Ein derartiges Verfahren ist durch die DE 195 12 448. C2 bekannt geworden.

Mit dem bekannten Verfahren wird kontaminiertes Material, insbesondere Boden- materialien, in einem chargenweise betriebenen Mischer mit Ozon-lonen behandelt, damit die im Bodenmaterial vorhandenen Schadstoffe abgebaut werden. Die oxidier- baren Schadstoffe werden in umweltfreundiiche Komponenten wie Sauerstoff, Was- ser oder Kohlendioxid zerlegt. Organische und anorganische Schadstoffe, mit denen ein Bodenmaterial verseucht ist, werden mit einer Behandlung durch Ozon-lonen, die eine verstärkte Oxidationsfähigkeit im Vergleich zu nicht-ionisierten Ozon-Molekülen aufweisen, abgebaut. Dabei wird das in einem Mischer verseuchte Bodenmaterial unter Einleitung von Ozon-lonen bewegt.

Weiterhin ist aus der DE-OS 43 02 020 ein Verfahren zur oxidativen Zerstörung von in Böden abgelagerten Substanzen bekannt, das den Boden in einem Drehreaktor mit ozonhaltigem Sauerstoff behandelt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Produkteigenschaften von Schüttgütern unter Behandlung mit einem 02/03-Gasgemisch gezielt so zu verändern, dass ein vorgegebener pH-Wert im mit O2/O3-Gasgemisch behandelten Schüttgut vorliegt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das im Behältnis zu behan- delnde Schüttgut vor und/oder während der Behandlung mit dem 02/03-Gasgemisch befeuchtet wird, so dass sich eine Schüttgutfeuchte von x : g 40% bezogen auf die Gesamtmasse des zu behandelnden Schüttgutes einstellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat damit den wesentlichen Vorteil, dass über die Feuchtigkeitszugabe der Reaktionsumfang zwischen dem 02/Os-Gasgemisch und dem zu behandelnden Schüttgut gezielt gesteuert werden kann. Mit dem Maß an Feuchtigkeitszugabe wird nicht nur die Oxidation, die Ketten-und/oder Ringaufspal- tung von organischen Schüttgütern kontrolliert, sondern es kann auch ein pH-Wert im zu behandelnden Schüttgut vorgegeben werden, von dem aus die O2/O3-Gasge- mischbehandlung startet. Mit der Schüttgutbefeuchtung können die einzelnen Parti- kel aufgequollen oder mit einem Flüssigkeitsfilm überzogen werden, was die Oxida- tion einzelner Elementegruppen je nach zu behandelndem Schüttgut begünstigt. Die in das zu behandelnde Schüttgut eingebrachte Feuchte kann mit dem 02/03-Gasge- misch reagieren oder die Reaktion mit dem Schüttgut selbst gezielt unterstützen.

Grenzflächenreaktionen werden positiv beeinflusst und einzelne Partikel des Schütt- guts werden für die Oxidation mit dem 02/Os-Gasgemisch besser zugänglich. Eine gezielte Reaktionsführung ist möglich.

Feuchtigkeit wird einem zu behandelnden Schüttgut nur in dem Umfang zugegeben, wie es ein fluidisierbares, rieselfähiges Schüttgutverhalten zumindest ansatzweise behält. Das zu behandelnde Schüttgut wird in einem Mischer so intensiv bewegt, dass die befeuchteten oder eine bestimmte Feuchtigkeit aufweisenden Schüttgut- partikel bestmöglich mit dem in den Mischer eingeleiteten O2/O3-Gasgemisch in Berührung kommen und die gewünschte Reaktion ablaufen kann. Das zu behandeln- de Schüttgut, wie beispielsweise Stärke, Kakaobruch, Kaolin oder Holzschliff wird nur so stark vor und/oder während der 02/03-Gasgemischbehandlung befeuchtet, wie dies für die gewünschte Reaktionsführung notwendig ist. Mit dem erfindungsge- mäßen Verfahren kann sehr effektiv innerhalb kürzester Reaktionszeiten, die zwi- schen einer Minute und 60 Minuten liegen, eine pH-Wertveränderung gezielt herbei- geführt werden, beispielsweise bei Stärke von pH 5, 5 auf pH 3,0, die Hydrophilität kann verstärkt werden, das Löslichkeitsverhalten in Abhängigkeit von der Temperatur kann verändert, beispielsweise abgesenkt werden, und eine Viskositätsveränderung, beispielsweise eine Viskositätserniedrigung bei konstantem Feststoffgehalt in einer Lösung kann erreicht werden. Die Bewegung des zu behandlenden Schüttguts im Mischer kann mit verschiedensten Mischelementen erfolgen und das Mischbehältnis kann dabei weitgehend horizontal, schräg zur Horizontalebene oder vertikal ausgerichtet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für den Chargenbetrieb, den quasi-kontinuierlichen Betrieb und den kontinuierlichen Betrieb geeignet.

Bei anderen Schüttgütern wird mit dem Maß der Befeuchtung vor und/oder während der O2/O3-Gasgemischbehandlung die Produktempfindlichkeit eines zu behandeln- den Schüttguts gegen das 02/03-Gasgemisch verstärkt oder abgeschwächt. Alkohol- gruppen werden gezielt in Säuregruppen umgebaut, das behandelte Endprodukt wird gewünscht polarer gestaltet, oder in Naturstoffen vorkommende Verbindungen wer- den oxidiert, so dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Schüttgüter eine geringere Farbtönung aufweisen und sich bei hoher Konzentration in einer Lösung eine verringerte Viskosität einstellt. Es lassen sich beispielsweise in Abhän- gigkeit von der Feuchte vor und/oder während der 02/03-Gasgemischbehandlung in einem Schüttgut vorhandene Mikroorganismen inaktivieren. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch den im Behältnis sichergestellten großen Gas-Feststoffaustausch eine hohe Umsetzung von Ozon sichergestellt ist. In das zu behandelnde Schüttgut eingeleitetes Ozon wird zu 70-100%, je nach Schüttgut und Prozessführung, umgesetzt, so dass im Abgas nur noch geringste Ozonanteile zu 02 reduziert werden müssen, bevor das Gas belastungsfrei an die Atmosphäre abgegeben werden kann.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu behan- delnde Schüttgut vor und/oder während der Behandlung mit dem 02/03-Gasgemisch gekühlt oder erwärmt.

Dies hat den Vorteil, dass bei einem Reaktionsablauf die Temperatur im zu behan- delnden Schüttgut gezielt beeinflusst werden kann. Gewünschte Prozessführungen lassen sich dadurch einfacher erreichen, die Reaktionseffektivität ist beeinflussbar- und selektive Reaktionsschritte lassen sich begünstigen. Bei exothermen Reaktionen kann durch eine Kühlung die Reaktionstemperatur im zu behandelnden Schüttgut während der O2/O3-Gasgemischbehandlung konstant gehalten werden.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu behan- delnde Schüttgut mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, wie beispielsweise Essigsäure oder Natronlauge befeuchtet.

Dies hat den Vorteil, dass bestimmte Reaktionsschritte während der 02/03-Gas- gemischbehandlung begünstigt oder verzögert werden können. Es lassen sich unter- schiedliche Produkteigenschaften erzielen, wenn man beispielsweise eine Stärkebe- handlung mit dem 02/03-Gasgemisch bei pH 5,5 oder pH 7 startet oder die Stärke vor der02/03-Gasgemischbehandlung mehr oder weniger stark mit H20 aufquillt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden natürliche Stoffanteile des zu behan- delnden Schüttguts und/oder das zu behandelnde Schüttgut selbst oxidiert und/oder depolymerisiert. Dies hat den Vorteil, dass das mit dem 02/03-Gasgemisch behan- delte Schüttgut neue Produkteigenschaften aufweist, die das unbehandelte Schüttgut noch nicht kennzeichnet. So kann das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Schüttgut in Anwendungsprozessen eingesetzt werden, die beispiels- weise ein vollkommenes Löslichkeitsverhalten bei erniedrigten Temperaturen zwin- gend fordern.

Weiterhin wird in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das zu behandelnde Schüttgut im Behältnis unter einem Druck von p 1 bar mit dem Os/Os- Gasgemisch vermischt. Dies hat den Vorteil, dass eine größere Umsetzung von 03 im zu behandelnden Schüttgut erreicht wird.

Vorteilhafterweise wird die Oxidation und/oder Depolymerisation des zu behandeln- den Schüttguts gesteuert und/oder geregelt, indem der in das Behältnis ein-und aus- strömende Ozonanteit im Gasgemisch kontinuierlich oder in bestimmten Zeitinterval- len ermittelt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Ozonanteil im Gasgemisch bestmög- lich für die Reaktion mit dem zu behandelnden Schüttgut ausgenutzt werden kann, und gleichzeitig kann die Behandlungszeit bestimmt werden, nach der das behandel- te Schüttgut die gewünschten vorgegebenen Produkteigenschaften aufweist.

Vorteilhafterweise werden die für das mit dem 02/03-Gasgemisch behandelte Schütt- gut vorgegebenen Produkteigenschaften über die Erfassung der Schüttgutfeuchte gesteuert und/oder geregelt. Dies hat den Vorteil, dass mit der Erfassung eines ein- fachen Prozessparameters die Behandlung eines Schüttguts mit dem O2/03-Gas- gemisch überwacht und überprüft werden kann.

Ein weiterer Prozessparameter ist die Variation der Ozonkonzentration im Os/Os- Gasgemisch und/oder die Verweildauer des 02/03-Gasgemisches im Behältnis.

Dies hat den Vorteil, dass die Produktempfindlichkeit des zu behandelnden Schütt- gutes generell und insbesondere gegen Ozon berücksichtigt werden kann. Produkt- qualitäten lassen sich steigern, und die für die Behandlung notwendige Ozonmenge lässt sich optimieren, d. h., minimieren.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Behältnis mit einem Produktfüllungsgrad von 10-80% betrieben wird. Dies hat den Vorteil, dass das zu behandelnde Schüttgut in einem Behältnis intensiv bewegt werden kann, so dass die benötigten Platzwechsel der einzelnen Partikel für eine homogene gleichmäßige Befeuchtung wie auch für den Kontakt mit dem 02/03-Gasgemisch sichergestellt ist. Nur durch den intensiven Austausch von Flüssigkeit, Gas mit dem zu behandelnden Schüttgut lassen sich die Einsatzmengen von Flüssigkeit und Gas minimieren und die Reaktionszeiten zwi- schen Feststoff und Gas verkürzen.

Bevorzugt wird die Oxidation und/oder Depolymerisation des zu behandelnden Schüttguts in einem chargenweise und/oder kontinuierlich arbeitenden Pflugschar- mischer durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass man das zu behandelnde Schüttgut in diesen Maschinen sowohl im Haufwerk, im mechanisch erzeugten Wirbelbett oder im Mischgutring bewegen kann. Sowohl eine homogene gleichmäßige Befeuchtung eines Schüttguts ist in diesen Maschinen möglich, wie auch die Behandlung des Schüttguts mit dem 02/03-Gasgemisch.

Besonders effektiv ist es, wenn man das 02/03-Gasgemisch und die Flüssigkeit, bestehend aus H20 oder einer wässrigen Lösung, im unteren Teil des Behältnisses gleichzeitig oder zeitversetzt in das zu behandelnde Schüttgut einleitet. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die Flüssigkeit wie auch das 02/03-Gasgemisch intensiv mit dem zu behandelnden Schüttgut in Kontakt gebracht werden kann. Lokale Konzen- trationsverstärkungen lassen sich zuverlässig vermeiden und größere Agglomera- tionen können ausgeschlossen werden.

Vorteilhafterweise kann das nach der Oxidation und/oder Depolymerisation vorlie- gende Endprodukt im Behältnis auf die gewünschte Endfeuchte getrocknet werden.

Dies hat den Vorteil, dass für die Erreichung eines gewissen Endproduktes mit einer vorgegebenen Restfeuchte keine weitere Apparatur notwendig ist, um das mit dem 02/03-Gasgemisch behandelte Schüttgut zu trocknen. Ebenfalls kann die Korn- größenverteilung des angestrebten Endprodukts durch die Variation der im Behältnis beweglich gelagerten Mischelemente und/oder durch zusätzlich im Behältnis hoch- tourig rotierende Misch-, Schneid-und/oder Agglomerationselemente eingestellt wer- den. Dies hat den Vorteil, dass man Produktvariationen in einem weiten Bereich in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den damit bevorzugt einge- setzten Maschinen erreichen kann.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung, die eine Verfahrensmöglichkeit beispielsweise beschreibt.

In dem stark schematisierten Verfahrensfließbild ist mit 10 ein Anlagenaufbau zur oxidativen Behandlung von Schüttgütern gezeigt. Das zu behandelnde Schüttgut 11 wird in einen Pflugscharmischer 12 in Pfeilrichtung 13 über den Produkteintrag- stutzen 14 eingebracht. Der Produktinnenraum des Pflugscharmischers 12 ist von einer Mischerwelle 15 durchsetzt, auf der Mischelemente 16, hier Pflugscharschau- feln, angebracht sind. Die Mischelemente 16 sind auf der Mischerwelle 15 derart angebracht, dass sie ein zu behandelndes Schüttgut 11 im Mischraum vollständig ohne Totraumzonen bewegen können. Die Mischelemente werden über die Mischer- welle 15 in Pfeilrichtung 17 gedreht und tauchen so ständig in das zu behandelnde Schüttgut 11 ein, das sich im Pflugscharmischer 12 befindet.

Über die Flüssigkeitszugabe 18 kann das zu behandelnde Schüttgut 11 im Pflug- scharmischer 12 befeuchtet werden. Als Flüssigkeitszugabe 18 wird häufig eine Lanze mit einer Düse eingesetzt, die die einzubringende Flüssigkeit versprüht. Die Flüssigkeit wird im vorliegenden Anlagenaufbau in den Bereich von hochtourig dre- henden Produktverteilungselementen 19 gesprüht, die sicherstellen, dass die zuge- führte Flüssigkeit homogen und gleichmäßig ohne Agglomerationsbildung im zu behandelnden Schüttgut 11 verteilt wird. Sowohl die Produktverteilungselemente 19 wie auch die Mischerwelle 15 werden motorisch gegebenenfalls unter Zwischen- schaltung eines Getriebes angetrieben.

Ein 02/03-Gasgemisch 20 wird in Pfeilrichtung 21 über ein Zugaberohr 22 in das feuchtigkeitsbeladene zu behandelnde Schüttgut 11 eingeführt. Das O2/Os-Gas- gemisch wird in einem Ozongenerator 23 hergestellt, der beispielsweise von Os- Sauerstoffflaschen gespeist wird. In einem ersten Gaskonzentrationmessgerät 24 wird der Ozongasanteii im 02/03-Gasgemisch bestimmt, so dass eine gezielte Ozon- behandlung des zu behandelnden Schüttgutes 11 im Pflugscharmischer 12 möglich ist. Weiterhin wird der Volumenstrom pro Zeiteinheit erfasst, mit dem das 02/03-Gas- gemisch in den Pflugscharmischer 12 einströmt. Das zu behandelnde Schüttgut 11 wird so lange im Pflugscharmischer 12 behandelt, bis die gewünschten Produkt- eigenschaften vorliegen, die mit der 02/03-Gasgemischbehandlung erreicht werden sollen. In einer Abgasleitung, die direkt mit dem Produktinnenraum des Pflugschar- mischers 12 in Verbindung steht, ist ein Druckmessgerät 25 vorgesehen, über das der Prozessdruck im Pflugscharmischer 12 erfasst und gesteuert werden kann. Der Pflugscharmischer 12 ist so ausgelegt, dass er das zu behandelnde Schüttgut 11 im Pflugscharmischer 12 sowohl unter einem erhöhten Druck als auch unter einem erniedrigten Druck, bezogen auf den Umgebungsdruck, bewegen, d. h. hier intensiv vermischen kann. Der Pflugscharmischer 12 ist weiterhin so ausgelegt, dass kein Ozon an die Umgebung austreten kann, so lange das zu behandelnde Schüttgut 11 mit dem 02/03-Gasgemisch 20 behandelt wird.

In einer Abgasleitung 26 mit nicht gezeigten Vorrichtungen zur Staubabscheidung, wie Zyklone bzw. Filter wird das ausströmende 02/03-Gasgemisch von einem zwei- ten Gaskonzentrationmessgerät 27 erfasst. In dem zweiten Gaskonzentrationmess- gerät 27 wird der im Abgas vorhandene Ozonanteil bestimmt. In einer Reduzierungs- einheit von 03-Anteilen zu 02-Gasanteilen 28 werden die im zweiten Gaskonzen- trationmessgerät 27 bestimmten Ozon-Anteile in 02-Anteile reduziert. In einem drit- ten Gaskonzentrationmessgerät 29 wird nochmals überprüft, ob der nunmehr vorlie- gende Gasstrom ozonfrei ist. Ist der vorliegende Gasstrom ozonfrei, so kann er in Pfeilrichtung 30 in die Atmosphäre ausströmen. In der Umgebung der Anlage 10 kön- nen mehrere 03-Überwachungssensoren angeordnet sein, die erhöhte Ozonwerte in der Umgebung der Anlage erfassen können. Wird eine maximal vorgegebene Kon- zentration von Ozon in der die Anlage umgebenden Atmosphäre gemessen, so schaltet der Ozongenerator 23 ab, und es wird eine Störungsmeldung angezeigt.

Der Pflugscharmischer 12 wird mit dem zu behandelnden Schüttgut 11 so befüllt, dass ein Freiraum 31 im Pflugscharmischer verbleibt, in den das zu behandelnde Schüttgut bewegt bzw. geschleudert werden kann, damit eine große Partikelbeweg- lichkeit im Mischraum des Pflugscharmischers 12 möglich ist. Über eine derartige Bewegung wird ein großer Stoffaustausch zwischen Feststoff, Flüssigkeit und Gas sichergestellt. Über einen Temperaturmessfühler 32 kann die Produkttemperatur des zu behandelnden Schüttgutes 11 während der gesamten Behandlungszeit mit dem 02/03-Gasgemisch 20 erfasst werden. Am Pflugscharmischer 12 ist eine Mantel- heizung bzw. Mantelkühlung 33 vorgesehen, über die das zu behandelnde Schüttgut 11 gekühlt bzw. beheizt werden kann. Ist die gewünschte Oxidation bzw.

Depolymerisation des zu behandelnden Schüttgutes 11 abgeschlossen, so kann es über den Produktaustragstutzen 34 in Pfeilrichtung 35 aus dem Pflugscharmischer 12 abgezogen werden. Zuvor kann das behandelte Schüttgut 11 im Pflugscharmischer 12 auf eine gewünschte Restfeuchte getrocknet werden.

Das zu behandelnde Schüttgut 11 kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl chargenweise wie auch kontinuierlich behandelt werden. Wird ein Schüttgut kontinuierlich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, so strömt das zu behandelnde Schüttgut einen Ends in den dafür vorgesehenen Pflugscharmischer ein undverlässt den Pflugscharmischer anderen Ends. Das kontinuierlich aus dem Pflugscharmischer ausströmende Schüttgut weist die gewünschten Produkteigen- schaften auf und ist in dem dafür vorgesehenen Umfang oxidiert bzw. depolymerisiert. Die Produktzuführungs-und-abführungsorgane für den Pflugscharmischer sind so ausgelegt, dass sie das zu behandelnde Schüttgut ein- und austragen können, ohne dass das im Pflugscharmischer befindliche Oz/Os- Gasgemisch entweichen kann.

Die oxidative Behandlung von Schüttgütern in einem Behältnis erfolgt dadurch, dass in das Behältnis das zu behandelnde Schüttgut eingebracht wird, und in dem Behält- nis wird das zu behandelnde Schüttgut so weit mit Wasser oder einer wässrigen Lösung befeuchtet, dass es mit einem 02/03-Gasgemisch so behandelt werden kann, dass das angestrebte Endprodukt einen bestimmten pH-Wert oder eine bestimmte Löslichkeit oder eine bestimmte Polarität oder ein bestimmtes Löslich- keitsverhalten und/oder Korngrößenverteilung aufweist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mit geringsten Mengen von Ozon in einem 02/03-Gasgemisch Schüttgüter sehr effektiv oxidieren, so dass 70-100% der zur Verfügung gestellten Ozon-Anteile umgesetzt werden.