Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vermah len von Mahlgut, insbesondere aus Thermoplasten und/oder Elastomeren, insbesondere Gummiabfällen, wie Altreifen.

Es ist bekannt, als Mahlgut Gummiabfälle, z.B. Gummigranulat gewon nen aus Altreifen, in einem Kühlaggregat, beispielsweise einem Wirbel schneckenkühler, unter Zugabe von flüssigem Stickstoff zu verspröden und anschließend in einer Prallmühle, beispielsweise einem Desintegrator mit gegenläufig arbeitenden Rotorscheiben, bestückt mit Schlagelementen, zu vermahlen. Dadurch können gemahlene Gummipartikel mit einem Kornspekt rum von Opm bis 800pm hergestellt werden. Dies ist beispielhaft in DE 102 46 240 B4, DE 43 22 757 C1 oder DD 309644 1 beschrieben.

Die Wirkungsweise eines Desintegrators beruht dabei auf Schlag- und Prallzerkleinerung durch konzentrisch angeordnete, ineinandergreifende Schlagelementformationen auf gegenläufig rotierenden Rotorscheiben. Die Zerkleinerungsarbeit wird hierbei durch die Prallwirkung der Schlagelemente und gegenseitige Teilchenkollisionen geleistet. Das durch pneumatischen Transport einlaufende Mahlgut wird zentral an der Achse durch eine erste Formation von Schlagelementen vorzerkleinert und passiert danach zwangsweise die folgend angeordneten Schlagelementkränze. Die ge wünschte Mahlgutbeschaffenheit, wie z.B. die Feinheit, kann durch Verände rung der Rotorendrehzahl, der Geometrie bzw. der Anzahl der Schlagele mente entscheidend beeinflusst werden. Alternativ können auch Stiftmühlen, Wirbelstrommühlen, Luftwirbelmüh len oder dgl. verwendet werden, bei denen die Zerkleinerung des Mahlguts ebenfalls durch eine Schlag-Prall-Beanspruchung erreicht wird.

Nachteilig bei bisherigen Verfahren ist, dass diese nicht den gewünsch ten Anteil an feinkörnigen Gummipartikeln enthalten. Dies folgt insbesondere daraus, dass das Mahlgut in den bisherigen Mahlprozessen aufgrund seiner thermischen Eigenschaften nur schwer gleichmäßig abgekühlt werden kann. So kann ein Gegenstand aus Gummi in seinem Inneren im Allgemeinen schwerer abgekühlt werden als an seiner Oberfläche, so dass für eine gleichmäßige Abkühlung eine sehr lange Kühlstrecke im Wirbelschnecken kühler nötig wäre, was aber unter ökonomischen und konstruktiven Ge sichtspunkten wenig sinnvoll ist. In bisherigen Verfahren wird darum zur teil weisen Kompensation dieses Nachteils ein unverhältnismäßig hoher Ver brauch an flüssigem Stickstoff (LN) registriert. Dennoch ist die Sprödigkeit des Mahlgutes in bisherigen Mahlprozessen nicht gleichmäßig verteilt, so dass der Gegenstand in seinem Inneren schwerer bricht als an seiner Ober fläche. Die Versprödung des Mahlgutes kann also bereits aus diesem Grund in bisherigen Abkühlverfahren nicht optimal erreicht werden, was unmittelba re Auswirkungen auf den Feinheitsgrad der gemahlenen Gummipartikel hat.

Bisherige Mahlverfahren gehen ferner davon aus, dass das Mahlgut und die jeweiligen schnelllaufenden Prallmühlen so kalt wie möglich zu hal ten sind, um den Versprödungszustand zur Erreichung eines möglichst ho hen Feinheitsgrades zu gewährleisten. Daher wird dem Mahlgut in der Ab kühlphase im Wirbelschneckenkühler eine hohe Menge an flüssigem Stick stoff zugefügt und das Mahlgut zusammen mit dem danach gasförmigen Stickstoff in die Prallmühle aufgegeben. Der zu erreichende Feinheitsgrad hängt allerdings bei einer derartig arbeitenden Prallmühle, beispielsweise bei einem Desintegrator, auch davon ab, wie der aufgegebene Mahlgutstrom aus dem Mahlgut und dem gasförmigen Stickstoff mit den auf verschiedenen Ra- dien positionierten Schlagelementen wechselwirkt bzw. wieviel Energie zwi schen dem Mahlgutstrom und den entsprechend geformten und gezielt an geordneten Schlagelementen ausgetauscht wird, wenn sich die Rotorschei ben mit definierten Rotationsgeschwindigkeiten bewegen.

Dabei wird bei bisherigen Verfahren zum Vermahlen von Mahlgut nicht berücksichtigt, dass zum Optimieren des Feinheitsgrades neben der Form, der Anordnung und der Anzahl an Schlagelementen sowie der Rotationsge schwindigkeiten der Rotscheiben nicht nur die Temperatur des eingebrach- ten Mahlgutstromes entscheidend ist, sondern insbesondere auch die Dichte des zugeführten Mahlgutstroms, da auch diese einen maßgeblichen Einfluss auf den Mahl-Prozess in der Prallmühle hat.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Mahlvorrichtung und ein Verfah ren anzugeben, die in einfacher und effizienter Weise ein Vermahlen von Mahlgut, insbesondere aus Thermoplasten und/oder Elastomeren ermöglicht, um den Feinheitsgrad bei gleichzeitig optimiertem Verbrauch an flüssigem Stickstoff und von Antriebs-Energie zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch eine Mahlvorrichtung und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gattungsgemäß wird dabei von einer Mahlvorrichtung ausgegangen, die ein Kühlaggregat mit flüssigem Stickstoff zum Kühlen von zugeführtem Mahlgut auf eine Mahlgut-Ausgangs-Temperatur und eine dem Kühlaggregat mittelbar nachgeschaltete Prallmühle, beispielsweise einen Desintegrator, zum Vermahlen des auf die Mahlgut-Ausgangs-Temperatur gekühlten Mahl gutes zu Feingut aufweist. Als Mahlgut wird hierbei insbesondere ein elas tisch bis zähelastischer Stoff verstanden, der sich unter normalen Tempera turen bzw. ohne eine Abkühlung bzw. eine Versprödung nicht effektiv mit ei- ner Prallmühle zerkleinern lässt. Ein derartiges Mahlgut kann z.B. Wachs, Gummi, ein Thermoplast, ein Elastomer oder ein Stoff mit vergleichbaren Ei genschaften sein.

Unter einer Prallmühle wird dabei im Rahmen der Erfindung eine Mühle verstanden, bei der die Zerkleinerung des Mahlgutes durch eine Schlag- Prall-Beanspruchung erreicht wird. Bei einer Schlagbeanspruchung wird das aufgegebene Mahlgut von einem schnellbeweglichen Schlagelement getrof fen und durch Schlag zerkleinert. Bei einer Prallbeanspruchung trifft das schnell beschleunigte Mahlgut auf eine feststehende bzw. anderweitig be schleunigte Fläche (Schlagelement, anderes Teilchen) und wird durch Prall (Aufprall) zerkleinert. Derartige wirkende Prallmühlen sind beispielsweise schnelllaufende Desintegratoren, Stiftmühlen, Wirbelstrommühlen, Luftwir belmühlen oder dgl..

Die Prallmühle weist mindestens einen Anschluss zum Zuführen des auf die Mahlgut-Ausgangs-Temperatur gekühlten Mahlgutes sowie eines Stickstoffstroms aus gasförmigem Stickstoff in die Prallmühle und einen Feingut-Ausgang zum Austragen des in der Prallmühle produzierten Feingu tes auf. In der Prallmühle liegt also ein Gemisch aus Mahlgut und gasförmi gem Stickstoff, ein Mahlgutstrom, vor, dessen Beschaffenheit insbesondere bzgl. seiner Dichte gemäß der Erfindung optimiert werden soll.

Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass die Mahlvorrichtung wei terhin eine Mischzelle aufweist, wobei die Mischzelle ausgebildet ist, einen Stickstoffstrom aus gasförmigem Stickstoff mit einer vorgegebenen Stick- stoffstrom-Soll-Temperatur und einem vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll- Durchsatz bereitzustellen und diesen konditionierten bzw. kontrolliert tempe rierten und dosierten Stickstoffstrom dem Anschluss der Prallmühle zuzufüh ren. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Mahlgutstrom-Dichte des Mahlgut stroms in der Prallmühle optimiert werden, wodurch sich der Feinheitsgrad des ausgetragenen Feingutes bei gleichzeitig optimiertem Verbrauch an An triebs-Energie der Prallmühle sowie an Stickstoff verbessern lässt und bei entsprechend an die Konstruktion der Prallmühle angepasster Stickstoff- strom-Soll-Temperatur und Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz reproduzierbar höhere Feinheitsgrade erreicht werden können.

Dies folgt daraus, dass der so optimierte Mahlgutstrom bei einer schnelllaufenden Prallmühle je nach Anzahl, gewählter Form oder Anord nung der Schlagelemente sowie der eingestellten Rotationsgeschwindigkei ten der Rotorscheiben mit den Schlagelementen wechselwirkt, wodurch sich eine bestimmte Wärmeentwicklung ergibt. Durch diesen Wärmeeintrag er wärmt sich der Mahlgutstrom, was bei der Wahl der falschen Betriebspara meter dazu führt, dass das Mahlgut seinen Versprödungszustand verliert, d.h. zumindest teilweise wieder in den elastischen Zustand übergeht, und dadurch der gewünschte Feinheitsgrad beim Mahlen nicht mehr erreicht werden kann.

Daher ist dafür zu sorgen, dass die im gekühlten Mahlgutstrom gespei cherte Kälteenergie gerade so ausreichend dimensioniert ist, um die in der Prallmühle durch den Energieaustausch bewirkte Wärmeentwicklung, die von der Konstruktion der Prallmühle abhängig ist, gerade zu kompensieren und das Mahlgut dadurch vollständig in einem Versprödungszustand zu halten. Die Konstruktion der Prallmühle und die Beschaffenheit des Mahlgutstroms, insbesondere dessen Mahlgutstrom-Dichte, die sich während des Mahlvor ganges aufgrund der Wärmeentwicklung auch verändert, sind also für einen optimalen Betrieb gezielt aufeinander abzustimmen. Die Beschaffenheit des Mahlgutstroms kann dabei durch die erfindungsgemäße Mischzelle beein flusst werden, die in der Lage ist, einen Stickstoffstrom mit einem entspre chend vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz und einer vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Temperatur bereitzustellen, so dass sich zumindest am Eingang der Prallmühle eine Mahlgutstrom-Dichte einstellen kann, mit der in der entsprechend konstruierten Prallmühle ein optimierter Betrieb ermöglicht wird.

Vorzugsweise kann dazu vorgesehen sein, dass die Stickstoffstrom- Soll-Temperatur und der Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz des der Prallmühle zugeführten Stickstoffstroms in Abhängigkeit von der Konstruktion der Prall mühle, insb. in Abhängigkeit einer Anordnung, Anzahl und Form der Schla gelemente sowie der eingestellten Rotationsgeschwindigkeiten der Rotor scheiben, auf denen sich diese Schlagelemente befinden, und/oder in Ab hängigkeit des aufgegebenen Mahlgutes, insbesondere einer spez. Wärme kapazität des Mahlgutes, vorgegeben wird. Dadurch kann für jede Prallmühle und für jedes Mahlgut eine optimale Mahlgutstrom-Dichte und dementspre chend ein optimierter Betrieb der Prallmühle bzw. der Mahlvorrichtung mit hohem Feinheitsgrad reproduzierbar erreicht werden.

Um dabei sicherzustellen, dass der jeweiligen Prallmühle bereits ein tiefkaltes Mahlgut von vorzugsweise -196°C, d.h. auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff abgekühlt, zugeführt wird, weist die Mahlvorrichtung mindestens ein Vorkühlaggregat auf zum Vorkühlen von zugeführtem Mahl gut auf eine Mahlgut-Zwischen-Temperatur, vorzugsweise im Gegenstrom mithilfe von gasförmigem Stickstoff, wobei das mindestens eine Vorkühlag gregat dem Kühlaggregat derartig vorgeschaltet ist, dass das durch das min destens eine Vorkühlaggregat auf die Mahlgut-Zwischen-Temperatur vorge kühlte Mahlgut nach dem Zuführen in das Kühlaggregat mittelbar oder unmit telbar in den flüssigen Stickstoff gelangen und darin eintauchen kann. Das Kühlaggregat weist dabei vorzugsweise einen Tank auf, wobei der Tank bis zu einer Füllstandgrenze mit dem flüssigen Stickstoff befüllbar ist, um darin befindliches Mahlgut auf eine definierte Mahlgut-Ausgangs-Temperatur von bis zu ca. -196°C zu kühlen. Dadurch wird bereits der Vorteil erreicht, dass das Mahlgut durch min destens eine Vorkühlung, die vorzugsweise im Gegenstrom lediglich über gasförmigen Stickstoff erfolgt, und durch eine Hauptkühlung, die ausschließ lich über Stickstoff in flüssiger Form erfolgt, über einen großen Zeitraum ab gekühlt wird. Da der flüssige Stickstoff in einem Tank auf das Mahlgut ein wirkt und vorzugsweise eine unterseitige Entnahme des vorgekühlten Mahl gutes aus dem Tank vorgesehen ist, kann das Mahlgut effizient und mit ho her Verweildauer im Tank abgekühlt und dadurch effektiv versprödet werden. Dadurch wird dem Mahlgut die Möglichkeit gegeben, dass dieses auch bis in das Innere bzw. bis zum Kern gleichmäßig ausgekühlt wird. Dadurch kann das Mahlgut seine Temperatur länger auf einem niedrigen Niveau halten, so dass auch bis nach dem Mahlvorgang noch eine geringe Feingut-Ausgangs- Temperatur gehalten werden kann. Das Mahlgut kann dadurch auch wäh rend des gesamten Mahlvorganges noch in seinem Versprödungszustand verbleiben.

Die Vorkühlung und die Hauptkühlung wirken sich dabei insgesamt po sitiv auf den Mahlprozess in der Prallmühle aus, da das Material aufgrund der langen Verweildauer in einer kalten Umgebung insgesamt spröder ist bzw. eine annähernd gleichmäßige Sprödigkeit aufweist. Dadurch bricht das Material in der Prallmühle insgesamt besser, was sich positiv auf den Fein heitsgrad des Feingutes auswirkt.

Dabei kann vorteilhafterweise auch eine örtlich und thermisch entkop pelte Zuführung der am Mahlprozess in der Prallmühle teilnehmenden Stoffe, abgekühltes Mahlgut und gasförmiger Stickstoff bzw. Stickstoffstrom zum Inertisieren und zum Sicherstellen eines Sprödbruchs, stattfinden.

Unter einem derartigen entkoppelten Zuführen ist dabei im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass die Stoffe zunächst einzeln und unabhängig voneinander örtlich getrennt gezielt dosiert und einzeln temperiert werden und der Prallmühle danach einzeln oder zusammen zugeführt werden kön nen, um als Mahlgutstrom zusammen mit den Schlagelementen der Prall mühle zu wechselwirken. Das Zuführen in die Prallmühle muss dabei nicht zwangsläufig getrennt erfolgen. Vielmehr können beide unabhängig dosiert und einzeln temperiert bereitgestellten Stoffe beispielsweise über ein Y-Stück vor der Prallmühle bereits zusammengeführt und gemeinsam als Gemisch (Mahlgutstrom) über den Anschluss in die Prallmühle geleitet werden.

Beim Vorgehen im Stand der Technik werden die am Mahlprozess in der Prallmühle teilnehmenden Stoffe, Mahlgut und gasförmiger Stickstoff, in dem vorgeschalteten Kühlprozess gemeinsam annähernd gleich temperiert und anschließend in die Prallmühle geleitet. Dies macht die Einstellung der optimalen Mahlgutstrom-Dichte in der Prallmühle und damit eine Optimierung des Feinheitsgrades des ausgetragenen Feingutes bei gleichzeitig optimier tem Verbrauch an Antriebs-Energie der Prallmühle sowie an Stickstoff, un möglich. Das Ziel, das Mahlgut auch während des gesamten Mahlvorganges noch in seinem Versprödungszustand zu halten und damit einen Sprödbruch sicherzustellen, ist dadurch im Stand der Technik zumindest ökonomisch nicht möglich.

Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung weiterhin vorgesehen, dass die Mischzelle mehrere Zuflüsse und einen Abfluss auf weist, wobei der Mischzelle über die mehreren Zuflüsse beispielsweise

- gasförmiger Stickstoff aus einem Stickstoff-Gasgenerator und/oder Restgas aus einem pneumatischen Filter, d.h. aus dem Mahlprozess, und/oder ein Vorkühl-Gasstrom aus dem mindestens einen Vorkühlaggregat und/oder

- flüssiger Stickstoff aus einem Stickstoff-Tank zuführbar ist.

Damit kann auf verschiedenste Stickstoffquellen zurückgegriffen wer den, um den entsprechend vorgegebenen Durchsatz bzw. die vorgegebene Temperatur des Stickstoffstroms einzustellen, wodurch der Vorgang flexibler wird. Anstatt oder ergänzend zu den genannten Stickstoffquellen können auch weitere Stickstoffquellen vorgesehen sein. Je nach Konstruktion der Mahlvorrichtung und Vorgabe der Soll-Werte kann dabei der ohnehin vor handene Vorkühl-Gasstrom oder das vorhandene Stickstoff-Restgas aus dem Mahlprozess verwendet werden oder aber gezielt gasförmiger Stickstoff mit einem Stickstoff-Gasgenerator erzeugt werden oder flüssiger Stickstoff aus einem Stickstoff-Tank bereitgestellt werden, um die vorgegebene Menge an Stickstoff bereitzustellen und/oder eine entsprechende Temperierung zu erreichen.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Mischzelle ferner eine Mischkammer aufweist, wobei der über die mehreren Zuflüsse zugeführte gasförmige Stickstoff und der in der Mischkammer verdampfende flüssige Stickstoff in der Mischkammer derartig auf einer Wärmeaustauschstrecke vermischt werden können, dass sich an dem Abfluss, der mit dem Anschluss der Prallmühle verbunden oder verbindbar ist, ein Stickstoffstrom mit der vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Temperatur und dem vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz ausbildet. Dadurch kann der Stickstoffstrom auf einfache Weise in der Mischkammer aus den unterschiedlichen Zuflüs sen konditioniert werden. Um eine Wärmeaustauschstrecke innerhalb der Mischkammer zu erhöhen, können im Schnitt mäanderförmig angeordnete Kanäle, beispielsweise ausgebildet durch ineinandergesteckte Rohre, in der Mischkammer vorgesehen sein, innerhalb derer der zugeführte gasförmige Stickstoff aus den einzelnen Zuflüssen unter gegenseitiger Vermischung zum Abfluss geleitet wird.

Vorzugsweise ist ergänzend vorgesehen, dass zumindest jedem Zu fluss, durch den gasförmiger Stickstoff in die Mischkammer eingeleitet wird, eine Sensorik zugeordnet ist, wobei die Sensorik ausgebildet ist, einen Ist- Massefluss und/oder eine Ist-Temperatur zumindest des gasförmigen Stick stoffes im jeweiligen Zufluss zu erfassen. Dadurch kann die Bereitstellung eines vorgegeben konditionierten (Dosierung und Temperierung) Stickstoff stroms durch die Mischzelle genauer und schneller erfolgen. Vorzugsweise ist ergänzend auch eine Sensorik am Abfluss der Mischzelle vorgesehen, um einen Soll-Ist-Vergleich des ausgehenden konditionierten Stickstoffstroms zu ermöglichen. Darüber kann beispielsweise auch festgestellt werden, ob über den jeweiligen Zufluss mehr oder weniger flüssiger Stickstoff in die Misch kammer zuzuführen ist, um die Stickstoffstrom-Temperatur zu verringern bzw. zu erhöhen und damit an die Stickstoffstrom-Soll-Temperatur anzuglei chen.

Vorzugsweise ist dazu ergänzend vorgesehen, dass zumindest einigen der Zuflüsse ein Einlassventil zugeordnet ist, wobei das jeweilige Einlassven til ausgebildet ist, eine Zufuhr von gasförmigem Stickstoff und/oder flüssigem Stickstoff über den jeweiligen Zufluss in die Mischkammer zu ermöglichen oder zu verhindern. Vorzugsweise ist dabei als Einlassventil ein Drosselventil vorgesehen, dessen Drosselquerschnitt feinstufig eingestellt werden kann, um den jeweiligen eingehenden Massefluss zu regeln. Daher kann die Dosie rung der einzelnen Stickstoffquellen in einfacher Weise feinstufig gesteuert werden. Um ein Rückströmen aus der Mischkammer zu den einzelnen Stick stoffquellen zu verhindern, können weiterhin Rückschlagventile für jeden Zu fluss vorgesehen sein. Auch im Abfluss kann ein derartiges Rückschlagventil vorgesehen sein, um bei einer ungewollten Druckerhöhung z.B. in der Prall mühle ein Rückströmen des Mahlgutstroms in die Mischkammer der Misch zelle zu verhindern.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Mischzelle eine Mischzellen-Steuereinrichtung aufweist, wobei die Mischzellen- Steuereinrichtung ausgebildet ist, beispielsweise über einen entsprechenden Algorithmus, das Einlassventil des jeweiligen Zuflusses derartig vorzugswei se basierend auf den von der Sensorik gemessenen Werten anzusteuern, dass der Mischkammer gasförmiger Stickstoff und/oder flüssiger Stickstoff zugeführt und darin derartig über die Wärmeaustauschstrecke vermischt wird, dass sich am Abfluss der Mischzelle ein Stickstoffstrom mit der vorge gebenen Stickstoffstrom-Soll-Temperatur und dem vorgegebenen Stickstoff- strom-Soll-Durchsatz ausbildet. Dadurch wird das Einstellen eines optimier ten Stickstoffstromes bzw. einer optimierten Mahlgutstrom-Dichte in einfa cher Weise durch eine entsprechende elektrische Ansteuerung basierend auf den von der Sensorik gemessenen Werten ermöglicht, so dass eine reprodu zierbare Bereitstellung von Feingut mit hohem Feinheitsgrad erreicht werden kann.

Die Ausführung des mindestens einen Vorkühlaggregats ist variabel und kann beispielsweise je nach Ort und Anwendung gewählt werden. Bei spielsweise kann als Vorkühlaggregat mindestens ein Gegenstrom- Vorkühlaggregat mit jeweils einer Vorkühlstrecke und/oder mindestens ein Behälter-Vorkühlaggregat mit einem Behälter-Innenraum vorgesehen sein. Dabei ist das mindestens eine Gegenstrom-Vorkühlaggregat ausgebildet, in dem mindestens einen Gegenstrom-Vorkühlaggregat vorhandenes bzw. transportiertes Mahlgut in einem Gegenstrom aus gasförmigem Stickstoff in nerhalb der jeweiligen Vorkühlstrecke vorzukühlen. Unter Gegenstrom wird hierbei verstanden, dass die Förderrichtung des Mahlgutes entgegengesetzt zur Förderrichtung des gasförmigen Stickstoffs ausgerichtet ist. Das Behäl ter-Vorkühlaggregat, beispielsweise ein Kühl-Container, ist ausgebildet, in dem Behälter-Innenraum befindliches Mahlgut beliebig vorzukühlen, bei spielsweise gemäß dem Linde-Verfahren.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das mindestens eine Gegenstrom- Vorkühlaggregat dem Kühlaggregat derartig vorgeschaltet ist, dass ein in dem Kühlaggregat durch Verdampfung des flüssigen Stickstoffs ausgebilde ter Vorkühl-Gasstrom in das mindestens eine Gegenstrom-Vorkühlaggregat eingeleitet werden kann, um das in dem jeweiligen Gegenstrom- Vorkühlaggregat befindliche Mahlgut innerhalb der jeweiligen Vorkühlstrecke in einem Gegenstrom durch den Vorkühl-Gasstrom auf eine Mahlgut- Zwischen-Temperatur vorzukühlen. Die Mahlgut-Zwischen-Temperatur sollte dabei je nach Auslegung der Vorkühlstrecke am Übergang zum Kühlaggre gat in etwa der Stickstoff-Zwischen-Temperatur des Vorkühl-Gasstroms ent sprechen, nachdem der Vorkühl-Gasstrom alle Gegenstrom- Vorkühlaggregate passiert hat, wobei jeweils Temperaturen von beispiels weise weniger als ca. -40°C vorherrschen können.

Dadurch kann für die Vorkühlung des Mahlgutes der ohnehin im Kühl aggregat verdampfende Stickstoff als Gegenstrom verwendet werden, so dass für die Vorkühlung im mindestens einen Gegenstrom-Vorkühlaggregat keine weiteren Stoffe bzw. Kühlelemente nötig sind. Das in den flüssigen Stickstoff des Kühlaggregats eintauchende wärmere Mahlgut führt dabei au tomatisch zum Verdampfen des flüssigen Stickstoffs und sorgt damit für ei nen zur Vorkühlung verwendbaren Vorkühl-Gasstrom.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das mindestens eine Ge genstrom-Vorkühlaggregat oberhalb des Kühlaggregates angeordnet ist, so dass der durch Verdampfung des flüssigen Stickstoffs ausgebildete Vorkühl- Gasstrom kaminartig als Gegenstrom in die jeweilige Vorkühlstrecke des je weiligen Gegenstrom-Vorkühlaggregats gelangen kann. Demnach sind keine zusätzlichen Gasleitungen oder Gasführungen nötig, um den gasförmigen Stickstoff zur Vorkühlung aus dem Kühlaggregat in das jeweilige Gegen strom-Vorkühlaggregat zu leiten.

Vorteilhafterweise können aber auch für das vorgekühlte Mahlgut För derstrecken zwischen dem mindestens einen Gegenstrom-Vorkühlaggregat und der Hauptkühlung entfallen, wenn als mindestens ein Gegenstrom- Vorkühlaggregat ein erstes Gegenstrom-Vorkühlaggregat verwendet wird, das derartig ausgebildet und dem Kühlaggregat derartig mittelbar oder unmit telbar vorgeschaltet ist, dass das dem ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat zugeführte Mahlgut aufgrund der Schwerkraft entlang einer ersten Vorkühl strecke des ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregates fallen kann und das zu geführte fallende Mahlgut gleichzeitig in einem Gegenstrom aus gasförmi gem Stickstoff, vorzugsweise dem Vorkühl-Gasstrom, innerhalb der ersten Vorkühlstrecke vorgekühlt werden kann und anschließend in den flüssigen Stickstoff des Tanks gelangen kann.

Gegenüber einer Anordnung des ersten Gegenstrom- Vorkühlaggregates z.B. unterhalb oder neben dem Kühlaggregat kann also ein erhöhter Förderaufwand, Isolieraufwand und Kostenaufwand vermieden werden. Gleichzeitig kann der Vorkühl-Gasstrom entgegen der durch die Gravitation bewirkten Fallrichtung des Mahlgutes nach oben aus dem Kühl aggregat in das erste Gegenstrom-Vorkühlaggregat aufsteigen, um einen Gegenstrom zu erzeugen. Dadurch sind die Vorkühlung und die Zuführung des Mahlgutes in das Kühlaggregat vereinfacht.

Das erste Gegenstrom-Vorkühlaggregat der Vorkühlung und das Kühl aggregat der Flauptkühlung können dabei als separate Anlagenteile der Mahlvorrichtung ausgeführt sein oder aber in einem Bauteil zusammenge fasst sein. Es ist lediglich sicherzustellen, dass der verdampfende Stickstoff aus dem Kühlaggregat möglichst vollständig in das erste Gegenstrom- Vorkühlaggregat geführt werden kann, um darin für eine Vorkühlung des Mahlguts im Gegenstrom sorgen zu können.

Dabei ist die erste Vorkühlstrecke im ersten Gegenstrom- Vorkühlaggregat und ggf. auch weitere Vorkühlstrecken in weiteren Gegen- strom-Vorkühlaggregaten derartig anzupassen, dass im Gegenstrom ein um fassender Energieaustausch zwischen dem verdampfenden gasförmigen Stickstoff des Vorkühl-Gasstroms und dem zugeführten Mahlgut stattfinden kann. Bei einem bestimmten Durchsatz an zugeführtem Mahlgut nimmt die Menge an verdampfendem Stickstoff im Vorkühl-Gasstrom nach dem Anfah- ren der Anlage nach einer gewissen Zeit einen bestimmten Gleichgewichts zustand ein. Bei idealer Abstimmung der jeweiligen Vorkühlstrecke findet in diesem Gleichgewichtszustand ein effizienter Energieaustausch statt, auf grund dessen sich die Mahlgut-Zwischen-Temperatur und die Stickstoff- Zwischen-Temperatur an den entsprechenden Stellen (s.o.) in etwa anglei chen, beispielsweise bei ca. -40°C oder weniger.

Gemäß einer weiteren Ausführung für die Vorkühlung kann ein zweites Gegenstrom-Vorkühlaggregat vorgesehen sein, das derartig ausgebildet und dem Kühlaggregat derartig mittelbar oder unmittelbar vorgeschaltet ist, dass das dem zweiten Gegenstrom-Vorkühlaggregat zugeführte Mahlgut in einem Wirbelschnecken-Innenraum entlang einer zweiten Vorkühlstrecke transpor tiert werden kann und das zugeführte Mahlgut gleichzeitig in einem Gegen strom aus gasförmigem Stickstoff, vorzugsweise dem Vorkühl-Gasstrom, in nerhalb der zweiten Vorkühlstrecke unter Vermischung mit dem gasförmigen Stickstoff vorgekühlt werden kann.

Durch die Verwendung einer Wirbelschnecke kann ein effektiver thermi scher Austausch von Energie zwischen dem gasförmigen Stickstoff und dem Mahlgut erfolgen, da durch die Wirbelschnecke turbulente statt laminare Strömungsverhältnisse herrschen und beide Stoffe dadurch besser miteinan der vermischt werden und thermisch interagieren können, so dass eine effi ziente Vorkühlung erfolgen kann. Dies kann ergänzend oder anstelle des ers ten Gegenstrom-Vorkühlaggregates erfolgen, so dass der Prozess insgesamt flexibel gestaltet werden kann.

Auch in dieser Ausführung kann durch eine entsprechende Anordnung des zweiten Gegenstrom-Vorkühlaggregates ein in dem Kühlaggregat durch Verdampfung des flüssigen Stickstoffs ausgebildeter Vorkühl-Gasstrom in den Wirbelschnecken-Innenraum des zweiten Gegenstrom-Vorkühlaggregats gelangen, durch das das Mahlgut durch die Rotation der Wirbelschnecke transportiert wird. Der Vorkühl-Gasstrom kann also zusätzlich, nachdem es ggf. die Vorkühlstrecke im ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat passiert hat, in dem zweiten Gegenstrom-Vorkühlaggregat für eine Vorkühlung im Gegen strom sorgen. Optional kann je nach Abstimmung des Mahlprozesses zu mindest zeitweise flüssiger Stickstoff in den Wirbelschnecken-Innenraum eingelassen werden.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass ein drittes Gegenstrom- Vorkühlaggregat durch ein Aufgabesilo ausgebildet wird, wobei das Aufga besilo Mahlgut für den Mahlprozess bereitstellt, wobei gasförmiger Stickstoff, beispielsweise Restgas aus einem pneumatischen Filter, derartig in das Auf gabesilo eingeleitet werden kann, dass das darin befindliche Mahlgut inner halb einer dritten Vorkühlstrecke im Gegenstrom aus gasförmigem Stickstoff vorgekühlt werden kann, bevor das Mahlgut aus dem Aufgabesilo ausgetra gen wird.

Damit kann vorteilhafterweise bereits im Aufgabesilo eine Vorkühlung stattfinden, um den Vorkühlprozess zu unterstützen. Dazu kann beispiels weise im Prozess befindliches Stickstoff-Restgas aus einem pneumatischen Filter der Mahlvorrichtung verwendet werden.

Wird ergänzend ein Behälter-Vorkühlaggregat verwendet, das bei spielsweise vor dem Aufgabesilo angeordnet ist, befindet sich das Mahlgut zur Vorkühlung innerhalb eines Behälter-Innenraums des Behälter- Vorkühlaggregats, wobei der Behälter-Innenraum beispielsweise auf weniger als -10°C, vorzugsweise weniger als -30°C, insbesondere auf bis zu -70°C, abgekühlt wird, beispielsweise gemäß dem Linde-Verfahren und ggf. unter stützend durch im Prozess befindliches Stickstoff-Restgas aus einem pneu matischen Filter der Mahlvorrichtung. Das in dem Behälter-Innenraum befind liche Mahlgut wird anschließend dem einen oder den mehreren Gegenstrom- Vorkühlaggregat(en) bereits vorgekühlt zugeführt. Um eine effiziente Vorkühlung im Gegenstrom zu ermöglichen, ist be vorzugt zumindest ein Gegenstrom-Vorkühlaggregat, insbesondere das erste Gegenstrom-Vorkühlaggregat, vor der Hauptkühlung vorzusehen. Dadurch kann je nach Anwendung und Standort der Mahlvorrichtung eine alternative oder weitere ggf. energieeffizientere Vorkühlung ermöglicht werden.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass dem mindestens einen Gegenstrom-Vorkühlaggregat eine Dosierschnecke vorgeschaltet ist, wobei die Dosierschnecke das von einem Aufgabesilo und/oder aus einer Siebvor richtung (als Rückführung von Grobkorn) und/oder aus dem Behälter- Vorkühlaggregat bereitgestellte Mahlgut dosiert in das mindestens eine Ge genstrom-Vorkühlaggregat leitet. Demnach können die Geschwindigkeit bzw. die Zuführrate des Mahlgutes über die Dosierschnecke gezielt eingestellt werden, beispielsweise in Abhängigkeit des erzeugten Vorkühl-Gasstromes, um den Abkühl- und Mahlprozess gezielt zu steuern.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass dem Kühlaggregat eine Förderschnecke, vorzugsweise eine motorisch betriebene Förderschnecke, nachgeschaltet ist, wobei die Förderschnecke das auf die Mahlgut- Ausgangs-Temperatur abgekühlte Mahlgut dosiert, d.h. mit einem definierten Massefluss, zum mindestens einen Anschluss der Prallmühle fördert. Damit kann auch das der Prallmühle zugeführte Mahlgut dosiert werden, um das Vermahlen in der Prallmühle effizient zu gestalten.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Mahlgut und/oder das Feingut innerhalb der gesamten Mahlvorrichtung inert gehalten sind.

Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der gesamte Prozess nicht durch Migration von Sauerstoff und Luftfeuchte aus Umgebungsluft negativ beeinträchtigt wird. Dies kann durch entsprechend abgeschlossene Anlagen teile erreicht werden, in denen sich gasförmiger Stickstoff und/oder ein Über- druck befindet. Ergänzend kann vorgesehen sein, dass zumindest beim Ab schalten der Mahlvorrichtung über die Mischzelle durch entsprechendes Öff nen des jeweiligen Einlassventils gasförmiger Stickstoff, der von dem Stick stoff-Gasgenerator bereitgestellt wird, in den Kreislauf gefördert wird.

Dadurch kann über den Stickstoff-Gasgenerator, der mit der Mischzelle ver bunden ist, also auch verhindert werden, dass beim Abschalten der Anlage feuchte Umgebungsluft in den Kreislauf eindringen kann.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zum Vermahlen von Mahl gut, vorzugsweise aus Thermoplasten und/oder Elastomeren, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung, mit mindestens den folgen den Schritten vorgesehen:

- Bereitstellen von Mahlgut und Zuführen des Mahlgutes in mindestens ein Vorkühlaggregat zum Vorkühlen des zugeführten Mahlgutes, vorzugsweise im Gegenstrom, auf eine Mahlgut-Zwischen-Temperatur;

- Zuführen des auf die Mahlgut-Zwischen-Temperatur vorgekühlten Mahlgu tes in ein Kühlaggregat mit flüssigem Stickstoff, so dass das vorgekühlte Mahlgut durch den flüssigen Stickstoff auf eine Mahlgut-Ausgangs- Temperatur abgekühlt wird;

- Fördern des auf die Mahlgut-Ausgangs-Temperatur abgekühlten Mahlgutes in eine Prallmühle;

- Vermahlen des auf die Mahlgut-Ausgangs-Temperatur abgekühlten Mahl gutes zu Feingut unter gleichzeitiger Zuführung eines Stickstoffstroms aus gasförmigem Stickstoff, wobei der Stickstoffstrom aus gasförmigem Stickstoff der Prallmühle mit einer vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Temperatur und einem vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz bereitgestellt wird, um der Prallmühle eine definierte Mahlgutstrom-Dichte eines Mahlgutstroms aus dem Mahlgut und dem Stickstoffstrom bereitzustellen.

Durch das Vorkühlen und das Kühlen in dem Bad aus flüssigem Stick stoff wird das Mahlgut, wie bereits beschrieben, effizient bis ins Innere auf eine niedrige Mahlgut-Ausgangs-Temperatur gekühlt, bevor es mit einem de finierten Massefluss in die Prallmühle gelangt und dort mit einem entspre chend konditionierten Stickstoffstrom zusammen vermahlen wird, so dass der Mahlvorgang insgesamt effizienter gestaltet werden kann und, je nach Anwendung, auch höhere Feinheitsgrade reproduzierbar erreicht werden können.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Bereitstellen des ab gekühlten Mahlgutes in die Prallmühle thermisch entkoppelt von der Bereit stellung des Stickstoffstroms aus gasförmigem Stickstoff erfolgt, bevor diese der Prallmühle zugeführt werden. Dadurch können die Prallmühle bzw. die Mahlvorrichtung insgesamt effizienter betrieben werden, wie bereits be schrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Mahlvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Mahl vorrichtung;

Fig. 3 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Mahl vorrichtung; und

Fig. 4a, 4b perspektivische Ansichten einer Mischzelle.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Mahlvorrichtung 1a gemäß dem Stand der Technik, die dazu dient, in einem Aufgabesilo 2 über eine untere Aufga- besilo-Öffnung 2a aufgegebenes Mahlgut 3 durch eine Prallmühle 4, bei spielsweise einen Desintegrator 4a, in einem bestimmten Feinheitsgrad zu vermahlen. Auf dem Weg zur Prallmühle 4 wird das Mahlgut 3 über eine Do sierschnecke 5 entsprechend dosiert und mit einer Mahlgut-Eingangs- Temperatur TE3 von beispielsweise 20°C in ein Kühlaggregat 6, vorzugswei se einen motorisch betriebenen Wirbelschneckenkühler 6a, geleitet.

Über einen Stickstoff-Einlass 7 wird flüssiger Stickstoff LN aus einem Stickstoff-Tank 35 mit einer Stickstoff-Flüssigkeits-Temperatur TLN von ca. - 196°C in den Wirbelschneckenkühler 6a eingelassen, um das dem Wirbel schneckenkühler 6a zugeführte und darin zu einem Auslass 8 geförderte Mahlgut 3 abzukühlen und damit zu verspröden. Von dem Auslass 8 des Wirbelschneckenkühlers 6a gelangt das durch den flüssigen Stickstoff LN auf eine Mahlgut-Ausgangs-Temperatur TA3 abgekühlte Mahlgut 3 und das durch Verdampfung entstandene Stickstoffgas mit in etwa der gleichen Tem peratur über einen Anschluss 4b in die Prallmühle 4 bzw. den Desintegrator 4a und wird darin in einer inerten Atmosphäre in abgekühlter Form vermah len. Die Mahlgut-Ausgangs-Temperatur TA3 des Mahlgutes 3 kann dabei ca. -150°C betragen.

Ergänzend kann dem Desintegrator 4a über den Anschluss 4b auch ein weiterer Stickstoffstrom 20 zugeführt werden, so dass sich im Desintegrator 4a ein Gemisch (Mahlgutstrom 30) aus Mahlgut 3, durch Verdampfung ent standenes Stickstoffgas zum Inertisieren und dem ggf. zusätzlich zugeführ ten Stickstoffstrom 20 befindet, wobei dieser Mahlgutstrom 30 am Anschluss 4b eine gewisse Mahlgutstrom-Dichte Rho aufweist, die sich während des Mahlprozesses aufgrund einer Wärmeentwicklung verändert. Der optionale Stickstoffstrom 20 dient hierbei unterstützend der pneumatischen Förderung des mit gasförmigem Stickstoff GN vermischten Mahlguts bzw. des in der Prallmühle 4 produzierten, mit gasförmigem Stickstoff GN vermischten Fein gutes 9. Aus der Prallmühle 4 wird ein darin produzierter Feingutstrom 90 beste hend aus mit gasförmigem Stickstoff GN vermischtem Feingut 9 mit einer Feingut-Ausgangs-Temperatur TA9 von beispielsweise ca. -20°C über einen Feingut-Ausgang 4c ausgetragen. Dabei sorgt der Stickstoffstrom 20 im Be trieb des Desintegrators 4a automatisch für ein Fierausdrücken des Feingut stroms 90 (mit gasförmigem Stickstoff GN vermischtem Feingut 9) aus dem Feingut-Ausgang 4c, so dass dadurch bereits ein pneumatisches Fördern des Feingutstroms 90 zum nächsten Element der Mahlvorrichtung 1a, hier einem Zyklon 10, ermöglicht wird. Der pneumatische Transport des Feingut stroms 90 zum Zyklon 10 wird dabei von einem Gebläse 15 unterstützt.

Anschließend gelangt der Feingutstrom 90 also in einen Zyklon 10, in dem der größte Teil des Feingutes 9 aus dem Feingutstrom 90 vom gasför migen Stickstoff GN abgetrennt wird, wobei anschließend insbesondere das Feingut 9, beispielsweise Gummipulver, aus dem Zyklon 10 ausgetragen wird. Dieses Feingut 9 wird anschließend in ggf. aufgewärmter Form in eine Siebvorrichtung 12 geleitet, in der es (je nach späterer Verwendung über die entsprechend zu wählenden Siebschnitte) in seine unterschiedlichen Fein gut-Fraktionen, d.h. Grobkorn 11 G und Feinkorn 11 F, aufgetrennt wird. Das Grobkorn 11 G des Feingutes 9 kann optional in beliebiger Weise, z.B. über eine Repassierleitung 24, zurück zur Dosierschnecke 5 gefördert und damit dem Mahlprozess erneut zugeführt werden. Das Feinkorn 11 F weist bei spielsweise ein Kornspektrum von <200pm auf und kann als Fertiggut 13 entsprechend weiterverwendet werden.

Der im Zyklon 10 verbleibende Teil des Feingutstroms 90, der insbe sondere aus gasförmigem Stickstoff GN und Feingutstäuben 11 S besteht, wird in einem pneumatischen Filter 14 in seine Bestandteile getrennt. Da be reits eine Auftrennung im Zyklon 10 stattgefunden hat, wird der pneumati sche Filter 14 zur Resttrennung von Feingutstäuben 11 S und gasförmigem Stickstoff GN weniger stark belastet und kann daher entsprechend klein di mensioniert werden.

Der Feingutstaub 11 S wird ebenfalls ggf. in aufgewärmter Form in die Siebvorrichtung 12 geleitet. Zum Fördern des kalten gasförmigen Stickstoffs GN und der Feingutstaubs 11 S aus dem Zyklon 10 in den pneumatischen Filter 14, ist ein Gebläse 15 vorgesehen. Dieses saugt den verbleibenden Feingutstrom 90 aus gasförmigem Stickstoff GN sowie den Feingutstäuben 11 S aus dem Zyklon 10 an und bläst den gefilterten gasförmigen Stickstoff GN als kalten Stickstoffstrom 20 zum Unterstützen des pneumatischen Transports zu dem Anschluss 4b zurück zur Prallmühle 4.

Um den Mahlprozess zu optimieren, sind in der erfindungsgemäßen Mahlvorrichtung 1 b gemäß Fig. 2 und 3 einzelne Veränderungen vorgese hen. Für Komponenten, die gleichwirkend zum Stand der Technik (Fig. 1 ) sind, werden im Folgenden dieselben Bezeichnungen und Bezugszeichen verwendet.

Demnach ist in Fig. 2 vorgesehen, dass in einem Aufgabesilo 2 über die untere Aufgabesilo-Öffnung 2a aufgegebenes Mahlgut 3 über eine Dosier schnecke 5 entsprechend dosiert und mit einer Mahlgut-Eingangs- Temperatur TE3 in ein erstes Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a und aus diesem in das eigentliche Kühlaggregat 6 geleitet wird. Das erste Gegen strom-Vorkühlaggregat 16a dient der Vorkühlung des Mahlgutes 3 auf eine Mahlgut-Zwischen-Temperatur TZ3 von beispielsweise zwischen -35°C und - 45°C. Diese Mahlgut-Zwischen-Temperatur TZ3 liegt bei idealer Temperie rung am unteren Ende des ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregates 16a vor, so dass das Mahlgut 3 mit dieser Temperatur in die Flauptkühlung übergehen kann. Das im ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a befindliche Mahlgut 3 wird dabei durch einen in Fig. 2 nach oben gerichteten Vorkühl-Gasstrom 17 aus gasförmigem Stickstoff GN vorgekühlt. Dieser Vorkühl-Gasstrom 17 weist zumindest am oberen Ende des ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregates 16a eine Stickstoff-Zwischen-Temperatur TZN von beispielsweise zwischen -35°C und -45°C auf. Die Mahlgut-Zwischen-Temperatur TZ3 und die Stick stoff-Zwischen-Temperatur TZN stellen sich hierbei je nach Auslegung und Anwendung der Mahlvorrichtung 1b ein, können von den genannten Werten aber auch abweichen. Insgesamt sind die in den Ausführungsbeispielen der Erfindung genannten Temperaturwerte, insbesondere für den gasförmigen Stickstoff GN, das Mahlgut 3 und das Feingut 9, abhängig von der Auslegung und der Anwendung und können daher von den genannten Werten entspre chend auch abweichen.

Der Vorkühl-Gasstrom 17 wirkt gemäß dieser Ausführung auf einer be stimmten ersten Vorkühlstrecke SVa auf das zugeführte Mahlgut 3 ein, wobei dies in einem Gegenstrom erfolgt, d.h. das über die erste Vorkühlstrecke SVa nach unten fallende Mahlgut 3 wird durch den entgegengesetzt ausge richteten Vorkühl-Gasstrom 17 abgekühlt.

Der Vorkühl-Gasstrom 17 wird gemäß dieser Ausführungsform maß geblich dadurch erzeugt, dass in dem Kühlaggregat 6 befindlicher flüssiger Stickstoff LN verdampft und der dadurch entstehende gasförmige Stickstoff GN kaminartig durch das erste Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a nach oben geleitet wird. Das Kühlaggregat 6 und das erste Gegenstrom- Vorkühlaggregat 16a können dabei einteilig oder aber als getrennte Bauein heiten ausgeführt sein, wobei die Ausdehnung des ersten Gegenstrom- Vorkühlaggregates 16a durch die erste Vorkühlstrecke SVa bestimmt ist. In sofern soll die Darstellung in Fig. 2 lediglich schematisch andeuten, dass zwischen dem Kühlaggregat 6 und dem ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a ein beliebiger Übergang besteht, der einen Durchgang von vorgekühltem Mahlgut 3 in das Kühlaggregat 6 sowie von gasförmigem Stickstoff GN in das erste Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a ermöglicht.

Das Kühlaggregat 6 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch ei nen Tank 6b ausgebildet, in den über einen Stickstoff-Einlass 7 flüssiger Stickstoff LN aus einem Stickstoff-Tank 35 mit einer Stickstoff-Flüssigkeits- Temperatur TLN von ca. -196°C eingelassen ist und der fortlaufend bis zu einer bestimmten Füllstandgrenze 18 nachgefüllt wird. Über eine Oberseite 6c des Kühlaggregats 6 bzw. des Tanks 6b wird dem Tank 6b das im Ge genstrom vorgekühlte Mahlgut 3 mit der Mahlgut-Zwischen-Temperatur TZ3 (z.B. -45°C) zugeführt. Sobald das vorgekühlte Mahlgut 3 im Tank 6b in den flüssigen Stickstoff LN gelangt, kühlt sich das Mahlgut 3 weiter ab und wird weiter versprödet. Das in den flüssigen Stickstoff LN des Kühlaggregats 6 eintauchende wärmere Mahlgut 3 führt dabei zum Verdampfen des flüssigen Stickstoffs LN, so dass sich ein für die Vorkühlung verwendbarer Vorkühl- Gasstrom 17 ausbildet.

Dabei ist die erste Vorkühlstrecke SVa im ersten Gegenstrom- Vorkühlaggregat 16a derartig anzupassen, dass im Gegenstrom ein umfas sender Energieaustausch zwischen dem im Tank 6b verdampfenden gas förmigen Stickstoff GN (Vorkühl-Gasstrom 17) und dem durch das erste Ge genstrom-Vorkühlaggregat 16a gelangende Mahlgut 3 stattfinden kann. Beim Zuführen des Mahlgutes 3 nimmt die Menge an verdampfendem gasförmigen Stickstoff GN des Vorkühl-Gasstroms 17 nach dem Anfahren der Mahlvor richtung 1b nach einer gewissen Zeit einen Gleichgewichtszustand ein. Bei idealer Abstimmung der ersten Vorkühlstrecke SVa findet in diesem Gleich gewichtszustand ein Energieaustausch statt, aufgrund dessen sich die Mahl gut-Zwischen-Temperatur TZ3 am unteren Ende des ersten Gegenstrom- Vorkühlaggregats 16a und die Stickstoff-Zwischen-Temperatur TZN am obe ren Ende des ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregats 16a in etwa angleichen, beispielsweise zwischen -35°C und -45°C oder weniger. Über einen vorzugsweise unterseitigen Zugang 6d ist der Tank 6b mit einer motorisch betriebenen Förderschnecke 19 verbunden. Das im Tank 6b befindliche versprödete Mahlgut 3 kann darüber bei idealer Temperierung mit einer definierten Mahlgut-Ausgangs-Temperatur TA3 von ca. -196°C in Rich tung der Prallmühle 4, beispielsweise des Desintegrators 4a, gefördert und dieser mit einem definierten Massestrom über den Anschluss 4b zugeführt werden. Als schnelllaufende Prallmühle 4 kann anstelle eines Desintegrators 4a aber auch eine gleichwirkende Stiftmühle, Wirbelstrommühle, Luftwirbel mühle, etc., zur Anwendung kommen. Unter einer Prallmühle 4 wird dabei im Rahmen der Erfindung allgemein eine Mühle verstanden, bei der die Zerklei nerung des versprödeten Mahlgutes 3 durch eine Schlag-Prall- Beanspruchung erreicht wird. Bei einer Schlagbeanspruchung wird das auf gegebene Mahlgut 3 von einem schnellbeweglichen Schlagelement in der Prallmühle 4 getroffen und durch Schlag zerkleinert. Bei einer Prallbeanspru chung trifft das schnell beschleunigte Mahlgut 3 auf eine feststehende bzw. anderweitig beschleunigte Fläche (Schlagelement, anderes Teilchen) und wird durch Prall (Aufprall) zerkleinert.

In der jeweiligen Prallmühle 4 wird das Mahlgut 3 anschließend in einer inerten Atmosphäre in abgekühlter Form vermahlen. Aus der Prallmühle 4 wird das darin produzierte Feingut 9 mit einer Feingut-Ausgangs-Temperatur TA9 von beispielsweise ca. -50°C aus dem Feingut-Ausgang 4c ausgetra gen. Dabei sorgt ein Stickstoffstrom 20 im Betrieb der Prallmühle 4 automa tisch für ein Herausdrücken bzw. einen pneumatischen Transport des Fein gutes 9, das mit gasförmigem Stickstoff GN zu einem Feingutstrom 90 ver mischt ist, aus dem Feingut-Ausgang 4c.

Neben dem Mahlgut 3 wird der jeweiligen Prallmühle 4 bzw. dem Desin tegrator 4a über den Anschluss 4b ein gezielt konditionierter gasförmiger Stickstoffstrom 20 aus kaltem gasförmigen Stickstoff GN mit einer einstellba- ren Stickstoffstrom-Temperatur T20 von beispielsweise zwischen -75°C und - 90°C und mit einem einstellbaren Stickstoffstrom-Durchsatz ND (kg pro h) zugeführt. Der Stickstoffstrom 20 dient dabei zur Inertisierung der Atmosphä re in der Prallmühle 4 sowie zum Sicherstellen eines effektiven Sprödbruchs beim Mahlen, wie nachfolgend beschrieben. Dabei erfolgt ein thermisch voll ständig entkoppeltes Zuführen der an dem Mahlprozess teilnehmenden Stof fe, d.h. dem gekühlten Mahlgut 3 und dem gasförmigen Stickstoff GN aus dem Stickstoffstrom 20, die zusammen einen Mahlgutstrom 30 ausbilden.

Unter einem vollständig entkoppelten Zuführen ist dabei zu verstehen, dass die Stoffe (3 + 20) zunächst einzeln und unabhängig voneinander ge zielt dosiert und einzeln temperiert (TA3, T20) werden und der Prallmühle 4 nach einem dosierten und einzeln temperierten Bereitstellen zugeführt wer den. Das Einführen der beiden Stoffe (3 + 20) in die Prallmühle 4 erfolgt da bei, wie in Fig. 2 dargestellt, nicht getrennt. Vielmehr werden beide einzeln dosiert und einzeln temperiert bereitgestellten Stoffe (3 + 20) beispielsweise über ein Y-Stück vor der Prallmühle 4 zusammengeführt und gemeinsam als Gemisch bzw. als Mahlgutstrom 30 über den Anschluss 4b in die Prallmühle 4 geleitet.

Dies unterscheidet die erfindungsgemäße Ausführung in Fig. 2 von der bekannten Ausführung in Fig. 1 (Stand der Technik), wobei in Fig. 1 ver dampfter gasförmiger Stickstoff GN aus dem Wirbelschneckenkühler 6a zu sammen bzw. „thermisch gekoppelt“ mit dem Mahlgut 3 direkt in die Prall mühle 4 gelangt, so dass keine unabhängige Dosierung und keine einzelne Temperierung der am Mahlprozess in der Prallmühle 4 teilnehmenden Stoffe, Mahlgut 3 und gasförmiger Stickstoff GN, erfolgt. Dadurch ist der Mahlpro zess gemäß der Anordnung des Standes der Technik (Fig. 1 ) weniger effi zient als bei der erfindungsgemäßen Anordnung (Fig. 2), wie nachfolgend beschrieben: Durch ein thermisch entkoppeltes Zuführen des Stickstoffstroms 20 und des vorgekühlten Mahlgutes 3 in die Prallmühle 4 kann eine in der Prallmühle 4 vorherrschende Mahlgutstrom-Dichte Rho des Mahlgutstroms 30 vorteilhaf terweise geringer bzw. kontrolliert so eingestellt werden, dass der Energie verbrauch zum Antreiben der verwendeten Prallmühle 4 entsprechend sinkt bzw. optimiert wird und auch der Feinheitsgrad des Feingutes 9 optimiert werden kann. Gleichzeitig kann dadurch auch der Verbrauch an Stickstoff reduziert werden, so dass der Mahlprozess insgesamt effizienter wird.

Dies folgt daraus, dass eine Prallmühle 4 zum Zerkleinern durch eine Schlag-Prall-Beanspruchung mehrere Schlagelemente aufweist, die auf zwei gegenläufig rotierenden Rotorscheiben auf unterschiedlichen Bahnradien be festigt sind. Dabei findet je nach Anzahl, gewählter Form oder Anordnung sowie der eingestellten Rotationsgeschwindigkeiten der Rotorscheiben eine Wechselwirkung zwischen den Schlagelementen und dem zugeführten Mahlgutstrom 30 aus Mahlgut 3 und gasförmigem Stickstoffstrom 20 statt. Aufgrund dieser Wechselwirkung kommt es zu einem Energieaustausch zwi schen dem Mahlgutstrom 30 und den Schlagelementen, der wiederum zu ei ner Wärmeentwicklung in der Prallmühle 4 führt. Diese Wärmeentwicklung ist dabei sowohl abhängig von der Beschaffenheit des Mahlgutstroms 30 als auch von der Konstruktion und den Betriebsparametern der jeweiligen Prall mühle 4.

Durch diese Wärmeentwicklung wird auch der Mahlgutstrom 30 er wärmt, was dazu führen kann, dass das Mahlgut 3 seinen Versprödungszu stand verliert, d.h. zumindest teilweise wieder in den elastischen Zustand übergeht, und dadurch der gewünschte Feinheitsgrad beim Mahlen nicht mehr erreicht werden kann.

Daher ist dafür zu sorgen, dass die im gekühlten Mahlgutstrom 30 ge speicherte Kälteenergie ausreichend ist, um die in der jeweils verwendeten Prallmühle 4 durch den Energieaustausch bewirkte Wärmeentwicklung gera de zu kompensieren und das Mahlgut 3 dadurch vollständig in einem Ver sprödungszustand zu halten. Dazu kann grundsätzlich ein besonders kalter Stickstoffstrom 20 mit hohem Stickstoffstrom-Durchsatz ND bereitgestellt werden, wodurch sich jedoch gleichzeitig die Mahlgutstrom-Dichte Rho in der Prallmühle 4 so stark erhöht, dass sowohl die benötigte Antriebsenergie als auch die Wärmeentwicklung in der Prallmühle 4 stark steigt und das Mahlgut 3 durch die erhöhte Wärmeentwicklung seinen Versprödungszustand verliert.

Der Stickstoffstrom-Durchsatz ND und die Stickstoffstrom-Temperatur T20 des Stickstoffstroms 20 sind also gezielt derartig einzustellen, dass die daraus folgende Mahlgutstrom-Dichte Rho des Mahlgutstroms 30 aus Mahl gut 3 und Stickstoffstrom 20 zu einer Wärmeentwicklung in der jeweils ver wendeten Prallmühle 4 führt, die von der gespeicherten Kälteenergie im tief kalten Mahlgutstrom 30 kompensiert werden kann, ohne dass das Mahlgut 3 den Versprödungszustand verliert.

Bei der Einstellung der Mahlgutstrom-Dichte Rho des Mahlgutstroms 30 wird dabei davon ausgegangen, dass der Prallmühle 4 durch die optimierte Vorkühlung und Hauptkühlung ein sehr kaltes Mahlgut 3 mit einer optimalen Mahlgut-Ausgangs-Temperatur TA3 von -196°C (Temperatur des flüssigen Stickstoffs LN) bereitgestellt wird. Da der Stickstoff in gasförmiger Form zur Vorkühlung (im ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a) und in flüssiger Form zur Hauptkühlung (im Kühlaggregat 6) länger auf das Mahlgut 3 ein wirkt als im Stand der Technik (Fig. 1), ist eine definierte Mahlgut-Ausgangs- Temperatur TA3 von -196°C einstellbar. Zudem ist das Mahlgut 3 idealer weise bis zum Inneren bzw. bis zum Kern gleichmäßig ausgekühlt, wodurch das Mahlgut 3 seine Temperatur länger auf einem niedrigen Niveau halten kann, so dass bei entsprechend optimierter Einstellung der Mahlgutstrom- Dichte Rho auch eine geringere Feingut-Ausgangs-Temperatur TA9 nach dem Mahlvorgang erreicht werden kann. Die Vorkühlung und die Hauptküh- lung wirken sich also insgesamt positiv auf den Mahlprozess in der Prallmüh le 4 aus, da das Material insgesamt, d.h. insbesondere auch im Inneren bzw. im Kern, spröder ist bzw. eine annähernd gleichmäßige Sprödigkeit aufweist und auch ausreichend Kälteenergie für den Mahlprozess gespeichert werden kann.

Um einen geeignet dosierten und temperierten Stickstoffstrom 20 für die Prallmühle 4 zu erhalten, ist eine Mischzelle 21 vorgesehen, die in einer bei spielhaften Ausführungsform in den Figuren 4a und 4b dargestellt ist. In der Mischzelle 21 kann Stickstoff aus unterschiedlichen unabhängigen Quellen derartig miteinander vermischt werden, dass ein Stickstoffstrom 20 mit einem Stickstoffstrom-Durchsatz ND (Dosierung) und mit einer Stickstoffstrom - Temperatur T20 (z.B. ca. -87°C) (Temperierung) bereitgestellt wird, die ide alerweise einem vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz NDS bzw. ei ner vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Temperatur TS20 entsprechen. Die ses Bereitstellen des Stickstoffstroms 20 erfolgt dabei gezielt thermisch ent koppelt vom Bereitstellen des Mahlgutes 3.

Dieser gezielt dosierte und temperierte Stickstoffstrom 20 wird zusam men mit dem Mahlgut 3 über den Anschluss 4b in die Prallmühle 4 geleitet, so dass sich ein Mahlgutstrom 30 ergibt, der am Anschluss 4b eine entspre chende Mahlgutstrom-Dichte Rho aufweist, die sich während des Mahlpro zesses aufgrund der Wärmeentwicklung verändert. Dabei wird durch die ge zielte Vermischung des Stickstoffs in der Mischzelle 21 ein Stickstoffstrom 20 bereitgestellt, der so konditioniert ist, dass die im gekühlten Mahlgutstrom 30 gespeicherte Kälteenergie gerade so ausreichend dimensioniert ist, um die in der Prallmühle 4 durch den Energieaustausch bewirkte Wärmeentwicklung, die von der Konstruktion und den Betriebsparametern der Prallmühle 4 ab hängig ist, gerade zu kompensieren und das Mahlgut dadurch vollständig in einem Versprödungszustand zu halten. Gleichzeitig wird dadurch auch ein optimierter Verbrauch an Antriebs-Energie der Prallmühle 4 und an Stickstoff erreicht und es erfolgt eine ausreichende Inertisierung des Mahlgutes 3 in der jeweiligen Prallmühle 4.

Die Mischzelle 21 wird dabei von einer Mischzellen-Steuereinrichtung 21a gezielt gesteuert, um durch Vorgabe eines Stickstoffstrom-Soll- Durchsatzes NDS bzw. einer Stickstoffstrom-Soll-Temperatur TS20 für den bereitgestellten Stickstoffstrom 20 eine für die jeweilige Prallmühle 4 sowie das zu mahlende Mahlgut 3 individuell optimierte Mahlgutstrom-Dichte Rho des Mahlgutstroms 30 am Anschluss 4b der Prallmühle 4 zu erhalten. Da sich Prallmühlen 4, beispielsweise Desintegratoren 4a, in ihrer genauen Konstruktion voneinander unterscheiden können, insbesondere in einer An ordnung, Anzahl und Form der Schlagelemente sowie den Rotationsge schwindigkeiten der Rotorscheiben, auf denen sich diese Schlagelemente befinden, ist auch die von der Mahlgutstrom-Dichte Rho abhängige Wärme entwicklung in jeder Prallmühle 4 unterschiedlich. Weiterhin haben auch die Eigenschaften (spez. Wärmekapazität) des zu mahlenden Mahlgutes 3 einen Einfluss auf den Mahlprozess. Daher gilt für jede Prallmühle 4 und für jedes Mahlgut 3 unter Umständen eine andere Mahlgutstrom-Dichte Rho und auch eine andere Temperatur des Mahlgutstroms 30 im oben genannten Sinne als optimal für den Betrieb der Prallmühle 4 sowie den erhaltenen Feinheitsgrad des Feingutes 9. Daher ist für jede Prallmühle 4 und für jedes Mahlgut 3 ein entsprechender Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz NDS und eine entsprechende Stickstoffstrom-Soll-Temperatur TS20 für den Stickstoffstrom 20 vorzugeben bzw. festzulegen, um auf diese Weise einen optimalen Betrieb zu gewähr leisten sowie einen entsprechend hohen Feinheitsgrad des Feingutes 9 re produzierbar zu erreichen.

Eine derartig optimierte Einstellung kann durch eine Steuerung oder ei ne Regelung über die Mischzellen-Steuereinrichtung 21a erfolgen. Die Mischzelle 21 weist dazu wie in Fig. 4a, 4b beispielhaft dargestellt mehrere Zuflüsse 25a, 25b, 25c, 25d auf, über die einer Mischkammer 21b in der Mischzelle 21 gasförmiger Stickstoff GN und/oder flüssiger Stickstoff LN zu geführt werden kann, wobei die Zuflüsse 25a, 25b, 25c, 25d jeweils durch Leitungen mit entsprechenden Stickstoffquellen verbunden sind. In der Mischkammer 21b kann beispielsweise durch Ineinanderstecken von mehre ren Rohren unterschiedlichen Durchmessers eine im Schnitt mäanderförmige Wärmeaustauschstrecke 21c ausgebildet werden, innerhalb derer sich der gasförmige Stickstoff GN aus den einzelnen Zuflüssen 25a, 25b, 25c sowie ggf. der flüssige Stickstoff LN (aus 25d) nach seiner Verdampfung vermi schen kann. Durch die Mäanderform ist die Wärmeaustauschstrecke 21c ge genüber einer einzelnen Kammer vergrößert, so dass eine effektive thermi sche Vermischung stattfinden kann, bevor der gasförmige Stickstoff GN die Mischzelle 21 als Stickstoffstrom 20 über einen Auslass 28 verlässt.

Den Zuflüssen 25a, 25b, 25c, 25d sind jeweils Einlassventile 26a, 26b, 26c, 26d, beispielsweise feinstufig regelbare Drosselventile, vorgeschaltet, die von der Mischzellen-Steuereinrichtung 21a elektrisch angesteuert werden können, um diese zu öffnen oder zu schließen. Dadurch kann das Zuführen des flüssigen bzw. gasförmigen Stickstoffs GN, LN aus den jeweiligen Lei tungen in die Mischkammer 21b gezielt gesteuert werden. Um ein Rückströ men von Stickstoff aus der Mischkammer 21 b in die einzelnen Leitungen zu verhindern, ist jedem Zufluss 25a, 25b, 25c, 25d ein Rückschlagventil zuge ordnet. Weiterhin weist die Mischzelle 21 den Abfluss 28 auf, über den das in der Mischkammer 21b konditionierte Gemisch aus flüssigem und/oder gas förmigem Stickstoff LN, GN der Prallmühle 4 als Stickstoffstrom 20 zugeführt werden kann. Der Abfluss 28 weist ebenfalls ein Rückschlagventil auf, um ein Rückströmen des Stickstoffstroms 20, beispielsweise bei einem entspre chenden Überdruck in der Prallmühle 4, zu verhindern.

Die Zuflüsse 25a, 25b, 25c, 25d sind dabei gemäß der beschriebenen Ausführungsform (s. Fig. 2, 3) mit den folgenden Stickstoffquellen über ent sprechende Leitungen verbunden. Zunächst ist ein erster Zufluss 25a mit ei- ner Leitung zum ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a (s. Fig. 2) und/oder zu einem zweiten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16b (s. Fig. 3) ver bunden, wobei dem ersten Zufluss 25a über diese Leitung durch ein feinstu figes automatisches Regeln des ersten Einlassventils 26a basierend auf den Signalen einer vorgeschalteten Sensorik 40a der Vorkühl-Gasstrom 17 (TZN z.B. ca. -40°C) aus der jeweiligen Vorkühlung zugeführt werden kann. Im Normalbetrieb wird dabei eine derartige Menge an gasförmigem Stickstoff GN durch das jeweilige Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a, 16b geleitet und nach der Vorkühlung des Mahlgutes 3 dem ersten Zufluss 25a der Mischzelle 21 zugeführt, dass das erste Einlassventil 26a zu 100% zu öffnen ist, um das Ausbilden eines Überdrucks vor dem ersten Zufluss 25a der Mischzelle 21 zu vermeiden.

Weiterhin ist ein zweiter Zufluss 25b vorgesehen, der über eine Leitung mit dem Gebläse 15 verbunden ist, so dass dem zweiten Zufluss 25b über diese Leitung durch ein feinstufiges automatisches Regeln des zweiten Ein lassventils 26b basierend auf den Signalen einer vorgeschalteten Sensorik 40b das verbleibende Restgas R (z.B. ca. -50°C) aus dem Mahlprozess zu geführt werden kann. Ferner ist ein dritter Zufluss 25c vorgesehen, der über eine Leitung mit einem Stickstoff-Gasgenerator 22 verbunden ist, so dass dem dritten Zufluss 25c über diese Leitung durch ein feinstufiges automati sches Regeln des dritten Einlassventils 26c basierend auf den Signalen einer vorgeschalteten Sensorik 40c zusätzlich generierter gasförmiger Stickstoff GN zugeführt werden kann. Des Weiteren kann ein vierter Zufluss 25d über eine Leitung mit dem Stickstoff-Tank 35 verbunden sein, so dass dem vierten Zufluss 25d über diese Leitung durch ein feinstufiges automatisches Regeln des vierten Einlassventils 26d basierend auf den Signalen einer im Abfluss 28 befindlichen Sensorik 40 flüssiger Stickstoff LN (TLN ca. -196°C) zuge führt werden kann. Zumindest den Zuflüssen 25a, 25b, 25c, durch die gasförmiger Stick stoff GN in die Mischkammer 21 b geleitet wird, ist jeweils eine Sensorik 40a, 40b, 40c zugeordnet, die ausgebildet ist, einen Ist-Massenfluss MFa, MFb, MFc sowie eine Ist-Temperatur Tla, Tlb, Tic des in dem jeweiligen Zufluss 25a, 25b, 25c ankommenden Stroms aus gasförmigem Stickstoff GN zu er mitteln. In Fig. 4b ist diese Sensorik 40a, 40b, 40c schematisch als kombi nierte Sensorik dargestellt, die einen Temperatursensor und einen Durch flussmesser beinhaltet, wobei diese aber grundsätzlich auch getrennt vonei nander angeordnet sein können. Die jeweilige Sensorik 40a, 40b, 40c ist da bei signalleitend mit der Mischzellen-Steuereinrichtung 21a verbunden, die daraufhin über einen entsprechenden Algorithmus ermitteln kann, wie die je weiligen Einlassventile 26a, 26b, 26c, 26d anzusteuern sind, um in der Mischkammer 21b ein derartiges Gemisch an gasförmigem Stickstoff GN aus den unterschiedlichen Stickstoffquellen zu erzeugen, das am Abfluss 28 ein Stickstoffstrom 20 mit dem für die jeweilige Prallmühle 4 vorgegebenen Soll- Durchsatz NDS bzw. der Soll-Temperatur TS20 erzeugt wird.

Zur Kontrolle ist auch am Abfluss 28 eine Sensorik 40 (mit einem Tem peratursensor und einem Durchflussmesser) angeordnet, die den ausgehen den gasförmigen Stickstoffstrom 20 misst, so dass in der Mischzellen- Steuereinrichtung 21a ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt werden kann. Da bei kann insbesondere vorgesehen sein, dass für eine geeignete Temperie rung des Stickstoffstroms 20 durch eine entsprechende Ansteuerung des vierten Einlassventils 26d eine derartige Menge an flüssigem Stickstoff LN in die Mischkammer 21 b eingelassen wird, dass sich die durch die Sensorik 40 gemessene Stickstoffstrom-Temperatur T20 am Abfluss 28 an die vorgege bene Stickstoffstrom-Soll-Temperatur TS20 annähert.

Soll dabei beispielsweise der über den ersten Zufluss 25a einströmende gasförmige Stickstoff GN aus dem Vorkühl-Gasstrom 17 aus dem ersten und/oder einem zweiten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a, 16b - nach der Vorkühlung des Mahlgutes 3 im Gegenstrom - als Basisquellstrom verwen det werden, so kann die Mischzelle 21 durch entsprechendes automatisches Regeln der Einlassventile 26b, 26c, 26d den Teil aus den anderen Zuflüssen 25b, 25c, 25d in der Mischkammer 21 b hinzufügen bzw. beimischen, der fehlt, um bei einem vorgegebenen Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz NDS eine vorgegebene Stickstoffstrom-Soll-Temperatur TS20 zu erhalten, aus der je nach Prallmühle 4 eine entsprechende Mahlgutstrom-Dichte Rho resultiert, für die ein effektiver Sprödbruch während des Mahlens sichergestellt werden kann.

Um die Vorkühlung flexibler zu gestalten, kann gemäß Fig. 3 ergänzend zu dem ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a ein zweites Gegenstrom- Vorkühlaggregat 16b vorgesehen sein. Grundsätzlich kann dieses auch an statt des ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregats 16a vorgesehen sein. Das zweite Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16b ist in Form einer Wirbelschnecke mit einem Wirbelschnecken-Innenraum 16c ausgebildet, in den das über die Dosierschnecke 5 dosierte und zugeführte Mahlgut 3 transportiert wird. Das transportierte Mahlgut 3 gelangt aus dem zweiten Gegenstrom- Vorkühlaggregat 16b über einen Wirbelschnecken-Anschluss 16d bereits vorgekühlt von oben in das erste Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a, in dem es nach dem oben zu Fig. 2 beschriebenen Prozess im Gegenstrom weiter vorgekühlt wird.

Gleichzeitig gelangt der Vorkühl-Gasstrom 17 aus gasförmigem Stick stoff GN aus dem ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a über den Wirbel schnecken-Anschluss 16d auch in das zweite Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16b (entgegengesetzt zur Transportrichtung des Mahlgutes 3) und kann dadurch das Mahlgut 3 im Wirbelschnecken-Innenraum 16c ebenfalls in ei nem Gegenstrom über eine zweite Vorkühlstrecke SVb abkühlen, wobei auf grund der turbulenten Strömungsverhältnisse in der Wirbelschnecke ein in tensiver thermischer Austausch von Energie stattfinden kann. Zur Feinab- stimmung kann zumindest zeitweise auch flüssiger Stickstoff LN aus dem Stickstoff-Tank 35 über den Stickstoff-Einlass 7 in den Wirbelschnecken- Innenraum 16c eingeleitet werden, um beispielsweise beim Anfahren der An lage ein übermäßiges Sprudeln bzw. Verdampfen des flüssigen Stickstoffs LN im Tank 6b aufgrund der Zuführung von relativ warmem Mahlgut 3 zu verhindern.

Um die Vorkühlung flexibler zu gestalten, kann ergänzend oder alterna tiv zu dem ersten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16a und/oder dem zweiten Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16b ein drittes Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16e vorgesehen sein, das durch das Aufgabesilo 2 selbst mit ausgebildet wird. Gemäß Fig. 3 wird dazu gasförmiger Stickstoff GN, insbesondere kaltes Restgas R, über eine Bypass-Leitung 23 aus dem pneumatischen Filter 14 und dem Gebläse 15 zumindest anteilig unterseitig, vorzugsweise über die unterseitige Aufgabesilo-Öffnung 2a, dem Aufgabesilo 2 zugeführt, um mit dem überflüssig vorhandenen gasförmigen Stickstoff GN eine Vorkühlung des Mahlgutes 3 im Gegenstrom auch im Aufgabesilo 2 zu erreichen. Ober seitig kann der gasförmige Stickstoff GN in beliebiger Weise abgelassen werden.

Gemäß dieser Ausführungsform sind also mehrere Vorkühlaggregate 16 vorgesehen, die gemeinsam eine Vorkühlstrecke SV aus erster, zweiter und dritter Vorkühlstrecke SVa, SVb, SVc ausbilden, auf der der gasförmige Stickstoff GN im Gegenstrom auf das transportierte Mahlgut 3 einwirkt, so dass dieses vor dem Eintauchen in das Kühlaggregat 6 in mehreren Stufen auf die Mahlgut-Zwischen-Temperatur TZ3 abgekühlt werden kann. Dadurch kann der gesamte Vorkühlprozess zusätzlich unterstützt werden. Die Anzahl an Gegenstrom-Vorkühlaggregaten 16a, 16b, 16e sowie auch deren Anord nung zueinander ist grundsätzlich wählbar, wobei die in Fig. 3 gezeigte An ordnung bereits eine sehr effiziente Vorkühlung ermöglicht, wenn die einzel nen Vorkühlstrecken SVa, SVb, SVc gezielt aufeinander abgestimmt werden. Ergänzend kann gemäß Fig. 3 vorgesehen sein, das dem Aufgabesilo 2 als weiteres Vorkühlaggregat 16 ein Behälter-Vorkühlaggregat 16f vorge schaltet ist, das beispielsweise als ein abgeschlossener und inert gehaltener Kühl-Container oder ein Silo ausgeführt sein kann. Das Behälter- Vorkühlaggregat 16f weist einen Behälter-Innenraum 16g auf, in dem sich das Mahlgut 3 zur Lagerung und Vorkühlung befindet. Dem Aufgabesilo 2 wird also in dem Fall bereits vorgekühltes Mahlgut 3 zugeführt, bevor das Mahlgut 3 in ein, zwei oder drei weiteren Gegenstrom-Vorkühlaggregaten 16a, 16b, 16e zusätzlich in einem Gegenstrom auf die Mahlgut-Zwischen- Temperatur TZ3 vorgekühlt wird. Der Behälter-Innenraum 16g wird bei spielsweise auf eine Temperatur von weniger als -10°C, vorzugsweise weni ger als -30°C, insbesondere weniger als -70°C, in beliebiger Weise vorge kühlt.

Wie auch im Stand der Technik wird der Feingutstrom 90, bestehend aus dem mit gasförmigem Stickstoff GN vermischten Feingut 9, nach der Prallmühle 4 in einen Zyklon 10 geleitet, in dem eine Abtrennung des Feingu tes 9 erfolgt. Dieses Feingut 9 wird anschließend in ggf. aufgewärmter Form in eine Siebvorrichtung 12 geleitet, in der es (je nach späterer Verwendung über die entsprechend zu wählenden Siebschnitte) in seine unterschiedlichen Feingut-Fraktionen, d.h. Grobkorn 11 G und Feinkorn 11 F, aufgetrennt wird. Das Grobkorn 11 G wird in beliebiger Weise, z.B. über eine Repassierleitung 24, zurück zur Dosierschnecke 5 gefördert und damit dem Mahlprozess er neut zugeführt. Der Großteil des Feinkorns 11 F kann in dieser Variante einen sehr hohen Feinheitsgrad aufweisen und kann als Fertiggut 13 entsprechend weiterverwendet werden. Die Mahlgrenze kann aufgrund der bereits ange sprochenen, gleichmäßigen Sprödigkeit gegenüber dem Stand der Technik zu geringen Werten verschoben werden. Der im Zyklon 10 verbleibende Teil des Feingutstroms 90, der insbe sondere aus gasförmigem Stickstoff GN und Feingutstäuben 11 S besteht, wird in dem pneumatischen Filter 14 in seine Bestandteile getrennt. Da be reits eine Auftrennung im Zyklon 10 stattgefunden hat, wird der pneumati sche Filter 14 zur Resttrennung von Feingutstäuben 11 S und gasförmigem Stickstoff GN weniger stark belastet und kann daher entsprechend klein di mensioniert werden. Der Feingutstaub 11 S wird ebenfalls ggf. in aufgewärm ter Form in die Siebvorrichtung 12 und der gasförmige Stickstoff GN als Restgas R über ein Gebläse 15 insbesondere in die Mischzelle 21 geleitet.

Für die Ausführungsformen in Fig. 2 und Fig. 3 ist weiterhin vorgese hen, dass das Mahlgut 3 sowie das Feingut 9 auf der gesamten Förderstre cke innerhalb der Mahlvorrichtung inert gehalten wird. Dadurch wird vorteil hafterweise erreicht, dass der gesamte Prozess nicht durch Migration von Sauerstoff und Luftfeuchte aus Umgebungsluft negativ beeinträchtigt wird. Dies kann durch entsprechend abgeschlossene Anlagenteile erreicht wer den, in denen sich gasförmiger Stickstoff GN und/oder ein Überdruck befin det.

Ergänzend kann vorgesehen sein, dass beim Abschalten der Mahlvor richtung 1 b über die Mischzelle 21 durch entsprechendes Öffnen des dritten Einlassventils 26c gasförmiger Stickstoff GN, der von dem Stickstoff- Gasgenerator 22 bereitgestellt wird, in den Kreislauf gefördert wird. Dadurch kann verhindert werden, dass feuchte Umgebungsluft in den Kreislauf ein- dringen kann.

Bezugszeichenliste

1a Mahlvorrichtung (Stand der Technik)

1b Mahlvorrichtung

2 Aufgabesilo 2a Aufgabesilo-Öffnung

3 Mahlgut

4 Prallmühle

4a Desintegrator

4b Anschluss

4c Feingut-Ausgang

5 Dosierschnecke

6 Kühlaggregat

6a Wirbelschneckenkühler

6b Tank

6c Oberseite des Tanks 6b

6d Zugang

7 Stickstoff-Einlass

8 Auslass des Wirbelschneckenkühlers 6a

9 Feingut

10 Zyklon

11 G Grobkorn 11 F Feinkorn 11 S Feingutstaub 12 Siebvorrichtung

13 Fertiggut

14 pneumatischer Filter

15 Gebläse

16 Vorkühlaggregat 16a erstes Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16b zweites Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16c Wirbelschnecken-Innenraum 16d Wirbelschnecken-Anschluss 16e drittes Gegenstrom-Vorkühlaggregat 16f Behälter-Vorkühlaggregat 16g Behälter-Innenraum 17 Vorkühl-Gasstrom

18 Füllstandsgrenze

19 Förderschnecke

20 Stickstoffstrom 21 Mischzelle 21a Mischzellen-Steuereinrichtung 21b Mischkammer 21c Wärmeaustauschstrecke 22 Stickstoff-Gasgenerator

23 Bypass-Leitung

24 Repassierleitung

25a, 25b, 25c, 25d Zuflüsse in die Mischzelle 21

26a, 26b, 26c, 26d Einlassventile (Drosselventil)

28 Abfluss

30 Mahlgutstrom

35 Stickstoff-Tank

40 Sensorik am Abfluss

40a, 40b, 40c Sensorik am Zufluss

90 Feingutstrom

GN gasförmiger Stickstoff

LN flüssiger Stickstoff

MFa, MFb, MFc Ist-Massefluss im jeweiligen Zufluss

ND Stickstoffstrom-Durchsatz

NDS Stickstoffstrom-Soll-Durchsatz

Rho Mahlgutstrom-Dichte

SV Vorkühlstrecke

SVa erste Vorkühlstrecke

SVb zweite Vorkühlstrecke

SVc dritte Vorkühlstrecke

T20 Stickstoffstrom-Temperatur

TS20 Stickstoffstrom-Soll-Temperatur TA3 Mahlgut-Ausgangs-Temperatur

TA9 Feingut-Ausgangs-Temperatur

TE3 Mahlgut-Eingangs-Temperatur

Tla, Tlb, Tic Ist-Temperatur im jeweiligen Zufluss TLN Stickstoff-Flüssigkeits-Temperatur TZ3 Mahlgut-Zwischen-Temperatur TZN Stickstoff-Zwischen-Temperatur