DE102023106829A1 - Method and device for treating a starting product - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Behandlung eines Ausgangsproduktes bestehend aus vorzugsweise aus 5 - 30% Polymer und 70 - 95% Lösungsmittel, ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:- das Ausgangsprodukt wird bei einer dem jeweiligen Polymer spezifischen Prozesstemperatur in ein Förderaggregat geleitet, welches in der Regel eine Pumpe darstellt.- das Ausgangsprodukt passiert ein Einwegventil (9),- das Ausgangsprodukt wird in einem Plattenwärmetauscher (2) erhitzt und zusätzlich druckerhöht,- das erhitzte und druckerhöhte Ausgangsprodukt wird geregelt durch ein Druckhalteventil (8) als Flash-Entladung in einen Mischkneter (5) eingebracht und als Zwischenprodukt verarbeitet, und- als Produkt durch einen Austrag (7) abtransportiert.A process for treating a starting product consisting preferably of 5 - 30% polymer and 70 - 95% solvent is characterized by the following steps:- the starting product is fed into a conveying unit, which is usually a pump, at a process temperature specific to the respective polymer.- the starting product passes through a one-way valve (9),- the starting product is heated in a plate heat exchanger (2) and additionally pressure-increased,- the heated and pressure-increased starting product is introduced into a mixer kneader (5) as a flash discharge under the control of a pressure-maintaining valve (8) and processed as an intermediate product, and- transported away as a product through a discharge (7).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Ausgangsproduktes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a method for treating a starting product according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 6.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Verfahren sind bereits in vielfältiger Form und Ausgestaltung bekannt und gebräuchlich. So wird beispielsweise in der EP 2 328 937 B offenbart, dass zur Verarbeitung eines Ausgangsproduktes zwischen einem Rührkessel und einem Extruder eine Vorkonzentration oder Aufkonzentration stattfindet, welche gekennzeichnet ist durch eine sogenannte Flashverdampfung. Eine Flashverdampfung ist ein thermisches Trenn-Verfahren durch einen schlagartigen Druckabfall beim Eintritt des Produkts in einen Behälter, sodass ein Teil des Lösungsmittels im Produkt durch einen thermischen Flash direkt in die Gasphase übergeht. Unter Flash versteht man eine schlagartige Entspannungsverdampfung. Dieses Verfahren hat den Vorteil einer hohen Verdampfungskapazität infolge des Flashs mit der Folge grosser Brüdenströme. Es ist aber auch mit einer Abkühlung des - nach der Flashverdampfung weniger Lösungsmittel enthaltenden und infolgedessen aufkonzentrierten - Produkts verbunden. Die Abkühlung ist eine direkte Folge der Gasgleichung bzw. der durch den Flash entstandene Energieentnahme. Die Abkühlung ihrerseits bedeutet eine Reduktion der Fliessfähigkeit des Produkts. Damit sich Flash-Pots entleeren, zeichnen sie sich typischerweise durch sich geneigte Wände aus, sodass das Produkt gravimetrisch gegen die Ausgangsöffnung des Flash-Pots fliessen kann. Ist die Fliessfestigkeit zu gering, entleert sich der Flashpot jedoch nicht mehr, was zu einer Fliessfähigkeitsgrenze führt. Ein grösserer Flash würde das Produkt so stark abkühlen, dass die Fliessfähigkeitsgrenze überschritten wird und der Flashpot nicht entleert und schnell verstopft. Somit bedeutet die Fliessfähigkeitsgrenze des Produkts eine Limitierung der Verdampfungskapazität klassischer Flash-Pots, wie in der EP 2 328 903 B1 beschrieben.Such processes are already known and in use in a variety of forms and designs. For example, in the EP 2 328 937 B discloses that in order to process a starting product, a pre-concentration or concentration takes place between a stirred tank and an extruder, which is characterized by so-called flash evaporation. Flash evaporation is a thermal separation process through a sudden drop in pressure when the product enters a container, so that part of the solvent in the product passes directly into the gas phase through a thermal flash. Flash is understood to mean sudden flash evaporation. This process has the advantage of a high evaporation capacity as a result of the flash, resulting in large vapor flows. However, it is also associated with cooling of the product, which contains less solvent after flash evaporation and is therefore more concentrated. The cooling is a direct result of the gas equation or the energy removal caused by the flash. The cooling in turn means a reduction in the flowability of the product. In order for flash pots to empty, they are typically characterized by inclined walls so that the product can flow gravimetrically against the outlet opening of the flash pot. If the flow strength is too low, the flash pot will no longer empty, which leads to a flow limit. A larger flash would cool the product so much that the flow limit is exceeded and the flash pot does not empty and quickly becomes clogged. The flow limit of the product therefore means a limitation of the evaporation capacity of classic flash pots, as in the EP 2 328 903 B1 described.

Nach dem Flash-Pot muss eine aufwändige und energieintensive Wiederaufwärmung in einem Röhrenwärmetauscher erfolgen. Dies beinhaltet die sogenannte Fowlinggefahr, wonach sich auf den Oberflächen der Wärmeröhren Beläge bilden, bevor das Ausgangsprodukt dem Extruder zur Restentgasung zugeführt wird. Dies wiederum führt zu erhöhtem Arbeitseinsatz, weil der Belag von den Röhren des Röhrenwärmetauschers entfernt werden muss und dazu die gesamte Anlage angehalten werden muss, was wiederum zu erhöhten Kosten führt. Hinzu kommt noch, dass Röhrenwärmetauscher bauartbedingt nicht geeignet sind, um einen gewünschten Druck auf das Ausgangsprodukt zu bringen, damit die sogenannte explosionsförmige Flash-Entladung im Inneren des Mischkneters erfolgen kann.After the flash pot, a complex and energy-intensive reheating process must take place in a tubular heat exchanger. This involves the risk of fowling, whereby deposits form on the surfaces of the heat tubes before the starting product is fed to the extruder for residual degassing. This in turn leads to increased work because the deposits have to be removed from the tubes of the tubular heat exchanger and the entire system has to be stopped for this, which in turn leads to increased costs. In addition, tubular heat exchangers are not designed to apply the desired pressure to the starting product so that the so-called explosive flash discharge can take place inside the mixer kneader.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Mischkneter nach dem Stand der Technik in der Weise zu verbessern, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird, bei dem möglichst günstig die Bearbeitung eines Ausgangsprodukts zu einem Endprodukt erreicht wird, wobei das Verfahren und die Vorrichtung effizienter, kleiner, kostengünstiger und dabei auch sicherer die Verarbeitung eines Produkts bewältigt.The object of the invention is to improve the mixing kneaders according to the prior art in such a way that a method and a device are made available in which the processing of a starting product into a final product is achieved as inexpensively as possible, whereby the method and the device handle the processing of a product more efficiently, smaller, more cost-effectively and at the same time also more safely.

Lösung der AufgabeSolution to the task

Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1 sowie die Merkmale nach Anspruch 6.The features according to claim 1 and the features according to claim 6 lead to the solution of the problem.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Behandlung eines Ausgangsproduktes, welches vorzugsweise aus 5 - 30% Polymer und 70 - 95% Lösungsmittel besteht, ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

  • - das Ausgangsprodukt wird bei einer dem jeweiligen Polymer spezifischen Prozesstemperatur in ein Förderaggregat geleitet, welches in der Regel eine Pumpe darstellt.
  • - das Ausgangsprodukt passiert ein Einwegventil, unidirektional um einen Druckabfall als Folge einer Rückströmung in die Pumpe bei jedwedem Betriebszustand zu verhindern.
  • - das Ausgangsprodukt wird vorzugsweise in einem Spiralplattenwärmetauscher auf beispielsweise 180°C erhitzt und zusätzlich druckerhöht. Die maximale Temperatur richtet sich hierbei nach Art des Polymers, des Lösungsmittels, sowie dem maximal zulässigen Druck in diesem Teil der Anlage.
  • - das gemischte, erhitzte und druckerhöhte Ausgangsprodukt wird geregelt durch ein Druckhalteventil als Flash-Entladung in einen Mischkneter eingebracht und als Zwischenprodukt verarbeitet, und
  • - als Produkt durch einen Austrag abtransportiert.
A process according to the invention for treating a starting product, which preferably consists of 5 - 30% polymer and 70 - 95% solvent, is characterized by the following steps:
  • - the starting product is fed into a conveying unit, which is usually a pump, at a process temperature specific to the respective polymer.
  • - the output product passes through a one-way valve, unidirectional, to prevent a drop in pressure due to backflow into the pump in any operating condition.
  • - the starting product is preferably heated in a spiral plate heat exchanger to, for example, 180°C and the pressure is additionally increased. The maximum temperature depends on the type of polymer, the solvent and the maximum permissible pressure in this part of the system.
  • - the mixed, heated and pressurised starting product is fed into a mixer kneader as a flash discharge controlled by a pressure control valve and processed as an intermediate product, and
  • - transported away as a product through a discharge.

Bei dem Ausgangsprodukt kann es sich beispielsweise um Kautschuke oder Thermoplastische Elastomere oder Thermoplaste handeln. Die Zusammensetzung des Ausgangsproduktes besteht in der Regel aus 5 - 30% Polymer und 70 - 95% Lösungsmittel, kann aber je nach Ausgangsprodukt auch aus diesem genannten Anteilsfenster der Komponenten des Ausgangsproduktes herausfallen und Werte von 50% oder geringfügig darüber annehmen.The starting product can be, for example, rubber or thermoplastic Elastomers or thermoplastics. The composition of the starting product usually consists of 5 - 30% polymer and 70 - 95% solvent, but depending on the starting product, it can also fall outside this proportion window of the components of the starting product and assume values of 50% or slightly more.

Das Ausgangsprodukt wird einer Förderpumpe zugeführt, in der Regel aus einem Zwischenbehälter, idealerweise mit Rührwerk, um eine Entmischung zu verhindern.The starting product is fed to a feed pump, usually from an intermediate tank, ideally with an agitator to prevent segregation.

Das Ausgangsprodukt passiert ein Einwegventil, nachdem es die Förderpumpe verlassen hat. Dies soll dazu dienen, einen Druckabfall des Ausgangsprodukts in über die Pumpe, beispielsweise im Betriebszustand stehende Pumpe, zu verhindern.The starting product passes through a one-way valve after it has left the feed pump. This is intended to prevent a drop in pressure of the starting product in the pump, for example when the pump is in operation.

In einem darauffolgenden Schritt wird das Ausgangsprodukt durch einen Spiralplattenwärmetauscher geführt/geleitet/gedrückt oder in welcher Form auch immer hindurch transportiert und wird auf maximale Prozesstemperatur erhitzt und zusätzlich druckerhöht. Spiralplattenwärmetauscher können auch Wärmeplattentauscher sein. Dies hängt von der Grösse der Gesamtanlage und/oder dem sich durch die Temperaturerhöhung ergebenden Gesamtdruck ab.In a subsequent step, the starting product is guided/conducted/pressed or transported through a spiral plate heat exchanger in whatever form and is heated to the maximum process temperature and the pressure is also increased. Spiral plate heat exchangers can also be heat plate exchangers. This depends on the size of the entire system and/or the total pressure resulting from the increase in temperature.

Der Einsatz des Spiralplattenwärmetauschers im Vorschritt zu einem Mischkneter wurde bisher vom Stand der Technik nicht in Betracht gezogen, obwohl er günstiger ist und aufgrund der Bauform mehr Druck im Ausgangsprodukt aufgebaut werden kann. Die bisher im Stand der Technik eingesetzten Plattenwärmetauscher dienten lediglich als Zwischenschritt, bevor das Ausgangsprodukt einer Vor- oder Aufkonzentration in einem sogenannten Flash-Pot zugeführt werden konnte.The use of the spiral plate heat exchanger in the preliminary step to a mixer kneader has not been considered in the state of the art to date, although it is cheaper and, due to its design, more pressure can be built up in the starting product. The plate heat exchangers used in the state of the art to date only served as an intermediate step before the starting product could be fed to a pre-concentration or concentration in a so-called flash pot.

In dem Flash-Pot wurde unter erhöhten Temperaturen in einem ersten Schritt bereits ein Teil des Lösungsmittels verdampft. Hier ergab sich wiederum das Problem, dass sich im trichterförmigen Auslass des Flash-Pots ein Sumpf bildete, welcher unter allen Umständen fliessfähig gehalten werden musste. Um die Fliessfähigkeit zu gewährleisten, musste der Grad der Aufkonzentration, je nach sich einstellender Viskosität der Polymerlösung limitiert werden. Eine Zahnradpumpe förderte dann das im Stand der Technik aufkonzentrierte Ausgangsprodukt einem Röhrenwärmetauscher zu, um es dort erneut aufzuwärmen.In the flash pot, part of the solvent was evaporated in a first step at elevated temperatures. This again presented the problem that a sump formed in the funnel-shaped outlet of the flash pot, which had to be kept flowable under all circumstances. In order to ensure flowability, the degree of concentration had to be limited depending on the viscosity of the polymer solution. A gear pump then pumped the starting product, which had been concentrated using the state of the art, to a tubular heat exchanger to reheat it there.

Die Röhrenwärmetauscher wurden im Stand der Technik als einzige Möglichkeit zur Wiederaufwärmung angesehen, aufgrund des sich bei höherer Viskosität des aufkonzentrierten Ausgangsproduktes ergebenden Druckverlustes. Der Nachteil der Röhrenwärmetauscher lag darin, dass nur sehr aufwändig eine Druckerhöhung des aufkonzentrierten Ausgangsproduktes durchgeführt werden konnte. Eine Druckerhöhung war und ist aber notwendig, um eine effektive Flash-Entladung im nachfolgenden Mischkneter zu erhalten. Der Nachteil einer weniger effektiven Flash-Entladung wurde im Stand der Technik dadurch ausgeglichen, dass aufwändig und teuer der Flash-Pot vorgeschalten wurde.In the prior art, tubular heat exchangers were considered the only option for reheating due to the pressure loss that occurs with higher viscosity of the concentrated starting product. The disadvantage of tubular heat exchangers was that increasing the pressure of the concentrated starting product was very complex. However, increasing the pressure was and is necessary in order to achieve an effective flash discharge in the subsequent mixer kneader. The disadvantage of a less effective flash discharge was compensated in the prior art by installing the flash pot upstream, which was complex and expensive.

Nun ist es durch den Einsatz des Spiralplattenwärmetauschers möglich, dass dem Mischkneter ein Ausgangsprodukt mit hoher Temperatur und hohem Druck zugeführt werden kann, um eine besonders effektive Flash-Entladung im Mischkneter zu erreichen. Dabei werden die Kosten für den Flash-Pot, den Röhrenwärmetauscher und die damit verbundenen erhöhten Wartungsarbeiten und -kosten vermieden.Now, by using the spiral plate heat exchanger, it is possible to feed a starting product at high temperature and high pressure to the mixer kneader in order to achieve a particularly effective flash discharge in the mixer kneader. This avoids the costs for the flash pot, the tubular heat exchanger and the associated increased maintenance work and costs.

Es ist möglich, durch Weglassen des Flash-Pots und des Röhrenwärmetauschers und durch Anpassung der Kapazität des Spiralplattenwärmetauschers das Ausgangsprodukt unter hohem Druck und mit hohen Temperaturen dem Mischkneter zuzuführen und dort eine besonderes effektive, schnelle und sichere Flash-Entladung zu gewährleisten.By omitting the flash pot and the tubular heat exchanger and by adjusting the capacity of the spiral plate heat exchanger, it is possible to feed the starting product to the mixer kneader under high pressure and at high temperatures and to ensure a particularly effective, fast and safe flash discharge there.

Der Plattenwärmetauscher spielt hierbei eine wichtige Rolle, da das Ausgangsprodukt aufgrund der geometrischen Gegebenheiten des Tauschers hocheffizient erwärmt wird und durch die sich damit ergebende kurze Verweilzeit des Ausgangsproduktes, im Wärmetauscher unter hoher Temperatur, die Gefahr einer Polymerschädigung ausgeschlossen werden kann.The plate heat exchanger plays an important role here, since the starting product is heated highly efficiently due to the geometric conditions of the exchanger and the resulting short residence time of the starting product in the heat exchanger at high temperature means that the risk of polymer damage can be excluded.

Ein weiterer Vorteil des erhitzen und druckerhöhten Ausgangsproduktes ist auch, dass das Druckhalteventil mit weniger Problemen und Ausfällen betrieben werden kann. Das Druckhalteventil, auch als Equilibar bezeichnet, ist derart aufgebaut, dass es ein druckgesteuertes Kapillar ist. Zwei durch Druck zueinander verschlossene Membranen werden zueinander beabstandet, wenn der Seitendruck grösser ist, als der voreingestellte Druck der beiden Membranen zueinander. Der Vorteil des druckerhöhten Ausgangsproduktes in dem Spiralplattenwärmetauscher gewährleistet immer ausreichend Seitendruck, um die beiden Membranen des Druckhalteventils zu öffnen, ohne dass es dabei ungesteuert zu einem Druckabfall kommen kann. Folglich kann der Nutzer das druckerhöhte Ausgangsprodukt in gewünschter Weise pulsen, um ein kontrolliertes Öffnen und Schliessen der beiden Membranen zu gewährleisten. Dies war bei den Röhrenwärmetauschern des Standes der Technik nur sehr aufwändig mit zusätzlichen Schritten zu erreichen und nicht immer prozesssicher.Another advantage of the heated and pressure-increased starting product is that the pressure-maintaining valve can be operated with fewer problems and failures. The pressure-maintaining valve, also known as an equilibar, is designed in such a way that it is a pressure-controlled capillary. Two membranes that are closed to each other by pressure are spaced apart when the side pressure is greater than the preset pressure of the two membranes to each other. The advantage of the pressure-increased starting product in the spiral plate heat exchanger always ensures sufficient side pressure to open the two membranes of the pressure-maintaining valve without an uncontrolled drop in pressure occurring. The user can therefore pulse the pressure-increased starting product in the desired manner to ensure controlled opening and closing of the two membranes. With the state-of-the-art tube heat exchangers, this was very complex to achieve with additional steps and was not always process-reliable.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass aufgrund eines hohen Temperatur- und hohen Druckniveaus des Ausgangsproduktes eine effektive Flash-Entladung in den Mischkneter erfolgen kann. Nach der Flash-Entladung, bei der ein hoher Prozentsatz des Lösungsmittels explosionsartig in dem Mischkneter freigesetzt wird, entsteht ein Zwischenprodukt, welches sofort durch Flashverdampfung beim Eintritt in den Mischkneter abgekühlt wird. Das nun in der Polymertemperatur unkritische Zwischenprodukt kann in dem Mischkneter ebenfalls effektiv weiterverarbeitet werden, bevor es als Produkt durch einen Austrag abtransportiert wird. Dies hat den Vorteil, dass der Mischkneter aufgrund seiner Bauweise optimaler genutzt werden kann. Hohe Temperaturen und Drücke, die zu einer entsprechend effektiven Flash-Entladung führen, stellen für einen Mischkneter kein Problem dar. Im Stand der Technik konnte der Mischkneter seine Vorteile daher nicht optimal ausspielen.A further advantage of the process described is that, due to the high temperature and pressure levels of the starting product, an effective flash discharge can take place in the mixer kneader. After the flash discharge, in which a high percentage of the solvent is explosively released in the mixer kneader, an intermediate product is created which is immediately cooled by flash evaporation upon entering the mixer kneader. The intermediate product, which is now non-critical in terms of polymer temperature, can also be effectively processed further in the mixer kneader before it is transported away as a product through a discharge. This has the advantage that the mixer kneader can be used more optimally due to its design. High temperatures and pressures, which lead to a correspondingly effective flash discharge, are not a problem for a mixer kneader. In the prior art, the mixer kneader could therefore not make optimal use of its advantages.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Flash-Entladung zwischen in einer Verfahrensrichtung nach dem Brüdendom in den Mischkneter eingebracht. Dabei sind in dem Mischkneter Freihalteelemente vorhanden, die das Zwischenprodukt von zusätzlich von dem Brüdendom wegtransportieren, so dass die Funktion der Brüdenabfuhr prozesssicher gewährleistet ist. Weiter sind in dem Mischkneter Verarbeitungselemente angeordnet, die das Zwischenprodukt zu dem Produkt umwandeln. Mittels Austragselementen in dem Mischkneter wird das Produkt dem Austrag zugeführt.In a preferred embodiment, the flash discharge is introduced into the mixing kneader in a process direction after the vapor dome. In this case, there are holding elements in the mixing kneader that additionally transport the intermediate product away from the vapor dome so that the vapor removal function is reliably guaranteed. Furthermore, processing elements are arranged in the mixing kneader that convert the intermediate product into the product. The product is fed to the discharge by means of discharge elements in the mixing kneader.

Die Freihalteelemente, die Verarbeitungselemente und die Austragselemente sind in dem Mischkneter auf einer Welle angeordnet. Auf der Welle sind von einer Rückplatte des Mischkneters zu dem Austrag hin zunächst die Freihalteelemente, dann die Verarbeitungselemente und anschliessend die Austragselemente angeordnet.The clearance elements, the processing elements and the discharge elements are arranged on a shaft in the mixer kneader. On the shaft, from a rear plate of the mixer kneader to the discharge, first the clearance elements, then the processing elements and then the discharge elements are arranged.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung dient zur Behandlung eines Ausgangsproduktes bestehend aus vorzugsweise 5 - 30% Polymer und 70 - 95% Lösungsmittel oder in Ausnahmen wie oben erwähnt bis zu über 50% Polymer. Die oben für das Verfahren erwähnten Polymere gelten auch für diese Vorrichtung.A device according to the invention serves to treat a starting product consisting preferably of 5 - 30% polymer and 70 - 95% solvent or, in exceptional cases as mentioned above, up to over 50% polymer. The polymers mentioned above for the process also apply to this device.

Weiter ist zwischen dem Förderaggregat und dem Mischkneter der Plattenwärmetauscher angeordnet. Diese Formulierung soll klarstellen, dass kein Röhrenwärmetauscher oder Flash-Pot oder eine anderweite Aufkonzentrationseinrichtung zwischengeschaltet ist.Furthermore, the plate heat exchanger is arranged between the conveying unit and the mixer kneader. This wording is intended to clarify that no tubular heat exchanger or flash pot or other concentration device is installed in between.

Zwischen dem Förderaggregat und dem Mischkneter ist das Ausgangsprodukt konzentrationsgleich. Konzentrationsgleich bedeutet, dass die Zusammensetzung des Ausgangsproduktes auf dem Weg vom Förderaggregat zum Mischkneter im Wesentlichen gleichbleibt. Davon ausgenommen sind kleinere Schwankungen, die sich beispielsweise durch vorhandene Sicherheitseinrichtungen, wie Ventile oder dergleichen, ergeben.The starting product has the same concentration between the conveyor unit and the mixer kneader. Equal concentration means that the composition of the starting product remains essentially the same on the way from the conveyor unit to the mixer kneader. This excludes minor fluctuations that arise, for example, from existing safety devices such as valves or the like.

Zwischen dem Förderaggregat und dem Plattenwärmetauscher ist das oben bereits beschriebene unidirektionale Ventil angeordnet. Die Ausführungen von oben sollen auch für die Vorrichtung gelten.The unidirectional valve described above is arranged between the conveyor unit and the plate heat exchanger. The statements above should also apply to the device.

Zwischen dem Plattenwärmetauscher und dem Mischkneter ist ein Druckhalteventil angeordnet ist. Die Ausführungen von oben sollen auch für die Vorrichtung gelten.A pressure holding valve is arranged between the plate heat exchanger and the mixer kneader. The statements above should also apply to the device.

Der Flash-Eintrag ist zwischen einem Brüdendom und dem Austrag des Mischkneters angeordnet. Die Ausführungen von oben sollen auch für die Vorrichtung gelten. Durch diese Anordnung des Flash-Eintrages zwischen dem Brüdendom und dem Austrag kann vorteilhaft Nutzen aus dem Aufbau des Mischkneters gezogen werden. Zwischen dem Flash-Eintrag und dem Auslass ist kein die Struktur des Mischkneters schwächendes Element, wie der Brüdendom vorhanden. Der Brüdendom ist zu der Rückplatte des Mischkneters hin angeordnet. Der Austrag ist gegenüberliegend an einer Frontplatte des Mischkneters angeordnet. Dadurch entsteht eine Kanonenrohrform des Mischkneters, welche gerade bei Flash-Entladungen zusätzliche Sicherheit und Prozessstabilität gewährleistet.The flash inlet is arranged between a vapor dome and the discharge of the mixer kneader. The statements above should also apply to the device. This arrangement of the flash inlet between the vapor dome and the discharge allows the design of the mixer kneader to be advantageously used. There is no element between the flash inlet and the outlet that weakens the structure of the mixer kneader, such as the vapor dome. The vapor dome is arranged towards the rear plate of the mixer kneader. The discharge is arranged opposite on a front plate of the mixer kneader. This creates a cannon barrel shape for the mixer kneader, which ensures additional safety and process stability, especially in the case of flash discharges.

Zusätzlich wird für die oben beschriebene erfindungsgemässe Vorrichtung die Verwendung eines Plattenwärmetauschers bzw. Spiralplattenwärmetauschers beansprucht.In addition, the use of a plate heat exchanger or spiral plate heat exchanger is claimed for the device according to the invention described above.

In dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel kann der Flash-Eintrag über eine oder mehrere Stellen des Mischkneters erfolgen. Ein Flash-Eintrag ist dadurch definiert, dass ein unter Überdruck und Übertemperatur stehendes Ausgangsprodukt sich beim Eintritt in einen Prozessraum bzw. Arbeitsraum des Mischkneters unmittelbar entspannt und sich in der Folge ein Teil des in einer Lösung enthaltenen Lösungsmittels freisetzt. Der Überdruck und die Übertemperatur beziehen sich dabei auf den Druck und Temperatur des Ausgangsprodukts vor dem Eintritt in den Mischkneter, gegenüber dem Druck und der Temperatur im Prozessraum des Mischkneters. Gleichzeitig mit der Entspannung des Drucks erfolgt auch eine Abkühlung des Ausgangsprodukts. Dabei kommt es zu einer explosionsförmigen Ausdehnung des Ausgangsprodukts, wodurch das Lösungsmittel besonders gut entweicht. Dabei kommt es zu Zerstäubungen des Polymers. Diese Zerstäubungen des Polymers wiederum werden im Stand der Technik mit dem Lösungsmittel in den Brüdendom hineingezogen und setzen sich an der Wandung des Doms ab. Dies führt bis hin zur Verstopfung des Brüdendoms. Auch unterliegt das sich an der Wandung des Doms abgesetzte Polymer einer dauerhaften Temperaturbelastung, was eine thermische Schädigung dieses Polymers zur Folge hat. Fallen solche thermisch geschädigten Partikel wieder zurück in das reguläre Produkt im Mischkneter, zieht dies eine unerwünschte Kontamination des Produktes nach sich, was wiederum eine Einschränkung der Produktqualität zur Folge haben kann. Dies wird bei der hier beschriebenen Anordnung des Brüdendoms verhindert, sodass der Mischkneter bei dieser Anordnung des Brüdendoms länger störungsfrei betrieben werden kann.In the embodiment according to the invention, the flash entry can take place via one or more points in the mixer-kneader. A flash entry is defined by the fact that a starting product under excess pressure and excess temperature immediately relaxes when it enters a process chamber or working chamber of the mixer-kneader and, as a result, part of the solvent contained in a solution is released. The excess pressure and excess temperature refer to the pressure and temperature of the starting product before entering the mixer-kneader, compared to the pressure and temperature in the process chamber of the mixer-kneader. At the same time as the pressure is relaxed, the starting product also cools down. This leads to an explosive expansion of the starting product, which allows the solvent to escape particularly well. This causes the polymer to atomize. This atomization of the polymer is in turn State of the art technology draws the solvent into the vapor dome and settles on the wall of the dome. This can even lead to the vapor dome becoming blocked. The polymer that settles on the wall of the dome is also subject to permanent temperature stress, which results in thermal damage to this polymer. If such thermally damaged particles fall back into the regular product in the mixer kneader, this results in undesirable contamination of the product, which in turn can result in a reduction in product quality. This is prevented by the vapor dome arrangement described here, so that the mixer kneader can operate trouble-free for longer with this vapor dome arrangement.

Der Flash-Eintrag steht mit dem Druckhalteventil in Wirkverbindung. Die Anordnung des Druckhalteventils unmittelbar vor dem Flash-Eintrag ermöglicht es, das Ausgangsprodukt tranchenweise in den Mischkneter einzubringen und die explosionsförmige Ausdehnung zu ermöglichen und anschliessend die nächste Tranche des Ausgangsprodukts in den Mischkneter zur explosionsförmigen Ausdehnung einzubringen, wobei sich die Einbringung der Tranchen natürlich auch überschneiden können.The flash inlet is operatively connected to the pressure-maintaining valve. The arrangement of the pressure-maintaining valve immediately before the flash inlet makes it possible to introduce the starting product into the mixer kneader in tranches and to enable explosive expansion and then to introduce the next tranche of the starting product into the mixer kneader for explosive expansion, whereby the introduction of the tranches can of course also overlap.

Unabhängig davon, welcher Druck und welche Temperatur im Mischkneter vorliegen, weist das Ausgangsprodukt relativ dazu einen Überdruck und eine erhöhte Temperatur auf. Dies kann zu einem Flash führen, der Schaum generiert, der von den Freihalteelementen am Hochsteigen in den Brüdendom gehindert wird.Regardless of the pressure and temperature in the mixer kneader, the starting product has an excess pressure and an increased temperature relative to it. This can lead to a flash that generates foam that is prevented from rising into the vapor dome by the release elements.

Der Brüdendom ist in einem Bereich der Rückplatte oder in Ausnahmefällen bündig mit der Rückplatte angeordnet. Dabei geht es in erster Linie darum, dass der Bereich unterhalb des Brüdendoms im Mischknetergehäuse möglichst freigehalten werden soll. In einer bündigen Anordnung des Brüdendoms mit der Rückplatte wird der freizuhaltende Bereich möglichst klein gehalten. In der Ausführung, in welcher der Brüdendom abgesetzt von der Rückplatte in Richtung der Frontplatte angeordnet ist, können Kostenersparnisse bei der Herstellung erzielt werden, sodass beide Varianten gleichberechtigt nebeneinander die Erfindungsidee verwirklichen.The vapor dome is arranged in an area of the back plate or, in exceptional cases, flush with the back plate. The main aim here is to keep the area below the vapor dome in the mixer housing as free as possible. If the vapor dome is arranged flush with the back plate, the area to be kept free is kept as small as possible. In the version in which the vapor dome is arranged offset from the back plate in the direction of the front plate, cost savings can be achieved during production, so that both variants implement the invention idea on an equal footing.

Je näher der Brüdendom an der Rückplatte angeordnet ist, desto weniger freizuhaltender Bereich ist im Mischkneter vorzusehen. Je weniger freihaltender Bereich vorgesehen werden muss, desto besser kann der Mischkneter genutzt werden. Bei einer Anordnung des Brüdendoms bündig mit der Rückplatte, ist zwar der freizuhaltende Bereich optimal verkleinert, doch stehen die höheren Herstellungskosten entgegen. Folglich ist es durch den Fachmann zu ermitteln, ob und welchen Abstand der Brüdendom zu der Rückplatte aufweisen soll.The closer the vapor dome is to the back plate, the less space in the mixer kneader that needs to be kept free. The less space that needs to be kept free, the better the mixer kneader can be used. If the vapor dome is arranged flush with the back plate, the space that needs to be kept free is optimally reduced, but this is offset by the higher manufacturing costs. Consequently, the specialist must determine whether and how far the vapor dome should be from the back plate.

Naturgemäss ist der erfindungsgemässe Mischkneter in seiner axialen Erstreckung länger als Mischkneter ohne Brüdendom an der in Produktstromrichtung abgewandten Seite des ersten Flashs-Eintrags. Der Abschnitt zwischen dem Brüdendom und des ersten Flash-Eintrag enthält kein oder wenig Produkt und wird so zwar für die Brüdenabführung, aber nicht für die Brüden generierende Produktverarbeitung genutzt. Dieser kostenmässige Nachteil kann aber beim erfindungsgemässen Mischkneter reduziert werden, indem insbesondere der Brüdendom anstatt kreisförmig in seiner axialen Ausdehnung kürzer als in seiner radialen Ausdehnung ausgeführt ist. Das minimiert den Abschnitt zwischen Rückplatte und erstem Flash-Eintrag im Mischkneter. So wird der Grössenunterschied zu einem Mischkneter für ähnliche Prozesse aber ohne erfindungsgemässe Ausführungsform minimiert. Die Anzahl der Flash-Einträge kann variieren.Naturally, the mixing kneader according to the invention is longer in its axial extension than mixing kneaders without a vapor dome on the side facing away from the first flash inlet in the direction of product flow. The section between the vapor dome and the first flash inlet contains little or no product and is thus used for vapor removal but not for vapor-generating product processing. However, this cost disadvantage can be reduced in the mixing kneader according to the invention by making the vapor dome shorter in its axial extension than in its radial extension, rather than circular. This minimizes the section between the back plate and the first flash inlet in the mixing kneader. This minimizes the size difference compared to a mixing kneader for similar processes but without the inventive design. The number of flash inlets can vary.

„Produkt“ bezieht sich immer auf den polymerhaltigen Teil des Produktstroms, der sich ja zielsetzungsgemäss mit immer mehr Polymer anreichert während der Lösungsmittelanteil zielsetzungsgemäss reduziert wird. Daher ist das Produkt so zu definieren, dass ein bestimmtes Verhältnis von Polymer und Lösungsmittel erreicht ist. Dabei kann der Anteil des Lösungsmittels auch 0 sein."Product" always refers to the polymer-containing part of the product stream, which is enriched with more and more polymer as intended, while the solvent content is reduced as intended. The product must therefore be defined in such a way that a certain ratio of polymer to solvent is achieved. The proportion of solvent can also be 0.

In einem Ausführungsbeispiel ist der Brüdendom und der Flash-Eintrag in einem Nordpolbereich des Mischkneters in einer Längserstreckung nebeneinander angeordnet. Dabei ist der Nordpolbereich als derjenige Bereich des Mischkneters anzunehmen, welcher der Gravitationskraftrichtung im oberen Bereich entgegensteht. Ein Südpolbereich wäre folglich der in Gravitationskraftrichtung angeordnete Bereich des Mischkneters.In one embodiment, the vapor dome and the flash inlet are arranged next to one another in a north pole area of the mixing kneader in a longitudinal extension. The north pole area is assumed to be the area of the mixing kneader that opposes the direction of gravitational force in the upper area. A south pole area would therefore be the area of the mixing kneader arranged in the direction of gravitational force.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Brüdendom im Nordpolbereich des Mischkneters und der Flash-Eintrag in einem Äquatorbereich des Mischkneters angeordnet.In a further embodiment, the vapor dome is arranged in the north pole region of the mixing kneader and the flash entry is arranged in an equatorial region of the mixing kneader.

Äquatorbereich bedeutet hierbei, dass es sich um in etwa den Bereich handelt, dessen Mittelpunkt mittig auf der Oberfläche des Mischkneters vom Nordpolbereich zum Südpolbereich verlaufend angeordnet ist. Dabei ist vom Mittelpunkt zum Nordpolbereich und zum Südpolbereich jeweils die Hälfte des Weges von dem Äquatorbereich mitabgedeckt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Welle derart angeordnet, dass das durch den Flash-Eintrag eingebrachte Ausgangsprodukt wegtransportiert wird. Dazu kommen die auch schon oben beschriebenen auf der Welle angeordneten Freihalteelemente zum Einsatz.The equatorial region here means that it is approximately the region whose center is arranged in the middle of the surface of the mixer kneader, running from the north pole region to the south pole region. Half of the path from the center to the north pole region and to the south pole region is covered by the equatorial region. In this embodiment, the shaft is arranged in such a way that the starting product introduced by the flash feed is transported away. The clearance elements arranged on the shaft, as described above, are used for this purpose.

Der Brüdendom kann beheizbar ausgeführt sein. Dies ermöglicht die bessere Nutzung des Mischkneters und verhindert ungewolltes Kondensieren der Brüden im Brüdendom. Vorzugsweise kann dabei die Temperatur unabhängig von der Temperatur im Mischkneter bzw. in einem Gehäusemantel oder in der Welle des Mischkneters eingestellt werden. Dies ermöglicht es, mittels einer gezielt gewählten Temperatur in einer Wand des Brüdendoms zu einer derart gestalteten Kondensation zu sorgen, dass der daraus entstehende Kondensatstrom (auch Reflux genannt) entlang der Wände des Brüdendoms gegen unten ins Zwischenprodukt im Mischkneter, diese von sich dort absetzenden, feinen Partikeln reinigt.The vapor dome can be designed to be heated. This allows better use of the mixer and prevents unwanted condensation of the vapor in the vapor dome. Preferably, the temperature can be set independently of the temperature in the mixer or in a housing shell or in the shaft of the mixer. This makes it possible to ensure, by means of a specifically selected temperature in a wall of the vapor dome, a condensation such that the resulting condensate flow (also called reflux) along the walls of the vapor dome downwards into the intermediate product in the mixer and cleans it of fine particles that settle there.

Der Brüdendomabschnitt des Arbeitsraums kann einen Temperatursensor aufweisen. Dieser kann dazu verwendet werden, die Produkttemperatur zu messen.The vapor dome section of the working chamber can have a temperature sensor. This can be used to measure the product temperature.

FigurenbeschreibungCharacter description

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

  • 1 zeigt eine Vorrichtung Vs nach dem Stand der Technik;
  • 2 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung Ve.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings, which show in:
  • 1 shows a device V s according to the prior art;
  • 2 shows a device V e according to the invention.

AusführungsbeispielExample

In 1 ist eine Vorrichtung Vs nach dem Stand der Technik beschrieben. Diese Vorrichtung Vs dient der Verarbeitung eines Ausgangsproduktes zwischen einem Behälter 18 und einem Mischkneter 5. Dabei findet eine Vorkonzentration oder Aufkonzentration statt. Diese Vorkonzentration erfolgt zunächst durch die Erwärmung in einem Plattenwärmetauscher 15. Anschliessend wird das Ausgangsprodukt einer Pre-Con oder einem Flash-Pot 3 zugeführt. Dort verdampft bereits ein Teil des Ausgangsproduktes, insbesondere des Lösungsmittels, wodurch sich ein Temperaturabfall des Ausgangsproduktes ergibt.In 1 a device V s according to the prior art is described. This device Vs is used to process a starting product between a container 18 and a mixer kneader 5. A pre-concentration or concentration takes place. This pre-concentration is initially carried out by heating in a plate heat exchanger 15. The starting product is then fed to a pre-con or a flash pot 3. There, part of the starting product, in particular the solvent, evaporates, resulting in a drop in the temperature of the starting product.

Dieser Temperaturabfall wird anschliessend in einem Röhrenwärmetauscher 4 wieder ausgeglichen. Das wieder aufgewärmte Ausgangsprodukt wird danach dem Mischkneter 5 über ein Dosierventil zugeführt.This temperature drop is then compensated for in a tubular heat exchanger 4. The reheated starting product is then fed to the mixer kneader 5 via a dosing valve.

Der sich ergebende Anstieg der Viskosität des Ausgangsproduktes ist kennzeichnend für den Stand der Technik. Dabei muss zusätzlich auf die Fliessfähigkeit des Ausgangsproduktes im Rahmen der Aufkonzentration in einem trichterförmigen Ablauf 16 des Flash-Pots 3 geachtet werden.The resulting increase in the viscosity of the starting product is characteristic of the state of the art. In addition, attention must be paid to the flowability of the starting product during concentration in a funnel-shaped outlet 16 of the flash pot 3.

In dem trichterförmigen Ablauf 16 bildet sich ein Sumpf. Dieser Sumpf muss immer fliessfähig bleiben, damit der Ablauf 16 nicht verstopft wird. Gegen die Fliessfähigkeit wirkt dabei die im Flash-Pot 3 erfolgte Verdampfung und Abkühlung. Geschieht dies nicht, können sich Teile des Sumpfs in dem Ablauf 16 in Form von Ablagerungen absetzen, was anschliessend wieder kostenintensiv gereinigt werden muss. Ebenfalls ist der Flashpot mit genügend großem Volumen vorzusehen, da die Gefahr der Schaumbildung beim Flashprozess besteht. Hat der Schaum nicht ausreichend Volumen besteht die Gefahr dass der Flashprozess nicht aufrecht erhalten werden kann. Dieser Gefahr der Schaumbildung wird im Stand der Technik zusätzlich mit der Zugabe von kostenerhöhenden Additiven entgegengewirkt. An den Ablauf 16 schliesst sich eine nicht näher gezeigte Zahnradpumpe an, die das aufkonzentrierte Ausgangsprodukt einer aufwändigen und energieintensiven Wiederaufwärmung in einem Röhrenwärmetauscher 4 zuführt.A sump forms in the funnel-shaped outlet 16. This sump must always remain fluid so that the outlet 16 does not become blocked. The evaporation and cooling that takes place in the flash pot 3 counteracts the flowability. If this does not happen, parts of the sump can settle in the outlet 16 in the form of deposits, which then have to be cleaned again at great expense. The flash pot must also be provided with a sufficiently large volume, as there is a risk of foam formation during the flash process. If the foam does not have sufficient volume, there is a risk that the flash process cannot be maintained. This risk of foam formation is additionally counteracted in the prior art by adding cost-increasing additives. The outlet 16 is connected to a gear pump (not shown in detail), which feeds the concentrated starting product to a complex and energy-intensive reheating process in a tubular heat exchanger 4.

Der Röhrenwärmetauscher 4 wiederum beinhaltet die sogenannte Fowlinggefahr, wonach sich immer wieder ein Belag auf den Wärmeröhren bildet, bevor das aufkonzentrierte Ausgangsprodukt dem Mischkneter 5 zugeführt wird. Dies wiederum führt zu erhöhtem Arbeitseinsatz, weil der Belag von den Röhren des Röhrenwärmetauschers 4 entfernt werden muss und dazu die gesamte Anlage angehalten werden muss, was wiederum zu erhöhten Kosten führt.The tubular heat exchanger 4, in turn, involves the so-called fowling risk, whereby a coating repeatedly forms on the heat tubes before the concentrated starting product is fed to the mixing kneader 5. This in turn leads to increased work input because the coating has to be removed from the tubes of the tubular heat exchanger 4 and the entire system has to be stopped for this, which in turn leads to increased costs.

2 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung Ve. Dort ist das Förderaggregat 1 gezeigt, an welchen sich ein Einwegventil 9 anschliesst. An das Einwegventil 9 schliesst ein Plattenwärmetauscher 2 sowie ein Druckhalteventil 8 an, bevor dann der Mischkneter 5 angeordnet ist. 2 shows a device V e according to the invention. The conveying unit 1 is shown there, to which a one-way valve 9 is connected. A plate heat exchanger 2 and a pressure holding valve 8 are connected to the one-way valve 9, before the mixing kneader 5 is then arranged.

Der Mischkneter 5 weist eine Rückplatte 14 und eine Frontplatte 17 auf, zwischen denen eine Welle 13 angeordnet ist. Auf der Welle 13 sind in Produktionsrichtung zunächst Freihalteelemente 10, Verarbeitungselemente 11 und Austragselemente 12 angeordnet. Produktionsrichtung bedeutet die Richtung ausgehend von der Rückplatte 14 zu der Frontplatte 17.The mixing kneader 5 has a rear plate 14 and a front plate 17, between which a shaft 13 is arranged. On the shaft 13, first of all, clearance elements 10, processing elements 11 and discharge elements 12 are arranged in the production direction. Production direction means the direction starting from the rear plate 14 to the front plate 17.

Ein nicht näher verdeutlichter Flash-Eintrag ist zwischen einem Brüdendom 6 und einem Austrag 7 an der Frontplatte 17 des Mischkneters 5 angeordnet. „Zwischen dem Brüdendom 6 und dem Austrag 7“ bedeutet, dass der Flash-Eintrag über eine gesamte Oberfläche des Mischkneters 5 angeordnet sein kann, solange die Freihalteelemente 10 ihrer Funktion zum Freihalten eines Brüdenfunktionsbereich des Brüdendoms 6 aufrechterhalten können. In diesem Zusammenhang ist ausserdem zu beachten, dass das Gleiche auch für die Funktion der Austragselemente 12 gilt. Tatsächlich ist der Flash-Eintrag regelmässig im Bereich der Verarbeitungselemente 11 vorzusehen, damit die Verarbeitungselemente 11 das Zwischenprodukt zu einem Produkt verarbeiten können.A flash inlet, not shown in more detail, is arranged between a vapor dome 6 and a discharge 7 on the front plate 17 of the mixing kneader 5. “Between the vapor dome 6 and the discharge 7” means that the flash inlet can be arranged over an entire surface of the mixing kneader 5, as long as the clearance elements 10 fulfill their function of keeping a vapor function area clear. area of the vapor dome 6. In this context, it should also be noted that the same applies to the function of the discharge elements 12. In fact, the flash entry must be provided regularly in the area of the processing elements 11 so that the processing elements 11 can process the intermediate product into a product.

Bezugnehmend auf die 2 erklärt sich die Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung folgendermassen:

  • Zunächst wird das Ausgangsprodukt in dem Förderaggregat 1 bei maximal 120°C vermischt. Das gemischte Ausgangsprodukt passiert das Einwegventil 9 und wird in dem Spiralplattenwärmetauscher 2 auf 180°C erhitzt und zusätzlich druckerhöht. Das gemischte, erhitzte und druckerhöhte Ausgangsprodukt wird geregelt durch das Druckhalteventil 8 als Flash-Entladung in den Mischkneter 5 eingebracht, als Zwischenprodukt verarbeitet und zuletzt als Produkt durch den Austrag 7 abtransportiert.
Referring to the 2 The functioning of the device according to the invention is explained as follows:
  • First, the starting product is mixed in the conveyor unit 1 at a maximum of 120°C. The mixed starting product passes through the one-way valve 9 and is heated to 180°C in the spiral plate heat exchanger 2 and additionally pressure-increased. The mixed, heated and pressure-increased starting product is introduced into the mixing kneader 5 as a flash discharge controlled by the pressure-maintaining valve 8, processed as an intermediate product and finally transported away as a product through the discharge 7.

Dabei wird die Flash-Entladung zwischen einem Brüdendom 6 und dem Austrag 7 in den Mischkneter 5 eingebracht. Nach der Flash-Entladung werden die Brüden in Richtung des Brüdendoms 6 gezogen und das Zwischenprodukt wird von den Freihalteelementen 10 weg von dem Brüdendom 6 bzw. dem Brüdenfunktionsbereich wegtransportiert. Es findet hier eine gesteuerte räumliche Trennung von Brüden und Zwischenprodukt nach der Flash-Entladung statt.The flash discharge is introduced between a vapor dome 6 and the discharge 7 into the mixing kneader 5. After the flash discharge, the vapors are drawn in the direction of the vapor dome 6 and the intermediate product is transported away from the vapor dome 6 or the vapor function area by the clearance elements 10. A controlled spatial separation of vapors and intermediate product takes place here after the flash discharge.

Die in dem Mischkneter 5 vorhandenen Verarbeitungselemente 11, die zwischen den Freihalteelementen 10 und den Austragselementen 12 angeordnet sind, wandeln das Zwischenprodukt zu dem Produkt um.The processing elements 11 present in the mixing kneader 5, which are arranged between the holding elements 10 and the discharge elements 12, convert the intermediate product into the product.

Die Austragselemente 12 wiederum führen das Produkt dem Austrag 7 zu, sodass im Bereich der Verarbeitungselemente 11 immer weitere Flash-Entladungen erfolgen können.The discharge elements 12 in turn feed the product to the discharge 7, so that further flash discharges can occur in the area of the processing elements 11.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
FörderaggregatConveyor unit
22
SpiralplattenwärmetauscherSpiral plate heat exchanger
33
Flash-PotFlash Pot
44
RöhrenwärmetauscherTubular heat exchanger
55
MischkneterMixer kneader
66
BrüdendomBrüdendom
77
AustragDischarge
88
DruckhalteventilPressure holding valve
99
EinwegventilOne-way valve
1010
FreihalteelementeClearance elements
1111
VerarbeitungselementeProcessing elements
1212
AustragselementeDischarge elements
1313
WelleWave
1414
RückplatteBack plate
1515
WärmeplattentauscherHeat plate exchanger
1616
AblaufSequence
1717
FrontplatteFront panel
1818
Behältercontainer
Vsvs
Vorrichtung nach dem Stand der TechnikState of the art device
VeVe
Vorrichtungdevice

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2328937 B [0002]EP 2328937 B [0002]
  • EP 2328903 B1 [0002]EP 2328903 B1 [0002]

Claims (12)

Verfahren zur Behandlung eines Ausgangsproduktes, welches vorzugsweise aus 5 - 30% Polymer und 70 - 95% Lösungsmittel besteht, ist gekennzeichnet durch folgende Schritte: - das Ausgangsprodukt wird bei einer dem jeweiligen Polymer spezifischen Prozesstemperatur in ein Förderaggregat geleitet, welches in der Regel eine Pumpe darstellt; - das Ausgangsprodukt passiert ein Einwegventil (9), - das gemischte Ausgangsprodukt wird in einem Plattenwärmetauscher erhitzt und zusätzlich druckerhöht. - das gemischte, erhitzte und druckerhöhte Ausgangsprodukt wird geregelt durch ein Druckhalteventil (8) als Flash-Entladung in einen Mischkneter (5) eingebracht und als Zwischenprodukt verarbeitet, und - als Produkt durch einen Austrag (7) abtransportiert.A process for treating a starting product, which preferably consists of 5 - 30% polymer and 70 - 95% solvent, is characterized by the following steps: - the starting product is fed into a conveying unit, which is usually a pump, at a process temperature specific to the respective polymer; - the starting product passes through a one-way valve (9), - the mixed starting product is heated in a plate heat exchanger and the pressure is additionally increased. - the mixed, heated and pressure-increased starting product is introduced into a mixer kneader (5) as a flash discharge under the control of a pressure-maintaining valve (8) and processed as an intermediate product, and - transported away as a product through a discharge (7). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flash-Entladung zwischen einem Brüdendom (6) und dem Austrag (7) in den Mischkneter (5) eingebracht wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the flash discharge is introduced into the mixing kneader (5) between a vapor dome (6) and the discharge (7). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mischkneter (5) Freihalteelemente (10) das Zwischenprodukt von einem Brüdenabzugsbereich wegtransportieren.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that in the mixing kneader (5) clearance elements (10) transport the intermediate product away from a vapor discharge area. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mischkneter (5) Verarbeitungselemente (11) das Zwischenprodukt zu dem Produkt umwandeln.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mixing kneader (5) processing elements (11) convert the intermediate product into the product. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mischkneter (5) Austragselemente (12) das Produkt dem Austrag (7) zuführen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mixing kneader (5) discharge elements (12) feed the product to the discharge (7). Vorrichtung zur Behandlung eines Ausgangsproduktes bestehend aus vorzugsweise 5 - 30% Polymer und 70 - 95% Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Förderaggregat (1) und einem Mischkneter (5) ein Plattenwärmetauscher (2) angeordnet ist, wobei zwischen dem Förderaggregat (1) und dem Mischkneter (5) das Ausgangsprodukt konzentrationsgleich ist.Device for treating a starting product consisting of preferably 5 - 30% polymer and 70 - 95% solvent, characterized in that a plate heat exchanger (2) is arranged between a conveying unit (1) and a mixing kneader (5), the starting product having the same concentration between the conveying unit (1) and the mixing kneader (5). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Förderaggregat (1) und dem Spiralplattenwärmetauscher (2) ein Einwegventil (9) angeordnet ist.Device according to Claim 6 , characterized in that a one-way valve (9) is arranged between the conveyor unit (1) and the spiral plate heat exchanger (2). Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spiralplattenwärmetauscher (2) und dem Mischkneter (5) ein Druckhalteventil (8) angeordnet ist.Device according to Claim 6 or 7 , characterized in that a pressure holding valve (8) is arranged between the spiral plate heat exchanger (2) and the mixing kneader (5). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flash-Eintrag zwischen einem Brüdendom (6) und einem Austrag (7) des Mischkneters (5) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a flash inlet is arranged between a vapor dome (6) and a discharge (7) of the mixing kneader (5). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkneter (5) auf einer Welle (13) Freihalteelemente (10), Verarbeitungselemente (11) und Austragselemente (12) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing kneader (5) has clearance elements (10), processing elements (11) and discharge elements (12) on a shaft (13). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Rückplatte (14) des Mischkneters (5) zu dem Austrag (7) hin zunächst die Freihalteelemente (10), dann die Verarbeitungselemente (11) und anschliessend die Austragselemente (12) auf der Welle (13) angeordnet sind.Device according to Claim 10 , characterized in that from a rear plate (14) of the mixing kneader (5) to the discharge (7), first the clearance elements (10), then the processing elements (11) and subsequently the discharge elements (12) are arranged on the shaft (13). Verwendung eines Plattenwärmetauschers (2) für eine Vorrichtung nach den Ansprüche 6 bis 11.Use of a plate heat exchanger (2) for a device according to the Claims 6 until 11 .
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