Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen verdichteter, ober¬ flächlich klebriger Granulate, die insbesondere in Wasch- und Reinigungs¬ mitteln eingesetzt werden. Dabei wird ein homogenes Vorgemisch über Loch¬ düsen bei hohen Drucken zu einem Strang verpreßt. Der nach unten aus den im wesentlichen vertikal angeordneten Lochdüsen austretende Strang wird mit einem rotierenden Abschlagmesser auf die vorbestimmte Partikellänge quer zerteilt, so daß die Partikel radial weggeschleudert werden.

Aus den internationalen Patentanmeldungen W091/02047 sowie W091/13678 ist ein Verfahren zum Herstellen verdichteter Granulate von Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln bekannt. Die Granulate werden aus Vorgemi¬ schen von wenigstens anteilsweise festen Inhaltsstoffen unter Zusatz von wasserlöslichen, wassere ulgierbaren oder wasserdispergierbaren Plastifi- zier- und/oder Gleitmitteln erhalten. Die Vorgemische werden zu einer ho¬ mogenen Masse verarbeitet und bei Drucken zwischen 25 und 200 bar über Lochformen mit Öffnungsweiten der vorbestimmten Granulatdimension strang- förmig verpreßt. Als Homogenisier-Vorrichtung können übliche Granulier- Einrichtungen, beispielsweise Pelletpressen, Extruder mit ein und zwei

Wellen, Planetwalzenextruder und andere Apparate eingesetzt werden. Ein kontinuierlich arbeitender Zwei-Schnecken-Extruder ist hier bevorzugt. Das im Extruder plastifizierte Vorgemisch tritt in Form feiner Stränge durch eine Lochdüsenplatte aus. Das Extrudat wird mittels eines rotierenden Ab¬ schlagmessers zu kugelförmigen bis zylindrischen Granulatkörnern zerklei¬ nert und dieses noch plastische, feuchte Pri är-Granulat in einem üblichen Rondiergerät unter Mitverwendung geringer Mengen an Trockenpulver abge¬ rundet. Zur Rezepturvervollständigung können weitere Wirkstoffe, insbeson¬ dere temperaturempfindliche Rezepturbestandteile, dem aufgetrockneten Gra¬ nulat zugegeben, aufgesprüht und/oder als getrennt ausgebildetes Korn un¬ ter Ausbildung eines Mehrkorngemisches zugemischt werden. Mit dem Verfah¬ ren ist die Herstellung lagerstabiler und verklebungsfreier Konzentrate für Wasch- und Reinigungsmittel für Haushalt und Gewerbe in schütt- und

rieselfähiger hochverdichteter Granulatform mit Schüttgewichten von ober¬ halb 700 g/1 möglich.

In der technischen Ausführungsform wird die Extrusion durch eine kreis¬ förmige, mit Düsenbohrungen versehene Platte vorgenommen. Die Lochdüsen können vertikal oder horizontal angeordnet sein. Die vorliegende Anmeldung betrifft die Durchführung des Verfahrens mit vertikalen Lochdüsen, also mit einer im wesentlichen horizontal angeordneten Lochdüsenplatte, so daß die extrudierten Stränge nach unten hin aus der Platte austreten. Das Ge¬ häuse des Extruders wird einschließlich des Extruder-Granulierkopfes auf einer erhöhten Temperatur, z. B. etwa 45 bis 50°C gehalten. Die durch die Lochformen austretenden feinen Stränge von 0,5 bis 5 mm, typischerweise 1 bis 1,6 mm Durchmesser werden in einem Heißabschlag von einem ein- oder mehrflügeligern rotierenden Messerkopf zu zylindrischen Granulaten zerklei¬ nert. Das Länge/Durchmesser-Verhältnis der Granulate beträgt dabei etwa 1. Die Messerschneiden der Abschlagvorrichtung liegen entweder an der Düsen¬ platte mit einer geringen Anpreßkraft auf oder bilden mit der Platte einen Spalt, der sehr klein gegenüber dem Durchmesser der Lochdüsen ist. Die um eine lotrechte Drehachse rotierenden Messer beschleunigen die abgeschnit¬ tenen zylindrischen Granulate radial nach außen, so daß sie auf die In¬ nenwand des Gehäuses, das auch als Granulierschacht bezeichnet wird, mit hoher Geschwindigkeit aufprallen. Die noch warmen Partikel weisen jedoch eine erhöhte Oberflächenklebrigkeit auf, insbesondere wenn das Vorgemisch einen erhöhten Gehalt an Tensiden entsprechend den Angaben in der interna¬ tionalen Patentanmeldung W091/02047 hat. Ein beträchtlicher Anteil der Granulate haftet dadurch an der Innenwand des Granulierschachtes, so daß sich Agglomerate und angebackene Produktschichten bilden. Zum Teil lösen sich die Anbackungen in unkontrollierter Weise als Agglomerate ab, zum anderen Teil wächst die Produktschicht weiter an, so daß der Produktabfluß gehemmt wird und schließlich die Abschlagvorrichtung nicht mehr betrieben werden kann. Die Anlage muß stillgesetzt und gereinigt werden.

Ein Weg zur Unterdrückung dieser Störungen besteht in der Wahl von Rezep¬ turen, die zu Granulaten mit relativ geringer Oberflächenklebrigkeit füh-

ren. Es zeigt sich jedoch, daß auch in diesem Fall Störungen und Still¬ zeiten der Anlage nicht zu verhindern sind, obwohl sie bei bestimmter Re¬ zepturwahl geringer werden. Besonders nachteilig ist in diesem Fall die notwendige starke Einschränkung auf bestimmte Rezepturen.

Ein anderer Weg, um den Störungen abzuhelfen, liegt im Einblasen von Druckluft in den Granulierschacht, so daß die Teilchen vor dem Auftreffen auf die Wand durch das Luftpolster abgefangen und in Richtung auf die Aus¬ trittsöffnung hin abgelenkt werden. Jedoch steigen die erforderlichen Strömungsgeschwindigkeiten und Luftmengen mit der Drehzahl des Messerkop¬ fes, bis schließlich die Grenze des technisch möglichen und wirtschaftlich vertretbaren Aufwandes erreicht ist. Aus wirtschaftlichen Gründen wird jedoch ein derart hoher Durchsatz des Extruders mit entsprechend hoher Drehzahl des Abschlagmessers angestrebt, bei dem das Einblasen von Druck¬ luft nicht mehr ausreicht, um Anbackungen an der Innenwand des Granulier¬ schachtes zu verhindern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, im eingangs genannten Ver¬ fahren auch bei sehr hohen Durchsätzen und ohne Einschränkung des Rezep¬ turspektrums Anbackungen und Anhaftungen der Granulate an der Innenwand des Granulierschachtes zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung liegt darin, daß man die zugeschnittenen, vom Abschlagmesser weggeschleuderten Partikel mit einem flexiblen, in Schwin¬ gungen versetzten Tuch abfängt, das an dem einen, oberen Rand an der Strangpreßmaschine befestigt und am anderen, unteren Rand, insbesondere durch dort angebrachte Gewichte, nach unten gezogen wird. Bei dem Tuch kann es sich um ein beliebiges flächiges Material handeln. Wesentlich ist die Flexibilität dieses Tuches und die Möglichkeit, es in Schwingungen zu versetzen. Das in Schwingungen versetzte flexible Tuch weicht beim Auf¬ prall der Partikel aus und nimmt zunächst die Energie der aufprallenden Granulate teilweise auf.

Die Partikelenergie reicht dann nicht mehr für eine ausreichende plasti-

sehe Verformung aus, um eine Haftfläche zwischen dem Partikel und dem Tuch auszubilden. Sollte dennoch ein Teil der Partikel an der Tuchoberfläche anhaften, so platzen die Teilchen durch die schwingende und flexible Tuch¬ oberfläche sofort ab. Agglomerate oder gar Anbackungen in Schichten können damit nicht mehr entstehen. Die freie Schwingungsmöglichkeit des Tuches wird trotz der während des laufenden Betriebes ununterbrochen auf die Oberfläche in großer Zahl auftreffenden Granulate dadurch sichergestellt, daß das Tuch nach unten gezogen wird, so daß es von der Aufprallkraft der Granulate nicht gegen die Innenwand des Granulierschachtes gepreßt werden kann. Die Zugkraft kann auf unterschiedliche Art aufgebracht werden, wobei aber die Schwingungsbewegung nicht gestört werden soll. Besonders geeignet sind an der unteren Tuchkante angebrachte Gewichte. Zwischen dem Tuch und der Innenwand des Granulierschachtes befindet sich daher immer ein ausrei¬ chender Abstand, um die Schwingung des Tuches nicht zu behindern. Eine zu starke und straffe Spannung des Tuches ist aber andererseits nicht er¬ wünscht. Auch in diesem Fall würden die Schwingungen des Tuches behindert.

Besonders geeignet ist ein glattes, dünnes und leichtes sowie luftdurch¬ lässiges Tuch. Die glatte Oberfläche verringert die Wahrscheinlichkeit der Partikel, anzubacken. Ein dünnes und leichtes Tuch läßt sich leichter in Schwingungen versetzen. Die Luftdurchlässigkeit des Tuches kann von Vor- teil sein, wenn das Tuch von außen mit Druckluft in Schwingungen versetzt wird. Die durch das Tuch hindurchtretende Luft trägt in diesem Fall eben¬ falls zur Verhinderung von Anbackungen bei. Insbesondere wird vorgeschla¬ gen, daß man zum Abfangen der Partikel ein Gewebetuch mit einer ausrei¬ chend glatten Oberfläche einsetzt, so daß aufprallende Partikel vom Tuch zurückgeschleudert werden, wobei ein synthetisches Gewebe, insbesondere aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyester und/oder Polytetra- fluorethylen bevorzugt ist.

Die geometrische Form des Tuches unterliegt erfindungsgemäß keinen Ein¬ schränkungen. Wichtig ist jedoch, daß sämtliche vom Abschlagmesser weg¬ geschleuderten Partikel vom Tuch aufgefangen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Tuch die Form eines Zylinders, der den Bereich der

vom Abschlagmesser abgeschleuderten Partikel umgibt. Als besonders günstig im Hinblick auf die Schwingungsbewegungen des Tuches hat es sich herausge¬ stellt, wenn das Verhältnis zwischen Höhe und Radius des Tuchzylinders 0,5:1 bis 1:5, insbesondere etwa 1:1 beträgt.

Das Abschlagmesser rotiert üblicherweise an der Lochdüsenplatte, wie oben ausgeführt worden ist. Daher wird ein Großteil der abgeschlagenen Partikel in der Höhe der Lochdüsenplatte weggeschleudert. Im Verfahren nach dem Stand der Technik finden sich daher in der Nähe der Lochdüsenplatte beson¬ ders viele Anbackungen. Um die Anbackungsproble e gerade im Bereich dieser kritischen Zone zu lösen, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausfüh¬ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, daß sich das Tuch nach oben hin bis unmittelbar an die Austrittsfläche der Stränge aus den Lochdüsen erstreckt und bis zur Austrittsfläche hin frei beweglich angeordnet ist. Die unmittelbar unterhalb der Lochdüsenplatte weggeschleu¬ derten Partikel treffen damit auf eine in Schwingung versetzte Tuchfläche und werden von dieser abgebremst und sofort wieder entfernt. Auch in die¬ ser kritischen Zone treten damit Anbackungen und Produktschichtenbildungen nicht auf. Die freie Beweglichkeit der Tuchfläche bis zur Austrittsfläche der Stränge aus den Lochdüsen hin ist wichtig, um die Schwingungsfähigkeit des Tuches auch in diesem Bereich sicherzustellen.

Die freie Beweglichkeit des Tuches auch im Bereich der Lochdüsenplatte wird durch eine besonders geeignete Aufhängung des Tuches gewährleistet. Hier ist der obere Rand des Tuches zwischen mindestens zwei Ringen einge¬ spannt. Die dem Abschlagmesser zugewandte Tuchfläche hängt frei herab und schließt mit der ihr gegenüberliegenden Fläche des Ringes einen Winkel von 20° bis 80°, insbesondere einen Winkel von 40° bis 50° ein, so daß auch dieser Teil der Tuchfläche frei nach außen hin beweglich ist. Die Tuchflä¬ che im Bereich der Lochdüsenplatte ist damit nicht nur nach innen in Rich¬ tung auf die Achse der Schneidvorrichtung, sondern auch nach außen hin beweglich. Die freie unbehinderte Schwingungsmöglichkeit ist damit auch in dieser kritischen Zone sichergestellt.

Erfindungsgemäß ist es wesentlich, daß das Tuch während des Betriebes in Schwingungen versetzt wird. Hierzu sind eine Reihe von Möglichkeiten denk¬ bar. Das Tuch kann regelmäßig schwingen. Die Schwingungen können durch eine besondere Mechanik erregt werden. Auch andere Möglichkeiten sind ge¬ geben. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens wird jedoch vorgeschlagen, daß man das Tuch pulsationsartig in Bewe¬ gung und damit in stochastische Schwingungen versetzt. Bevorzugt ist da¬ bei, daß man die dem Abschlagmesser abgewandte Außenfläche des Tuches mit Druckgaspulsen, insbesondere Druckluftpulsen beaufschlägt. Die zwischen der Innenwand des Granulierschachtes und dem Tuch sich ausbildenden Druck¬ schwankungen versetzen das Tuch in unregelmäßige Schwingungen, die zu ei¬ nem schnellen Abplatzen von anhaftenden Partikeln führen. Die Stärke und Frequenz der Druckgaspulse lassen sich auf einfache Weise den speziellen Anforderungen im laufenden Betrieb anpassen. Sie können in Anhängigkeit vom Durchsatz bzw. der Drehzahl des Abschlagmessers sowie der Stärke der Oberflächenklebrigkeit der Granulate eingestellt werden.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung betrifft eine gewisse, nach unten gerichtete Spannung des Tuches, so daß das Tuch trotz der in großer Zahl aufprallenden Partikel nicht an die Innenwand des Granulier¬ schachtes gedrückt wird. Eine gewisse, von der Gesamtkraft der aufprallen- den Partikel abhängigen Mindestspannung des Tuches sollte daher aufrecht¬ erhalten werden. Andererseits ist eine zu hohe Spannung des Tuches ungün¬ stig, da in diesem Fall die Flexibilität und Schwingungsfähigkeit des Tu¬ ches vermindert wird. Es existiert daher ein optimaler, vom Durchsatz der Anlage abhängiger Wert der von den Gewichtskörpern aufgebrachten Tuchspan¬ nung. Dieser optimale Bereich wurde in Versuchen gefunden. Bevorzugt stellt man daher die das Tuch nach unten ziehende Kraft, die insbesondere von den an der unteren Tuchkante angebrachten Gewichtskörpern aufgebracht wird, so ein, daß das Verhältnis der auf ein Flächenelement des Tuches wirkenden Zugkraft zur auf dieses Element wirkenden gesamten Zentrifugal¬ kraft der aufprallenden Partikel bei 10:1 bis 1:1 und insbesondere bei etwa 2:1 liegt. Die gesamte Zentrifugalkraft der aufprallenden Partikel läßt sich aus der Drehzahl des Abschlagmessers, einem mittleren Abstand

der austretenden Stränge von der Achse der Schneidvorrichtung, der Parti¬ kelmasse und der Gesamtzahl der gleichzeitig auf das Flächenelement des Tuches aufprallenden Partikel bestimmen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, insbesondere einen Extru¬ der zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend den Vor¬ richtungsansprüchen. Sinngemäß gilt hier das zu dem obengenannten Verfah¬ ren Gesagte. Die der besonderen Ausgestaltung der Vorrichtung zugrundelie¬ gende Problematik und die Vorteile der besonderen Ausführungsformen sollen daher an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

In der einzigen Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge¬ mäßen Granulierkopfes näher beschrieben, an dem auch das erfindungsgemäße Verfahren noch deutlicher erkennbar wird. In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Teile des Granulier¬ kopfes eines Extruders mit einer Abschlagvorrichtung dargestellt. Von ei¬ nem Doppelschneckenextruder wird das durch den Pfeil 1 dargestellte Ge¬ misch plastifiziert und durch eine horizontal angeordnete, mit Lochdüsen 2 versehene Platte 3 gepreßt. Das Gemisch tritt an der unteren Fläche der kreisförmigen Platte 3 aus. Die Platte 3 sowie die Lochdüsen 2 sind in dieser Figur nur schematisch dargestellt. Tatsächlich enthält die Platte 3 sehr viel mehr als die dargestellten acht Lochdüsen 2, die außerdem einen sehr viel kleineren Durchmesser und auch eine besondere Form haben. Diese Einzelheiten sind ausführlich in der schon genannten W091/13678 im Detail beschrieben.

Die von der Unterseite der Lochdüsenplatte 3 austretenden Materialstränge werden von mehreren Messern 4 in Granulate zerschnitten. Die Messer 4 sind an einer vertikalen Messerwelle 5 befestigt. Die Schneiden der Messer 4 sind unmittelbar an der unteren Fläche der Lochdüsenplatte 3 angeordnet. Ferner zeigt Figur 1 schematisch die Außenwand 6 des Granulierschachts.

Das erfindungsgemäß angeordnete Tuch 7 hat die Form eines nach unten hän¬ genden zylinderförmigen Schlauches und wird durch eine dreiteilige Ring-

befestigung gehalten. Die dreiteilige Ringbefestigung besteht aus einem inneren Ring 8, einem äußeren Ring 9, zwischen denen der obere Rand des Tuches 7 eingepreßt ist, und einem weiteren Ring 10. Das Tuch 7 liegt fer¬ ner auf der Oberseite des inneren Ringes 8 auf und hängt im weiteren an der Innenkante des inneren Ringes 8 nach unten. Zusätzlich zu den beiden Ringen 8 und 9 ist das Tuch mit dem weiteren scheibenförmigen Ring 10 be¬ festigt, der auf beiden Ringen 8 und 9 aufliegt und das Tuch an die Ober¬ seite des inneren Ringes 8 anpreßt. Ring 10 dient zur zusätzlichen Siche¬ rung der Befestigung und kann gegebenenfalls auch entfallen. Wichtig bei der Befestigung des Tuches an der dreiteiligen Ringbefestigung ist die freie Beweglichkeit jedes Flächenelementes des Tuches, insbesondere im Bereich der unteren Fläche der Lochdüsenplatte 3. Die freie Beweglichkeit in diesem kritischen Bereich wird durch eine Abschrägung der inneren Flä¬ che des inneren Ringes 8 nach außen und unten hin erreicht. Die Abschrä¬ gung ist so gewählt, daß die innere Fläche des inneren Rings 8 mit dem Tuch einen Winkel alpha von 45° einschließt.

Das Tuch wird von durchbohrten, aufgefädelten Gewichtskörpern 11, die an der unteren Kante des Tuches 7 angebracht sind, in Spannung gehalten. Zwi¬ schen dem Tuchgewebe 7 und der Gehäusewand 6 des Granulierschachts wird pulsationsartig Druckluft eingespeist, die das Tuch 7 in stochastische Schwingungen versetzt. Die Zufuhr der Druckluft wird durch die Pfeile 12 schematisch angedeutet.

Bezugszeichenliste

1 Pfeil

2 Lochdüse

3 Platte

4 Messer

Messerwelle

Außenwand

Tuch

innerer Ring

äußerer Ring

weiterer Ring

Gewichtskörper

Pfeile