Vertikaler Allrounder

Vertikale Konustrockner der Baureihe HVW von AVA-Huep zeichnen sich durch ihre hohe Restentleerbarkeit, ihre schonende Produktbehandlung und ihre gute Reinigbarkeit aus. Weitere Vorteile des Apparates liegen in dem einfachen Aufbau, dem Verzicht auf produktberührte Wellenabdichtungen sowie dem für den Wärmeeintrag günstigen Verhältnis der Apparateoberfläche zum Nutzvolumen.

Die vertikalen Apparate der Baureihe HVW sind aus einem konischen Behälter mit einem sich anschließenden kurzen zylindrischen Behälterteil aufgebaut. Nach oben hin ist der Mischer mit einem Klöpperboden verschlossen. Das Mischwerk besteht aus einer randgängigen konischen Mischwendel, die über Stege mit einer zentrisch angeordneten Welle verschweißt ist. Große Radien an den Schweißnähten und runde Stege ermöglichen eine gute Reinigbarkeit. Das Mischwerk ist über den Deckel fliegend gelagert, da bei diesem System bewusst auf produktberührte Wellenabdichtungen verzichtet wurde. Je nach Anwendungsfall wird die Mischwendel einfach oder doppelgängig ausgeführt, wobei das doppelgängige Mischwerk eine größere selbstzentrierende Wirkung besitzt und so auch für schwierigere Produkte einsetzbar ist.

Mittig auf dem Mischerdeckel ist eine Antriebskonsole mit integrierter Lagerung und Wellenabdichtung sowie aufgebautem Getriebemotor angeordnet. Ebenfalls auf dem Deckel befinden sich die Produktzugabestutzen und je nach Anwendungsfall Stutzen für Reinigungsdüsen (CIP), Messgeräte, und Brüdenfilter. Über eine große Entleeröffnung an der untersten Stelle des Behälters wird das Produkt nach Beendigung des Misch- oder Trocknungsprozesses ausgetragen. Bedingt durch die konische Behälterform ist eine sehr weitgehende Restentleerung möglich. Die Mischwirkung beruht im Wesentlichen auf gegenläufigen Mischgutbewegungen innerhalb des Behälters. Die außenliegende Mischwendel transportiert das Produkt im Bereich der Wand empor, während es im Behälterinneren wieder nach unten sinkt. Auf diese Weise nimmt das gesamte Produkt am Mischvorgang teil und man erreicht nach kurzer Zeit reproduzierbare Mischungen von hoher Mischgüte. Der Einsatz als Trockner nach dem Prinzip der Kontakttrocknung erfordert lediglich die Beheizung des Behälters über einen Doppelmantel. Für Anwendungen, bei denen hohe Verdampfungsleistungen gefordert sind, wird zusätzlich das Mischwerk beheizt. Gegenüber zylindrischen Apparaten besitzt der Konusapparat ein deutlich größeres Oberfläche/Volumen-Verhältnis, das einen sehr hohen Energieeintrag in das Produkt ermöglicht. Außerdem sorgt das randgängige Mischwerk für einen intensiven Kontakt des Produktes mit der beheizten Wandung und fördert somit den Wärmeübergang.

In der Chemie- und Pharmaindustrie müssen eine Vielzahl von pulvrigen Produkten nach der mechanischen Entwässerung auf Zentrifugen oder Filterapparaten getrocknet werden. Die Trockner werden nicht selten für unterschiedlichste Produkte eingesetzt, wobei der Apparat vor einem Produktwechsel gut reinigbar sein muss. Für diesen Anwendungsfall haben sich Konustrockner der Baureihe HVW gut bewährt.

Die Reinigung des Produktraumes erfolgt zumeist über im Deckel angeordnete Reinigungssprühköpfe, die den gesamten Produktraum erfassen. Je nach Kundenanforderung kommen auch Apparate mit einem nach oben ausfahrbaren Mischwerk zum Einsatz, so dass eine gute Zugänglichkeit zum Produktraum gegeben ist.

Bei temperaturempfindlichen Produkten oder bei Produkten mit sehr schwierigem Trocknungsverhalten kann die Trocknungszeit deutlich verkürzt werden, wenn gegen Ende des Prozesses (2. oder 3. Trocknungsabschnitt) eine Kombination aus Kontakttrocknung und konvektiver Trocknung angewandt wird. Hierzu wird im unteren Teil des Konus Schleppgas zugegeben, wobei man in Folge der vertikal, konischen Bauart eine sehr effiziente Stoffübertragung und damit verkürzte Trocknungszeiten erreicht.

Bei den meisten chemischen Prozessen ist die gezielte Einstellung von Druck- und Temperaturverhältnissen Voraussetzung für einen optimalen Reaktionsablauf. Betrachtet man die Einsatzgrenzen der HVW-Standardausführung (-20/350 °C, -1/+10 bar), so lassen sich viele Prozesse realisieren. In Konkurrenz zum gewöhnlichen Rührkesselreaktor ist der Konusapparat dort überlegen, wo schnelle Aufheiz- oder Abkühlvorgänge erforderlich sind. Weitere Vorteile gegenüber einem Rührkessel zeigt der Konusreaktor bei Polymerisationsreaktionen, bei denen es in der Regel zu ausgeprägt viskosen Phasen kommt. Hier zeigt sich die Stärke des robust und wandgängig ausgeführten Mischwerkes, das stets einer Gefahr der Zusetzung von Heiz- und Kühlflächen entgegenwirkt. Der schnelle Austrag viskoser Stoffe wird zudem durch die konische Behälterbauart unterstützt. Bei einigen Anwendungsfällen kann das Produkt mit Hilfe der Wendel auch herausgedrückt werden, indem die Drehrichtung des Mischorganes umgekehrt wird.

Proteinlösungen finden in Zweigen der Nahrungsmittelindustrie Verwendung als Ausgangsstoff für eine Vielzahl von Produkten. Hier besteht innerhalb der Produktionskette die Forderung, die Proteinlösung durch das Verdampfen von Wasser einzudicken. Da sich zu lange Behandlungszeiten negativ auf Geschmack und Qualität auswirken, wurde nach einem Verfahren gesucht, das sich sowohl durch eine hohe Verdampfungsleistung als auch durch eine gute Reinigbarkeit auszeichnet. Für diesen Anwendungsfall hat sich der Einsatz eines Konustrockners der Baureihe HVW mit beheizter Mischwendel und integriertem CIP-System bestens bewährt. Für den Apparat wurde eigens ein beheiztes Mischwerk entwickelt, das 2/3 der gesamten Verdampfungsleistung übernimmt.

Ermöglicht wurde dies durch speziell ausgeführte Wärmeübertragungsflächen, die auch bei einem niedrigen Produktfüllgrad in der Maschine fast vollständig für den Trocknungsprozess zur Verfügung stehen. Die Prozessüberwachung erfolgt in der Regel mit Hilfe eines Refraktometers oder eines Konzentrationsmessgerätes, mit denen sich exakt reproduzierbare Produktqualitäten erzielen lassen. Im Gegensatz zu anderen Verdampferbauarten ist dieses System auch für Flüssigkeiten mit beliebig hohem Feststoffanteil geeignet.

Wichtigstes Kriterium für die Auslegung eines Apparates ist immer der jeweilige Anwendungsfall. In der Regel werden gemeinsam mit dem Anwender Versuchsreihen auf Pilotmaschinen durchgeführt, um so eine optimale Apparateauslegung und somit eine hohe Effizienz für den jeweiligen Einsatzfall zu gewährleisten. Sämtliche Versuchsparameter werden erfasst und detailliert dokumentiert. Eine Zusammenfassung mit allen relevanten Daten erhält der Anwender noch am gleichen Tag in Form eines Versuchsberichtes. Entsprechend der Anwenderspezifikation bzw. je nach Anwendungsfall sind die Apparate in allen gängigen Edelstahl- und Nickel-Basis-Werkstoffen bis hin zu Titanwerkstoffen verfügbar.

Halle 6.0, Stand D27-D28