成分最好在緊接混合階段110之前引入,特別是在冷-熱乳化過程中。在具體的實施例中,粉末入口 132可以連接到粉末料斗140、大袋站等,或安裝有料斗以便手動拆袋。
[0040]各添加劑入口 132、134優(yōu)選地布置成與相應(yīng)的入口閥133、135流體連接。添加劑入口閥133、135的開口可以任意設(shè)定,以控制給料速率,可以由操作者迅速關(guān)閉,例如,在粉末老鼠洞正在形成的情況下。
[0041]在又一個實施例中,添加劑入口 134b被設(shè)置在混合單元110內(nèi),剛好在高剪切混合器裝置114的上游。這被表示在圖2中。其中提供相應(yīng)的控制閥135b以允許通過入口134b進一步添加成分。添加劑入口 134b可替代先前描述的入口 134,或者它可以提供作為附加的入口。優(yōu)選地,任選的入口 134b用于添加進一步的液體,如油,到待進行處理的主液體中。
[0042]粉末添加劑入口閥133與液體產(chǎn)品流對準(zhǔn)的位置形成反沖洗,即當(dāng)液體進入干燥相時,幾乎不可能并且顯著減少粉末閥有關(guān)的生產(chǎn)停止的風(fēng)險。
[0043]事實上,概念驗證測試已經(jīng)驗證了即使粉末引進閥有缺損及留下部分打開,粉末接口也保持干燥。
[0044]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3,示出了混合器200的另一個實施例。混合器200類似于圖1的混合器100,也就是說,它包括入口 202、混合單元210和設(shè)置在混合單元210上游的負壓區(qū)230。混合單元210是兩級混合單元,包括栗送裝置212和混合裝置214,類似于如前所述的。此夕卜,添加劑入口 232、234、234b被提供用于加入固體、液體或氣態(tài)物質(zhì)到流過混合器200的液體中。附加的閥233、235、235b被設(shè)置用于每個入口 232、234、234b以便控制要添加的成分的量。
[0045]然而,在本實施例中,負壓區(qū)230是通過與混合單元210(并且因此與栗送裝置212)流體連接的脫氣容器250提供的。
[0046]液體被導(dǎo)入脫氣容器250,脫氣容器250具有設(shè)置在底端的液體出口 252。液體通過出口 252離開脫氣容器250,并進一步通過管或其它合適的導(dǎo)管204導(dǎo)入混合單元210中。在出口 252和混合單元210之間,提供添加劑入口 232、234,以便添加劑(如粉末或進一步的液體)能被引入到從脫氣容器250流來的液體中。
[0047]混合單元210提供了液體的機械處理以進一步改進混合。混合單元210的出口端被連接到另一管206,管206在其相對端被連接到三通閥260。三通閥260因此能夠引導(dǎo)液體流通過連接到脫氣容器250的入口 254的第一端口、連接到分批式罐(未示出)或任何其它下游加工裝備的第二端口、或兩者。三通閥260因此能夠提供脫氣容器再循環(huán)與到例如分批式罐的輸出不同的比率。事實上,三通閥260可以針對任何給定的比率被連續(xù)控制。
[0048]該脫氣容器250的上部設(shè)有用于使空氣從容器250逸出的空氣出口 256,該出口256由脫氣閥258來控制。
[0049]在轉(zhuǎn)到圖3中所示出的不同的構(gòu)件的具體細節(jié)之前,將給出混合器200的工作原理的總體解釋。
[0050]例如在利用液體產(chǎn)物來使固體添加劑很好地分散或溶解的情形下使液體混合時,將初始的液體存儲于分批式罐中或流動于上游處理裝備中。然后,將液體饋送至脫氣容器250中,將脫氣容器250填充至預(yù)定的最大水平高度。此時,將容器250從大氣阻隔開來,并且,控制混合單元210來將液體從脫氣容器250抽出。一旦將液體從容器250抽出,容器250內(nèi)的液位就將下降,據(jù)此,容器250內(nèi)側(cè)的壓力將相應(yīng)地下降。在達到期望的真空度時,借助于三通閥260來建立分批式罐內(nèi)的環(huán)流或至下游處理裝備的輸出,三通閥260配置成使一部分出口流從混合單元210再循環(huán)回到容器250中,并且,使剩余的部分再循環(huán)至分批式罐或另一下游處理裝備。
[0051]在混合的期間,可以降低液位,以便通過連續(xù)地控制三通閥260的位置來維持容器250中的真空。在液位達到預(yù)定義的液位下限時,三通閥260的位置將改變,以便提供液體至容器250中的100%再循環(huán)。相應(yīng)地,通過打開通風(fēng)閥258來釋放真空。然后,將另外的液體從入口 202引入容器250中,因而將容器250的頂部空間中的空氣推出。應(yīng)當(dāng)注意至IJ,在釋放真空時,所生成的泡沫,例如較大的氣泡將解體。該“消泡”系統(tǒng)確保在該再填充步驟中沒有或極少有產(chǎn)物/泡沫被推出。
[0052]現(xiàn)在,返回至圖3,由布置在脫氣容器250的上游的入口 202處的入口閥203控制液體源。優(yōu)選地控制入口閥203,使得脫氣容器250內(nèi)的液位處于預(yù)定義的區(qū)間內(nèi)。
[0053]如已經(jīng)描述的,混合器單元210包含二級,在一個實施例中,該二級可以是基于雙螺桿原理的自吸栗送裝置212和基于轉(zhuǎn)子定子原理的高剪切混合裝置214。典型地,雙螺桿栗具有圓筒形主體,在該筒柱形主體中,兩個平行的且偏心的螺桿彼此嚙合。在使螺桿旋轉(zhuǎn)時,液體將被抽出,因而提供栗送動作。
[0054]在其他實施例中,栗送裝置212可以是液體環(huán)栗或側(cè)通道栗。通常,栗送裝置212應(yīng)當(dāng)是自吸栗。
[0055]優(yōu)選地,即使在諸如低于0.15Bar的非常差的抽吸條件下,栗送裝置212也能夠?qū)⒗?-lOOOOOcP的范圍內(nèi)的低粘性產(chǎn)物和高粘性產(chǎn)物兩者栗送/使兩者循環(huán)。所提出的雙螺桿裝置的有利點在于:該裝置只會對循環(huán)流體賦予非常有限的剪切,而同時還允許大顆粒不破裂地經(jīng)過。作為示例,直徑為20_的顆粒可以流過栗送裝置212 ;然而,精確的尺寸取決于雙螺桿的所選擇的螺距。
[0056]因而,栗送裝置212不但能夠提供脫氣容器250內(nèi)的負壓,而且還能夠同樣在存在這樣的負壓的情況下將液體從該脫氣容器栗送出來。
[0057]混合裝置214,即用于提供高剪切混合的裝置,能夠創(chuàng)建高水平的剪切和湍流,因而使所摻入的液體和粉末成分分散、乳化和/或溶解。因而,所提出的轉(zhuǎn)子定子系統(tǒng)不能創(chuàng)建栗送效應(yīng)或
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