涡流室装置及用于处理粉末颗粒或粉末颗粒前驱体的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涡流室装置。
【背景技术】
[0002] US2009/0022632中描述了这种装置的示例，特别地如旋转流化床装置。该已知的 装置包括：
[0003] 反应器，该反应器包括至少一个圆筒形或圆形室；
[0004] 用于给送至少一种气态或液态流体的装置，其中，所述流体给送装置围绕所述圆 筒形或圆形室的圆筒形或圆形壁设置；
[0005] 用于移除所述一种或更多种流体的装置；
[0006] 用于在所述圆筒形或圆形室的一侧上给送固体颗粒的装置；
[0007] 用于在所述圆筒形或圆形室的相反侧上移除所述固体颗粒的装置；
[0008] 其中，所述流体移除装置包括纵向穿过或者透入所述圆筒形或圆形室中的中央管 道，所述中央管道的壁包括用于经由所述中央管道将所述至少一种流体从圆筒形或圆形室 中移除的至少一个排放口；其中，所述流体给送装置包括围绕所述圆筒形或圆形壁分布的 流体喷射器，用于沿着所述圆筒形或圆形壁喷射呈连续层形式的所述至少一种流体，并且 使连续层形式的所述至少一种流体围绕所述中央管道旋转，同时使所述固体颗粒做旋转运 动，由此，离心力将所述固体颗粒朝向所述圆筒形或圆形壁强推通过所述层；
[0009] 其中，所述离心力平均至少等于重力的三倍，从而所述固体颗粒形成旋转流化床， 该旋转流化床在距所述中央管道一定距离处围绕所述中央管道旋转，同时沿着所述圆筒形 或圆形壁滑动，并且同时由所述至少一种流体的所述层至少部分地支撑，所述至少一种流 体在经由所述中央管道的所述排放口被移除之前穿过所述流化床；并且
[0010] 其中，向心力由施加于所述固体颗粒的所述离心力抵消。
[0011] 根据US'632,该装置的使用方法可以包括用于干燥所述固体颗粒或从所述固体颗 粒中去除挥发性成分的方法。US' 632还提供了该装置用于灌注或涂覆所述固体颗粒的使 用方法。在特别优选的实施方式中，装置的使用方法可以是干燥、提取、灌注或涂覆的方法， 其中，所述固体颗粒是谷粒、粉末或者其它农产品碎粒。
[0012] US' 632示出了该装置的多种示例，比如示例1，在示例1中，使用了厚度为5mm的 多个流体喷射缝口（例如17个缝口）。在另一示例（US' 632的示例3)中，使用了厚度为 5mm的29个喷射缝口用于喷射活性流体。在所公开的内容中并未公开实际处理粉末的示 例。
[0013] 粉末的生产和处理是一项重要的技术领域。常用的处理步骤是对粉末进行涂覆。 目前，涂覆粉末的最重要的方法是常规的流化床涂覆。在常规的流化床中，涂覆气体流动通 过粉末颗粒床。该床体膨胀并且在某一时刻被流化，这意味着床作用为单流体（例如见食 品工程期刊（Journal of Food Engineering) 53 (2002) 325-340)。通过引入涂覆流体喷雾 能够涂覆颗粒。
[0014] 尽管经常使用，但使用常规的流化床进行涂覆存在一些弊端。首先，所能够涂覆的 颗粒的类型有限。相对细小的且密度相对较低的粉末（根据熟知的Geldart分类被分类为 C组颗粒的颗粒，例如见粉末技术（Powder Technology) ,7(1973)285-292)不能通过常规 方法被流化。此外，涂覆是相对较慢的过程，从而导致相对较低的生产量。如食品工程期刊 (Journal of Food Engineering) 53 (2002) 325-340 中所估计的，这还导致至少 0.6 €/kg 的通常较高的成本。因此，涂覆通常仅用于附加值相对较高和/或生产量相对较低的产品。
[0015] 尽管如此，但将涂覆应用于高生产量的产品（例如食用粉）将会是非常有利的。对 于食用粉而言，通过保护所谓的游离脂肪而降低粘性、提高流动性以及延长保质期，涂覆将 会是有利的。因此，本发明的目的是获得一种快速的且适于较大范围的粉末的粉末颗粒涂 覆方法。
[0016] 从溶液或悬液中产生粉末的最常用的方法是喷雾干燥法（在K. Masters的喷雾干 燥法指南中能够找到喷雾干燥法技术的概述）。喷雾干燥法基本上包括使待转化成粉末的 雾状液滴与热干燥空气接触。喷雾干燥法存在一些弊端。这些弊端大体上与干燥期间存在 的由干燥气体与所要干燥的微滴之间的速度差很小引起的小的热质传递效率有关。因此， 喷雾干燥器通常非常大，这导致投资成本高。大尺寸的喷雾干燥器还难以控制所有的颗粒 经受相同的处理。其难以实现导致粉末颗粒的性能非最优。喷雾干燥还限制了处理的操作 窗口使得处理就例如能量效率而言并不是最优的。对此，本发明的目的是获得高热质传递 速率的粉末干燥方法。
[0017] 而且，目的在于提供一种通过干燥将液滴转化成固体颗粒即，制粒的有效方法。
【发明内容】
[0018] 鉴于所提出的目的，本发明提供了一种改进的装置。特别地，根据本发明的装置的 特征在于权利要求1所述的特征。已经发现，所发明的装置能够非常高效、经济地处理粉末 颗粒。特别地，已经发现，根据本发明的装置能够成功地流化相对大量的粉末。
[0019] 特别地，涡流室装置可以包括：
[0020] -反应器，该反应器包括截面呈大致圆形的至少一个室；
[0021] -用于将至少一种呈气态或液态的流体给送到室中的装置；
[0022] -用于将所述一种或更多种流体从室中移除的装置；
[0023] -用于将粉末颗粒或粉末颗粒前驱体给送至所述室的装置；
[0024] 其中，所述流体移除装置包括用于将所述至少一种流体从室中移除的至少一个排 放口；
[0025] 其中，所述流体给送装置包括流体喷射器，该流体喷射器绕所述室壁分布用于沿 所述壁喷射所述至少一种流体，以将动量传递至所述粉末颗粒或所述粉末颗粒前驱体以能 够进行旋转运动，由此，离心力将颗粒或前驱体朝向所述壁强推通过所述喷射出的流体；
[0026] 由此，所述粉末颗粒或所述粉末颗粒前驱体形成旋转流化床，该旋转流化床在距 所述流体排放口一定距离处围绕所述流体排放口旋转，同时沿着所述室壁滑动并且同时由 所述至少一种流体至少部分地支撑，所述至少一种流体在经由所述排放口被移除之前穿过 所述流化床；
[0027] 其中，所述流体给送装置包括多于11个的主流体喷射器，流体喷射器中的每个流 体注入器均包括具有小于Imm的缝口宽度的流体喷射缝口。
[0028] 所述流体给送装置可以包括至少30个流体喷射器。通过包括至少50个流体喷射 器例如至少70个流体喷射器的装置已经获得了好的效果。
[0029] 在另一实施方式中，流体喷射器中的每个流体喷射器均具有小于0. 5_的缝口宽 度，例如具有在约〇. 1_至〇.2mm的范围内的宽度。
[0030] 在又一实施方式中，涡流室装置可以具有包括第一部段和第二部段的室，第一部 段包括所述主流体喷射器，第二部段与第一部段邻接，室第二部段包括多个副流体喷射器， 这些副流体喷射器用于将例如在成分、温度、喷射压力和/或流速方面与由主流体喷射器 喷射的流体不同的流体给送到室中。
[0031] 在另外的实施方式中，该装置可以包括用于将室第一部段与室第二部段彼此分开 的隔件。
[0032] 在又一方面中，该装置能够包括用于将液体给送到室中的液体喷射器例如喷雾 器。特别地，喷射器能够构造成将液滴例如雾状或喷雾状液体给送到室中。
[0033] 在操作期间，例如向心力（或气固径向阻力）可以由施加于所述固体颗粒或所述 前驱体的所述离心力抵消。
[0034] 本发明的方面提供了一种用于例如使用根据本发明的涡流室装置对粉末颗粒或 粉末颗粒前驱体进行处理的方法，该方法包括下述步骤：
[0035] -沿着截面呈大致圆形的室的壁喷射至少一种流体；
[0036] -经由流体排放口从室中移除所述一种或更多种流体；
[0037] -将粉末颗粒或粉末颗粒前驱体给送至所述室，其中，喷射出的流体将动量传递至 所述粉末颗粒或所述粉末颗粒前驱体以能够进行旋转运动，由此，离心力将颗粒或前驱体 朝向所述壁强推通过所述喷射出的流体，其中，粉末颗粒或粉末颗粒前驱体形成旋转流化 床，该旋转流化床在距所述流体排放口一定距离处围绕所述流体排放口旋转，同时沿着所 述壁滑动并且同时由所述至少一种流体至少部分地支撑，所述至少一种流体在经由所述排 放口被移除之前穿过所述流化床；
[0038] 其中，所述流体经由多于11个的主流体喷射器喷射，每个流体喷射器在相应的流 体喷射器处产生层厚度小于Imm的流体层，其中，优选地使用多于30个的主流体喷射器11， 优选地在相应的流体喷射器处产生层厚度小于〇. 5mm的流体层。
[0039] 例如，该方法包括将湿颗粒给送至室，并且在室中对所述颗粒进行干燥。
[0040]