AT407061B - Verfahren und einrichtung zur bereitstellung eines synthetischen verdickungsmittels - Google Patents

Description

AT 407 061 B

Die vorliegende Erfindung betriff! ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Bereitstellung eines synthetischen Verdickungsmittels.

Synthetische Verdickungsmittel werden vorwiegend in der Textilindustrie zur Herstellung von Farbpasten verwendet, um diesen besondere Eigenschaften wie Standfestigkeit und Brillanz zu verleihen. Trotz ihrer häufigen Anwendung bestehen nach wie vor einige schwerwiegende Probleme im Zusammenhang mit ihrer Herstellung. Grund dafür ist die Tatsache, daß synthetische Verdicker nur dann eine für die Verarbeitung ausreichende Viskosität erreichen, wenn das Verdickerkonzentrat während der Mischung mit Wasser mechanischen Scherkräften ausgesetzt wird.

Bisher war es üblich, synthetische Verdicker in Behältern mit einer Kapazität zwischen 1000 und 5000 I anzusetzen und mit Rührern oder Leitstrahlmischem aufzubereiten. Die Verdickerteilchen weichen dabei jedoch häufig dem Mischkopf aus, sodaß die Aufschließung unvollständig bleibt. Das Resultat ist eine verringerte Viskosität, wobei sich teilweise auch noch ungelöste Verdickerreste finden, die in den nachgeschalteten Prozessen und Anlagen Störungen verursachen können.

Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, daß neben dem eigentlichen Verdickungsmittel auch noch andere Chemikalien und Hilfsmittel beigemischt werden, wobei die Zugabe manuell oder automatisch in den Ansatzbehälter erfolgt. Eine Änderung der Rezeptur kann daher immer erst beim nächstfolgenden Ansatz durchgeführt werden. Dadurch ergeben sich Produktionsverzögerungen und eventuell können ganze Ansatzpartien nicht verwendet werden. Durch die großen Mengen an sogenanntem Stammverdicker, die als Ergebnis eines Ansatzes in einem Behälter entstehen, kommt es aufgrund der Notwendigkeit einer Zwischenlagerung immer wieder zu Bakterienbefall, der sich negativ auf die Konsistenz (Viskositätsverlust und Verschiebung des ph-Wertes) des Stammverdickers auswirkt.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die Verwendung von Mixern in den offenen Ansatzbehältem häufig dazu führt, daß das synthetische Verdickungsmittel Lufteinschlüsse aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, mit dem kontinuierlich ein synthetisches Verdickungsmittel höchster Qualität bereitgestellt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist weiters die Schaffung einer entsprechenden Einrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daher vor, daß in einem ersten Verfahrensschritt einem Trägermedium, vorzugsweise Wasser, in einem geschlossenen System mittels mindestens einer Dosiereinrichtung, welche mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, Chemikalien zugefügt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt in einem geschlossenen System: ein Rohrleitungssystem für ein Trägermedium, mindestens eine im Rohrleitungssystem angeordnete Dosiereinrichtung für Chemikalien, welche mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, und einen Durchlaufmischer.

Im Gegensatz zu den bisher bekannten Herstellungsmethoden, die große Mengen synthetische Verdickungsmittel in entsprechenden Behältern ansetzen, wurde beim erfindungsgemäßen Verfahren zu einem kontinuierlichen Herstellungsprozeß übergegangen. Durch die Kombination von mindestens einer Dosiereinrichtung, die mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, und einem Durchlaufmischer in einem geschlossenen System wird die jeweils benötigte Menge an synthetischem Verdickungsmittel kontinuierlich aufbereitet und an die Endverbraucher weitergeleitet. (Der Begriff „geschlossenes System" ist so zu verstehen, daß kein Luftzutritt zum System besteht, wodurch unerwünschte Lufteinschlüsse wie beim Stand der Technik vermieden werden.) Die kontinuierliche Herstellungsmethode führt dazu, daß Änderungen der Rezeptur jederzeit möglich sind. Weiters kann auf Lagertanks verzichtet werden, sodaß die Gefahr von Bakterienbefall entfällt und zudem ein geringerer Platzbedarf für eine entsprechende Einrichtung besteht.

Durch die vorzugsweise vorgesehene Verwendung eines Rotor-Stator-Mischers, der sich durch sehr hohe Scherkräfte und hochfrequente Druckwechsel auszeichnet, wird weiters ein vollständiger Abschluß des synthetischen Verdickungsmittels bei optimaler Viskosität garantiert.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung, die auf die einzige Zeichnung, welche in schematischer Weise 2

Claims (6)

1. AT 407 061 B eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Bereitstellung eines synthetischen Verdickungsmittels zeigt, bezug nimmt. Die Zeichnung zeigt ein Rohrleitungssystem 1 für ein Trägermedium, wobei im vorliegenden Fall Wasser bei einem Druck von etwa 2 bis 6 bar verwendet wird. Beim Einschalten des Systems wird automatisch über das Ventil 7 der Wasserzulauf geöffnet, wobei in der Zuleitung weiters ein Rückschlagventil 5 und Druckbegrenzer 8 angeordnet sind. Durch den Wasserstrom werden mehrere Dosiereinrichtungen 2 gestartet. Die Dosiereinrichtungen 2 dienen einerseits der Beimengung des synthetischen Verdickungsmittelkonzentrates und andererseits der Beimengung weiterer Chemikalien und Hilfsstoffe, mit denen die chemischen Eigenschaften des Endproduktes beeinflußt werden können. Jede Dosiereinrichtung 2 besteht aus einer hydraulischen Antriebseinheit, wobei der Wasserstrom eine bistabile Membran antreibt, die ihrerseits mit einem Dosierkolben verbunden ist. Dieser saugt bei der Aufwärtsbewegung das zu dosierende Medium aus dem zugeordneten Vonratsbehälter 3 an und dosiert es bei der Aufwärtsbewegung dem Wasserstrom zu. Die Dosiermenge wird über die Eintauchtiefe des Dosierkolbens bestimmt und ist manuell einstellbar. Aufgrund der speziellen Ausgestaltung der Dosiereinrichtungen 2 gilt jedoch unabhängig von der konkreten Dosiermenge, daß die Dosiermenge proportional zum Volumensstrom des Wassers ist. Der direkt hinter den Dosiereinrichtungen 2 angeordnete Mischer 4 arbeitet nach dem Rotor-Stator-Prinzip Rotor und Stator bestehen aus mehreren konzentrischen Werkzeugringen, die radial geschlitzt oder gebohrt sind. Während des Betriebes greifen die Werkzeugringe von Rotor und Stator koaxial ineinander und laufen bei einer hohen Relativgeschwindigkeit von bis zu 50 m/sec berührungslos aneinander vorbei. (Der Rotor-Stator-Mischer 4 arbeitet in einem Drehzahlbereich bis zu 7500 U/min.) In dem vorzugsweise vierstufig ausgebildeten Mischer 4 kommt es aufgrund der Scherung an den Kanten des Arbeitswerkzeuges und im Ringspalt sowie aufgrund der hochfrequenten Geschwindigkeits- und Druckwechsel zu einem optimalen Aufschließen und Durchmischen des Trägermediums Wasser mit dem Verdickungsmittel und den weiteren zugesetzten Chemikalien. Dabei ist es ausreichend, wenn das vorerst inhomogene Gemisch den Mischer 4 einmal durchfließt. Ein weiterer Vorteil liegt in der auftretenden Pumpwirkung, sodaß keine zusätzliche Pumpe zur Weiterbeförderung der abfließenden Stammverdickung zu den Endverbrauchern notwendig ist. Die mit dem Bezugszeichen 10 versehene Steuerung steuert den gesamten Arbeitsprozeß, insbesondere das Ventil 7, die Dosiereinrichtung 2 und den Mischer 4. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur kontinuierlichen Bereitstellung eines synthetischen Verdickungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt einem Trägermedium, vorzugsweise Wasser, in einem geschlossenen System mittels mindestens einer Dosiereinrichtung (2), welche mit einem Vorratsbehälter (3) verbunden ist, Chemikalien zugefügt werden, wobei mindestens eine der Chemikalien ein synthetisches Verdickungsmittelkonzentrat ist, und daß nachfolgend das mit den Chemikalien versehene Trägermedium zur Aufschließung einen Durchlaufmischer (4) durchfließt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der (den) Dosiereinrichtung(en) (2) erfolgende Dosierung der Chemikalien proportional zum Volumensstrom des Trägermediums ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Chemikalien versehene Trägermedium den Durchlaufmischer (4) zur Aufschließung genau einmal durchfließt.
4. 4. Einrichtung zur kontinuierlichen Bereitstellung eines synthetischen Verdickungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem geschlossenen System ein Rohrleitungssystem (1) für ein Trägermedium, mindestens eine im Rohrleitungssystem (1) angeordnete Dosiereinrichtung (2) für Chemikalien, welche mit einem Vorratsbehälter (3) verbunden ist, und einen Durchlaufmischer (4) umfaßt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufmischer (4) als - 3 AT 407 061 B vorzugsweise mehrstufiger - Rotor-Stator-Mischer ausgebildet ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufmischer (4) unmittelbar hinter der (den) Dosiereinrichtung(en) (2) angeordnet ist. HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN 4