DE102004050356A1

DE102004050356A1 - Verfahren und Vorrichtung für das Herstellen von kristallinem PET-Granulat

Info

Publication number: DE102004050356A1
Application number: DE102004050356A
Authority: DE
Inventors: Michael Eloo
Original assignee: Gala Industries Inc
Current assignee: Gala Industries Inc
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2005-07-28
Also published as: AU2004292533A1; BRPI0416735B1; EP1684961B1; CA2546648C; MXPA06005718A; KR101194779B1; PL1684961T3; AU2004292533B2; CA2546648A1; KR20060114350A; EP1684961A1; WO2005051623A1; BRPI0416735A

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Unterwassergranulieren und anschließendes Trocknen von Polyethylenterephthalat(PET)-Polymeren und anderen bei hohen Temperaturen kristallisierenden Polymermaterialien, um das Polymergranulat ohne anschließendes Aufheizen zu kristallisieren. Es werden Luft oder ein anderes reaktionsträges Gas hoher Geschwindigkeit in die Wasser- und Granulatgemischleitung zu dem Trockner nahe des Granulatorauslasses eingespritzt. Luft wird bei einer Geschwindigkeit von etwa 100 bis etwa 175 m·3·/Stunde oder mehr in die Gemischleitung eingespritzt. Diese Hochgeschwindigkeitsluftbewegung bildet einen Dampfnebel mit dem Wasser und erhöht die Geschwindigkeit des Granulats in den Trockner und aus diesem heraus erheblich, so dass das PET-Polymergranulat den Trockner bei einer Temperatur verlässt, welche ausreicht, die Kristallisation in dem Granulat selbst auszulösen. Ein Ventilmechanismus in der Gemischleitung steuert nach der Gaseinspritzung die Granulatverweilzeit weiter, und eine Schwingförderanlage nach dem Trockner trägt dazu bei, dass das Granulat den gewünschten Kristallinitätsgrad erreicht und Agglomeration vermieden wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung für Unterwassergranulieren und anschließendes Trocknen von Polyethylenterephthalat(PET)-Polymeren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Unterwassergranulieren von PET-Polymeren und das anschließende Trocknen des PET-Polymergranulats in solcher Weise, dass der Kristallisationsvorgang der PET-Partikel selbst ausgelöst und Granulat mit einem gewünschten Grad der Kristallstruktur an Stelle einer amorphen Struktur erzeugt wird.

Unterwassergranuliersysteme für das Herstellen von Granulat aus polymeren Materialien oder anderen Kunststoffmaterialien sind seit vielen Jahren bekannt. Die Ausgangsmaterialien wie Kunststoffpolymere, Farbstoffe, Additive, Füllstoffe und Verstärkungsmittel sowie Modifikationsmittel werden in Knetern gemischt. Bei dem Vorgang wird eine Schmelze erzeugt, welche durch Löcher extrudiert oder gepresst wird, um Stränge auszubilden, welche unmittelbar durch sich drehende Granuliermesser im Wassertank des Unterwassergranulators geschnitten werden. Wasser mit oder ohne Additive fließt ständig durch den Wassertank, um die Polymerstränge und das Granulat abzukühlen und zu verfestigen und das Granulat durch Transportrohre aus dem Wassertank heraus zu einem Trockner, z.B. einem Zentrifugaltrockner, zu befördern, in dem dem Granulat das Wasser entzogen wird.

Seit geraumer Zeit versucht die Polymerindustrie, PET-Polymere mit Hilfe von Unterwassergranuliersystemen zu Granulatform zu verarbeiten. Ein Hauptnachteil beim Einsatz des Unterwassergranulierens sowie anderer Granuliersysteme für das Verarbeiten von PET zu Granulatform ist der typischerweise amorphe Zustand dieses Granulats, wenn es den Trockner des Unterwassergranuliersystems verlässt. Die amorphe Natur des sich ergebenden Granulats wird durch das schnelle Abkühlen des PET-Materials nach Einbringen in den Wasserstrom im Wassertank des Unterwassergranulators und während des Transports des Wasser- und Granulatgemisches durch entsprechende Rohre zum Trockner bewirkt.

Typischerweise trägt die Erhöhung des Wasserflusses durch den Wassertank des Unterwassergranulators und das Anheben der Wassertemperatur zusammen mit Änderungen der Rohrabmessungen und Reduzieren des Abstands zwischen dem Granulator und der Trockneranlage nicht dazu bei, die Granulattemperatur hinreichend zu halten. Unter diesen Umständen verlässt das PET-Granulat den Trockner immer noch bei einer Temperatur, meist unter 100° C, welche unter der Temperatur liegt, bei welcher Kristallisation eintreten kann.

Endanwender von PET-Polymergranulat fordern typischerweise, dass das Granulat in kristallinem Zustand, nicht in einem amorphen Zustand vorliegt, und zwar hauptsächlich aus zwei Gründen, welche beide mit der Tatsache zusammenhängen, dass der Endanwender das PET-Granulat in einem im Wesentlichen trockenen Zustand mit absolut keinem oder nahezu keinem Wasseranteil verarbeiten möchte. Zum einen sind PET-Polymere sehr hygroskopisch und kristallines PET-Granulat absorbiert während des Versands und der Lagerung erheblich weniger Feuchtigkeit als amorphes PET-Granulat. Demgemäss lässt sich kristallines PET-Granulat vom Endanwender einfacher auf den erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt von Null oder nahezu Null trocknen. Zum anderen ist die für das vollständige Trocknen der PET-Polymere erforderliche Temperatur höher als die Temperatur, bei welcher sich amorphes PET-Granulat in kristalline Form umwandelt. Daher ist es beim Trocknen amorphen PET-Granulats erforderlich, zuerst eine Kristallisation bei der erforderlichen niedrigeren Temperatur zu erreichen, bevor die Temperatur auf die Trockentemperatur angehoben wird. Andernfalls kann das amorphe PET-Polymergranulat zusammenbacken und die Granulatform zerstören.

Daher müssen Hersteller von PET-Granulat das amorphe PET-Granulat typischerweise einem zweiten Aufheizschritt von mehreren Stunden bei sehr hohen Temperaturen, meist von über 80 bis 100°C, unterziehen, um die amorphe Struktur des Granulats in eine kristalline Struktur zu ändern. Dies ist ein sehr teurer zweiter Schritt, um das PET-Polymergranulat in den gewünschten kristallinen Zustand umzuwandeln.

Die Endanwender und Hersteller von PET-Granulat sind sich jedoch bewusst, dass eine vollständige (100%) Kristallinität von PET-Granulat nicht unbedingt erforderlich ist, um das PET-Granulat für eine Weiterverarbeitung oder Verwendung im Festphasenprozess (Solid State Process = SSP) zu trocknen. Vielmehr ist eine Gesamtkristallinität oder ein Kristallinitätsgrad unter Verwendung des Calciumnitrat-Messverfahrens von über 30% und bevorzugt über 40% für die PET-Endanwender annehmbar.

Ein alternatives Vorgehen wird in WO 2004/033174 offenbart, in welchem das Polymer in einem Wasserbad bei einer Temperatur von über 100°C granuliert wird. Das sich ergebende Granulat kann danach über einen festgelegten Zeitraum im Wasserbad weiterbehandelt werden, wobei die hohe Temperatur beibehalten wird, um das amorphe Material in kristallines Material umzuwandeln. Dieses System erfordert Druckbeaufschlagung, um das Wasser bei der Übersiedepunkttemperatur zu halten, gefolgt von einem Drucksenkungsvorgang.

Ferner ist allgemein bekannt, dass Luft in den austretenden Strom eines Wasser- und Granulatgemisches aus einem Granulator eingespritzt werden kann, um den Transport des Wasser-/Granulatgemisches zu verbessern. Siehe zum Beispiel U.S. Patent Nr. 3,988,085.

ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Unterwassergranuliersystem gerichtet, welches PET-Granulat in so heißem Zustand erzeugt, dass der Kristallisationsprozess darin selbst ausgelöst wird und letztendlich ein so kristalliner Charakter erzeugt wird, dass das PET-Granulat keinen separaten Aufheizschritt benötigt, um sich einer Endanwenderverarbeitung zu unterziehen. Es wurde festgestellt, dass dieser erhöhte Wärmezustand durch Verringern der Verweilzeit des Granulats in dem Wassergemisch verwirklicht werden kann, um während der Trocknungsphase genügend Wärme im PET-Granulat zu halten, so dass der Kristallisationsvorgang aus dem Inneren des Granulat heraus ausgelöst wird. Hierzu ist es nötig, das Granulat so schnell wie möglich vom Wasser abzuscheiden und die Geschwindigkeit des Granulatstroms aus dem Auslass des Unterwassergranulators und in und durch den Trockner wesentlich zu erhöhen. Das den Trockner verlassende heiße Granulat kann dann auf einer herkömmlichen Schwingförderanlage oder einer anderen Vibrations- oder Förderanlage so lange befördert werden, bis die gewünschte Kristallinität verwirklicht und eine Agglomeration vermieden wird. Das heiße Granulat kann auch in einem wärmebeibehaltenden Zustand, zum Beispiel in einem wärmeisolierenden Behälter, gelagert werden, um den gewünschten Kristallisationsvorgang zu vollziehen. Beschichtete Stahl- oder Kunststoffbehälter an Stelle der herkömmlicherweise verwendeten Edelstahltanks sollten zum Beispiel akzeptabel sein.

Die frühzeitige Granulat-/Wassertrennung und die größere Granulatgeschwindigkeit durch das Granuliersystem wird erfindungsgemäß durch Einspritzen von Luft oder von anderem geeigneten Gas in die von dem Granulator zu dem Trockner führenden Transportrohre direkt nach Austreten des Gemisches aus geschnittenem Granulat und Wasser aus dem Wassertank der Granulieranlage verwirklicht. Es wurde festgestellt, dass die eingespritzte Luft ein Trennen des Wassers von dem Granulat in den Transportrohren bewirkt, indem das Wasser in Wasserdampfnebel umgewandelt wird, es den Transport des Granulats zum und durch den Trockner erheblich beschleunigt und eine Granulattemperatur bei Austritt aus dem Trockner erzeugen kann, welche so hoch ist, dass der Kristallisationsprozess in dem Granulat ausgelöst wird. Zwar kann das PET-Polymergranulat in einem amorphen Zustand aus dem Trockner kommen, doch verbleibt im Einzelnen genügend Wärme im Granulat für das Eintreten der Kristallisation. Der Grad der Kristallisation reicht, um die Notwendigkeit der bisher bei der Herstellung von PET-Granulat mit Hilfe vorbekannter Unterwassergranuliersysteme erforderlichen zweiten Aufheizphase zu eliminieren.

Die Luft, welche in die zum Trockner führende Gemischleitung unmittelbar nach dem Austritt aus dem Wassertank eingebracht wird, hat eine sehr hohe Geschwindigkeit. Es wurde festgestellt, dass ein Luftvolumen von mindestens 100 Kubikmeter (m³)/Std. bis zu etwa 175 m³/Std. oder mehr durch ein Ventil bei einem Druck von 8 bar und in eine 1,5 Zoll große Gemischrohrleitung die für die vorliegende Erfindung erforderliche Luftgeschwindigkeit erzeugt. Das Volumen der in das austretende Wasser- und Granulatgemisch eingebrachten Luft erzeugt insgesamt eine Mischung aus Gas und Gemisch in der Art eines Nebels und hat voraussichtlich nach Volumen des Gesamtgemisches eine Gaskomponente von 98% – 99%. Die Lufteinspritzung in die Gemischleitung erhöht die Geschwindigkeit des Granulatstroms von dem Wassertank zum Auslass des Trockners beträchtlich auf eine Geschwindigkeit von unter einer Sekunde. Zwar ist Luft in Anbetracht ihrer Reaktionsträgheit und guten Verfügbarkeit das bevorzugte Gas, doch könnten auch andere reaktionsträge Gase wie Stickstoff oder ähnliche Gase verwendet werden. Andere Verfahren zur Granulatbeschleunigung, die das flüssige Wasser in vergleichbarer Weise von dem Granulat trennen und das Granulat von dem Granulator zu dem Trocknerauslass beschleunigen würden, könnten auch eingesetzt werden.

Die Gemischrohre umfassen vorzugsweise ein Kugelventil oder einen anderen Ventilmechanismus nach dem Lufteinspritzpunkt. Das Kugelventil erlaubt dem Bediener das bessere Steuern der Verweilzeit des Granulats in den Rohren und im Trockner und bewirkt eine erhebliche Verringerung oder Beseitigung von Vibrationen in dem Gemischrohr zu dem Trockner. Das Kugelventil bzw. der Ventilmechanismus scheinen auch einen verbesserten Wasserdampfnebelzustand in dem Gemischrohr stromabwärts des Ventilmechanismus zu bewirken.

Es wurde festgestellt, dass kristallines PET-Granulat nach dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gebildet werden kann, wenn die Verweilzeit des Granulats ab Zeitpunkt der Bildung durch die Granuliermesser an der Lochplatte bis zum Austritt aus dem Zentrifugaltrockner durch Einspritzen von Hochgeschwindigkeitsluft oder anderem Hochgeschwindigkeitsgas in die Gemischleitung ausreichend gesenkt wird. Zwar verliert größeres Granulat seine Hitze langsamer, so dass es bei Austreten eine genügend hohe Temperatur beibehält, um bei niedrigeren Geschwindigkeiten der Einspritzluft, wie zum Beispiel 100 m³/Stunde, einer Kristallisation unterzogen zu werden, doch weist mit zunehmender Luftgeschwindigkeit auch kleineres Granulat mit niedrigerer Austrittstemperatur annehmbare Kristallisationswerte auf. Somit gewährleisten das schnelle Trennen des Granulats vom Wasser und die verkürzte Verweilzeit, dass das PET-Granulat den Trockner des Unterwassergranuliersystems verlässt, während in dem Granulat ausreichend Hitze beibehalten wird, um die gewünschte Kristallisation in dem amorphen Granulat zu verwirklichen, insbesondere wenn das Granulat von dem Trockner durch eine wärmebeibehaltende Schwingförderanlage lang genug befördert wird, um den gewünschten Kristallinitätswert zu verwirklichen, und/oder in einem wärmeisolierenden Behälter gelagert wird. Dadurch besteht keine Notwendigkeit eines zweiten Aufheizschrittes mehr.

Bei Abtransport vom Trockner in einer Schwingförderanlage wurde festgestellt, dass die Beförderung über einen Zeitraum von etwa 20 Sekunden bis zu etwa 90 Sekunden oder mehr ausreicht, um die gewünschte Kristallinität zu verwirklichen. Die bevorzugte Beförderungszeit liegt bei etwa 30 Sekunden bis 60 Sekunden und am bevorzugtesten bei etwa 40 Sekunden.

Demgemäss besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Verarbeiten von PET-Polymeren in einem Unterwassergranuliersystem an die Hand zu geben, welche Kristallisation in dem aus dem Trockner austretenden PET-Granulat erzeugen können.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Erzeugen von Kristallisation im PET-Polymergranulat mit Hilfe eines Unterwassergranuliersystems ohne Notwendigkeit einer teuren zweiten Aufheizphase zur Umwandlung amorphen PET-Granulats in kristallines PET-Granulat an die Hand zu geben.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Unterwassergranulieren von PET-Polymer an die Hand zu geben, wobei ein reaktionsträges Gas in das aus dem Granulator austretende Wasser- und Granulatgemisch gespritzt wird, um eine Wasserdampfform der Gemischbeförderung zu erzeugen, wodurch im beförderten Granulat eine bessere Wärmebeibehaltung ermöglicht wird.

Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Unterwassergranulieren von PET-Polymer gemäß der vorstehenden Aufgabe an die Hand zu geben, wobei das Granulat durch das Einspritzen von Luft bei einer Geschwindigkeit von mindestens 100 m³/Std. bis etwa 175 m³/Std. oder mehr schnell durch die Anlage befördert wird, so dass die Verweilzeit des Granulats vor Austreten aus dem Trockner soweit verringert wird, dass eine Kristallisation in der Größenordnung von 30% – 40% der gesamten (100%) Kristallisation erzeugt wird.

Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Herstellen von PET-Polymergranulat mit Hilfe eines Unterwassergranuliersystems an die Hand zu geben, wobei das aus dem Trockner austretende Granulat im Inneren des Granulats genügend verbleibende Wärme aufweist, dass mindestens 35% der gesamten Kristallisation des PET-Granulats ohne anschließendes Aufheizen eintritt.

Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Unterwassergranulieren für das Herstellen von PET-Granulat an die Hand zu geben, wobei die Verweilzeit des PET-Granulats ab Zeitpunkt der Extrusion an der Lochplatte bis zum Austreten aus dem Zentrifugaltrockner durch Gaseinspritzen in die Gemischleitung von dem Granulator zu dem Trockner auf unter etwa eine Sekunde gesenkt wird.

Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Unterwassergranulieren für das Herstellen von PET-Granulat nach der vorstehenden Aufgabe an die Hand zu geben, wobei die Verweilzeit mit Hilfe eines Ventilmechanismus für verbesserte Druckbeaufschlagung des Wasserdampfnebels stromabwärts des Ventils in der Gemischleitung gesteuert wird.

Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Unterwassergranuliersystem an die Hand zu geben, wobei das aus dem Trockner austretende heiße Granulat auf einer Schwingförderanlage oder einer anderen Vibrations- oder Förderanlage transportiert wird, um eine nahezu gleichmäßige Kristallisation in einem vorgegebenen Granulat-Ausstoßvolumen durchgehend zu erreichen.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile, welche später offensichtlich werden, sind durch die Details der Konstruktion und der Arbeitsweise der Erfindung bedingt, welche nachstehend eingehender beschrieben und beansprucht werden, wobei auf die Begleitzeichnungen Bezug genommen wird, welche einen Teil dieser Anmeldung bilden und in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Teile bezeichnen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Unterwassergranuliersystems mit einem Unterwassergranulator und einem Zentrifugaltrockner, wie sie von Gala Industries, Inc. ("Gala") aus Eagle Rock, Virginia, hergestellt und vertrieben werden, mit Lufteinspritzung und Schwingförderanlage gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die 2A and 2B sind schematische Darstellungen einer Seiten- bzw. Hinteransicht der Schwingförderanlage von 1.
3 zeigt gewisse Bauteile des in 1 gezeigten Unterwassergranuliersystems während eines Bypass-Modus, in dem die Prozessleitung abgeschaltet ist.
4 ist eine schematische Darstellung, welche ein bevorzugtes Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung für das Einspritzen von Luft (oder Gas) in die Gemischleitung von dem Granulator zu dem Trockner gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine schematische Darstellung, welche ein bevorzugtes Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung für das Einspritzen von Luft (oder Gas) in die Gemischleitung von dem Granulator zu dem Trockner mit einem Kugelventil in der Gemischleitung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wenngleich nur bevorzugte Ausführungen der Erfindung eingehend beschrieben werden, versteht sich, dass die Erfindung in ihrem Schutzumfang nicht auf die Details der Konstruktion und Anordnung der Bauteile beschränkt ist, wie sie in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Es sind andere Ausführungen und verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung und Verwirklichung der Erfindung möglich.
Ferner werden bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungen der Klarheit halber Fachausdrücke verwendet. Jeder Fachausdruck soll die breiteste Bedeutung, wie sie vom Fachmann verstanden wird, haben und umfasst alle technischen Entsprechungen, welche in ähnlicher Weise zur Verwirklichung eines ähnlichen Zwecks dienen. Der Begriff "Wasser" umfasst zum Beispiel nicht nur Wasser, sondern auch Wasser mit einem oder mit mehreren Additiven, welche dem Wasser während des Unterwassergranulierschritts für verschiedene Zwecke, welche vom Fachmann auf dem Gebiet des Unterwassergranulierens verwendet werden, zugegeben werden.
Ein Unterwassergranuliersystem zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung wird schematisch in 1 gezeigt und wird im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das System 10 umfasst einen Unterwassergranulator 12, zum Beispiel einen Gala Unterwassergranulator, mit Messerkopf und Messern 14, welche von dem Wassertank 16 und der Lochplatte 18 getrennt gezeigt werden. Bei dem Unterwassergranuliersystem 10 wird PET-Polymer von oben von einem (nicht abgebildeten) Polymerbottich in einen Siebwechsler 20 gegeben, welcher alle Feststoffpartikel oder anderes Material entfernt. Das PET-Polymer wird dann durch eine Zahnradpumpe 22 zur Regulierung und Wahrung eines gleichmäßigen Polymerstroms in die Polymer-Umlenkweiche 24 und die Lochplatte 18 transportiert. Das PET-Polymer wird typischerweise bei einer Temperatur von etwa 260°C durch Löcher in der Lochplatte extrudiert. Die durch die Plattenlöcher gebildeten PET-Polymerstränge gelangen in den Wassertank 16 und werden durch den Messerkopf und die Messer 14 zu dem gewünschten Granulat geschnitten. Kaltes Wasser strömt durch das Rohr 26 in den Wassertank 16 und das Wasser- und Schnittgranulatgemisch tritt durch das Rohr 28 aus.
Das Wasser- und Granulatgemisch wird dann durch die Gemischleitung 30 in einen Trockner 32, beispielsweise einen Gala Zentrifugaltrockner, bei Einlass 33 befördert. Das Granulat wird in dem Trockner 32 getrocknet und tritt bei 34 aus dem Trockner aus. Das von dem getrockneten Granulat abgeschiedene Wasser tritt durch das Rohr 38 aus dem Trockner 32 aus und wird durch die Pumpe 40 in ein Feinteilesieb 42 und dann durch ein Rohr 46 in einen Wassertank 44 befördert. Das recycelte Wasser verlässt durch ein Rohr 48 und eine Pumpe 50 den Wassertank 44 in einen Wasserwärmetauscher 52 zur Senkung der Wassertemperatur. Das gekühlte Wasser wird durch ein Rohr 54 über ein Bypass-Ventil 56 und ein Rohr 58 in ein Einlassrohr 26 und dann in den Wassertank 16 recycelt.
Erfindungsgemäß wird in der Gemischleitung 30 an Punkt 70, vorzugsweise nahe des Anfangs der Gemischleitung 30 neben dem Auslass des Wassertanks 16, Luft in das Unterwassergranuliersystem gespritzt, um den Transport des PET-Granulats in der Gemischleitung 30 zu verbessern und das PET-Granulat bei so hoher Temperatur zu halten, dass die gewünschte Kristallisation gefördert wird.
Zweckmäßigerweise wird die Luft bei Punkt 70 mit Hilfe einer herkömmlichen Druckluftleitung, welche typischerweise in den meisten Fertigungsstätten verfügbar ist, zum Beispiel mit einem Druckluftkompressor, und eines Standardkugelventils, welches für einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom in der Gemischleitung 30 ausreicht, in die Gemischleitung eingespritzt. Dies wird durch ein Luftvolumen von mindestens 100 m³/Std. durch ein Standardkugelventil bei einem Druck von 8 bar in eine Gemischleitung, welche ein Standardrohr von 1,5 Zoll umfasst, mühelos verwirklicht. Diese Hochgeschwindigkeitsluft (bzw. anderes Hochgeschwindigkeitsgas) erzeugt bei Kontakt mit Wasser und heißem Granulat einen Wasserdampfnebel. Das Granulat neigt dazu, an dem Innenumfang des Rohrs zu dispergieren, wenn es sich durch dieses schnell zu dem Trockner bewegt. Schätzungsweise liegt das Luftvolumen in der Mischung aus Gas und Gemisch insgesamt nach Volumen des Gesamtgemisches bei einer Größenordnung von 98% – 99% oder mehr. Die in die Gemischleitung 30 bei Punkt 70 eingespritzte Luft erhöht die Geschwindigkeit des Granulatstroms von dem Wassertank 16 zu dem Auslass 34 des Trockners 32 auf eine Geschwindigkeit von unter einer Sekunde.
Die mittlere Temperatur des aus dem Trockner 32 bei 34 erfindungsgemäß austretenden PET-Polymergranulats sollte bei über 145° C bei einer Luftgeschwindigkeit von 100 m³/Std. liegen, kann aber niedriger sein, wenn die Luftgeschwindigkeit auf 175 m³/Std. erhöht wird. Bei einer solchen Beschleunigung des Hochgeschwindigkeitsgranulats behält das PET-Granulat genügend Wärme im Granulat bei, um darin eine Kristallisation auszulösen, ohne dass ein zweiter Aufheizschritt erforderlich wird.
Aus dem Trockner austretendes Granulat wird vorzugsweise durch eine Schwingförderanlage, zum Beispiel die in den 2A und 2B gezeigte Schwingförderanlage 84, geleitet. Durch Auflockern und Mischen des kristallisierenden Granulats in der Schwingförderanlage 84 werden zum Beispiel Temperaturschwankungen des Granulats, welche ansonsten durch die Nähe einzelner Granulatstücke zu einer Behälterwand gegenüber Immersion unter anderen Granulatstücken eintreten könnten, vermieden. Stattdessen werden eine einheitliche Temperatur und der sich ergebende Kristallisationsgrad stark verbessert. Ferner wird durch das Schütteln und die relative Bewegung des Granulats, welche ein Verklumpen oder Anhaften des Granulats an der umgebenden Wandstruktur verhindert, einer sich aus höheren Granulattemperaturen ergebende Klebrigkeit entgegengewirkt.
Es wurde festgestellt, dass für Kristallisationszwecke das Granulat in der Schwingförderanlage etwa 20 bis etwa 90 Sekunden oder länger, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 60 Sekunden und am bevorzugtesten etwa 40 Sekunden bleiben sollte. Während dieser Zeit wird durch die Schwingförderanlage genügend Wärme zurückgehalten, um das Granulat bei einer so hohen Temperatur zu halten, dass die gewünschte Kristallisation vollzogen wird. Größeres Granulat mit einer Austrittstemperatur in der Größenordnung von 145°C kann aufgrund seiner größeren Masse nur 10 Sekunden bei dieser Temperatur benötigen, in denen 40% der Kristallisation erreicht werden. Mit seiner kleineren Masse und relativ größeren Oberfläche kann kleineres Granulat mit einer kühleren Austrittstemperatur von etwa 127°C 20 Sekunden bei dieser Temperatur benötigen, um die gewünschte Kristallisation zu vollziehen. Die verbleibende Zeit in der Schwingförderanlage erlaubt es dem Granulat, mehr oder weniger stark abzukühlen.
Ist weiteres Abkühlen zum Beispiel aufgrund mangelnder Möglichkeit des Bedieners, das Granulat zu lagern, zu verwenden oder vom Auslass der Schwingförderanlage zu transportieren, nötig, dann kann an diesem Auslass ein Luftgebläse hinzugefügt werden oder die Schwingförderanlage kann so ausgelegt werden, dass eine Verweilzeit von bis zu etwa 2 Minuten vorgesehen wird. Im Allgemeinen liegt die Temperatur des Granulats bei etwa 128°C am Einlass zur Schwingförderanlage und zwischen 60°C und 110°C an deren Auslass, abhängig davon, ob der Bediener eine zusätzliche pneumatische Kühlung direkt an der Förderanlage vorgesehen hat, um für Transportzwecke Granulat auszustoßen, das vollständig abgekühlt ist (60°C), oder ob er stattdessen nur fordert, dass das Granulat bei Verlassen der Schwingförderanlage kristallin (110°C) ist. Die bevorzugte Austrittstemperatur liegt für die meisten Zwecke bei unter 80°C, während eine höhere Oberflächenklebrigkeitstemperatur (<100°C) für einige PET-Polymersorten ausreichend ist.
Wird keine Schwingförderanlage verwendet bzw. zusätzlich zur Schwingförderanlage, kann das aus dem Trockner 32 austretende PET-Polymergranulat in entsprechende wärmeisolierende Behälter gegeben werden, damit die gespeicherte Wärme in dem PET-Granulat für das Vollziehen des erwünschten Kristallisationsprozesses reicht, bevor das Granulat unter die Kristallisationstemperatur abkühlt.
In dem in 3 gezeigten Bypass-Modus läuft das recycelte Wasser durch einen Bypass 56 in das Rohr 60 und dann in die Gemischleitung 30. Im Bypass-Modus ist das Ventil 62 geschlossen und das Wasser-/Granulatgemisch in Leitung 30 und Wassertank 16 kann zusammen mit dem Wasser in der Einlassleitung 26 aus dem Ablassventil 64 aus dem System abfließen.
4 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung für das Lufteinspritzen in die Gemischleitung eines Unterwassergranuliersystem gemäß der vorliegenden Erfindung, welche im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist. Der gezeigte Unterwassergranulator 102 ist ein Gala Modell Nr. A5 PAC 6, mit einem Wassereinlassrohr 104 und einer Gemischaustrittsleitung 106. Der gezeigte Trockner 108 ist ein Gala Modell Nr. 12.2 ECLN BF, mit dem Gemischeinlass 110 oben. Insofern der Auslass aus dem Unterwassergranulator 102 in die Gemischleitung 106 erheblich unter dem Einlass 110 zum Zentrifugaltrockner 108 liegt, wenn beide auf einer Ebene auf dem Fertigungsboden stehen, ist es erforderlich, das Wasser- und Granulatgemisch von dem Granulatorauslass nach oben zu dem Trocknereinlass zu transportieren. Das Wasser- und Granulatgemisch bewegt sich somit durch das Ventil 112 an dem gewinkelten Krümmer 114 vorbei, durch die gewinkelte Gemischleitung 116, an dem vergrößerten Krümmer 118 vorbei und dann in den Einlass 110 des Trockners 108. Das Lufteinspritzen erfolgt nach der Düse oder Ventil 120 und direkt in den gewinkelten Krümmer 114.
Wie in 4 gezeigt wird, ist die gewinkelte Gemischleitung 116 vorzugsweise gerade und weist an ihrem Auslassende einen vergrößerten Krümmer 118 auf. Der vergrößerte Krümmer erleichtert den Übergang des Hochgeschwindigkeits-Wassergranulatgemisches aus der geraden Gemischleitung 116 in den Trocknereinlass 110 und verringert eine mögliche Agglomeration in den Trockner 108. Weiterhin erfolgt das Lufteinspritzen in den gewinkelten Krümmer 114 vorzugsweise in Übereinstimmung mit der Achse der Gemischleitung 116, um die Wirkung des Lufteinspritzens auf das Wasser- und Granulatgemisch zu maximieren und eine konstante Luftversorgung der Mischung aus Luft und Gemisch aufrechtzuerhalten.
Zwar beträgt der Winkel zwischen der vertikalen Achse der Gemischleitung 116 und der Längsachse der gewinkelten Gemischleitung 116 am bevorzugtesten etwa 45°, wie in 4 gezeigt wird, doch ist ein bevorzugter Bereich 30° – 60°. Zudem kann der Winkel von 0° bis 90° und sogar höher geändert werden, falls der Wasser- und Granulatgemischauslass des Granulators 102 höher als der Einlass 110 zum Trockner 108 liegt, wenn der Granulator und der Trockner zum Beispiel auf unterschiedlichen Ebenen in der Fertigungsstätte angeordnet sind oder wenn die Höhen der Bauteile von den in 4 gezeigten abweichen.
Bei dem beschriebenen Lufteinspritzen beträgt die Verweilzeit des Granulats aus dem Wassertank zum Auslass weniger als eine Sekunde, was, wie man festgestellt hat, Granulat mit der erwünschten Kristallisation erzeugt. In einer anderen bevorzugten Ausführung ist aber ein zweites Kugelventil oder Ventilmechanismus 150 nach dem Lufteinspritzpunkt angeordnet, wie in 5 gezeigt wird. Der Ventilmechanismus 150 erlaubt ein besseres Steuern der Verweilzeit des Granulats in der Gemischleitung, während an der Schneidkammer eine ausreichende Druckhöhe beibehalten wird. Dieser zweite Ventilmechanismus ermöglicht nicht nur das Steuern der Verweilzeit des Granulats in der Gemischleitung, sondern verringert auch signifikant die Vibration im Gemischrohr. Ferner scheint die sich ergebende Druckbeaufschlagung der lufteingespritzten Kammer den in dem Gemischrohr stromabwärts erzeugten Wasserdampfnebel zu verbessern, was insbesondere die mit kleinerem Granulat erhaltenen Ergebnisse verbessert.
VERSUCHSBEISPIELE
ERSTE VERSUCHSGRUPPE
Geschmolzenes PET-Polymer wurde mit Hilfe eines Gala Unterwassergranulators Modell Nr. A5 PAC 6 und eines Gala Zentrifugaltrockners Modell 12.2 ECLN BF in der in 3 gezeigten Anordnung kontinuierlich in ein Gesamt-Unterwassergranuliersystem extrudiert. Die Schmelztemperatur lag bei etwa 265° C und die Granuliermessergeschwindigkeit im Granulator 102 wurde zwischen 2500 und 4500 U/min. variiert. Die Lochplatte war typisch für PET-Polymere, und es wurde eine typische 3,5 mm Lochplatte mit länglichen Umflächen verwendet. Die Schmelzgeschwindigkeit durch die Plattenlöcher lag während der Versuche konstant bei 40 kg/Loch/Stunde.
Das Rohr für die Gemischleitung 116 war ein 1,5 Zoll Standardrohr und seine Länge betrug 4,5 Meter. Die Geschwindigkeit des Zentrifugaltrockners 108 wurde während der Versuche konstant gehalten, und der Gegenstrom-Luftstrom durch den Trockner 108 wurde während der Versuche ebenfalls konstant gehalten. Eine Schwingförderanlage wurde nicht verwendet.
Die Lufteinspritz-Flussrate zur bzw. zum Ventil 120 wurde von 0 bis maximal 100 m³/Std. variiert, wie in der nachstehenden Tabelle gezeigt wird, und der Wasserstrom und die Granulatgröße wurden ebenfalls wie in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt variiert.
Die Parameter und Ergebnisse der ersten Versuchsgruppe werden nachstehend in Tabelle 1 aufgeführt.
TABELLE 1
Die Granulattemperatur und die prozentuale Kristallinität wurden wie in den letzten beiden Spalten von Tabelle 1 angegeben durch Prüfen des aus dem Trockner 108 am Ende jedes Versuchs herauskommenden Produkts ermittelt. Im Einzelnen wurde bei visueller Prüfung des Granulats in etwa ermittelt, wie viele der 100 Granulatstücke eine Farbänderung erfahren hatten, was eine Umwandlung in einen kristallineren Zustand anzeigt. Bei Versuch 5 zeigten zum Beispiel rund 80 von 100 Granulatstücken eine Farbänderung. Die Temperatur des Granulats wurde ebenfalls auf Oberflächenbasis mit Hilfe einer Infrarottemperaturanzeige ermittelt. Mit Hilfe dieser externen Messverfahren konnte nicht der Grad ermittelt werden, in dem das Granulat "völlig" kristallisiert war, wobei "völlige" Kristallisation einen Zustand anzeigt, in dem jedes Granulatstück in seiner gesamten individuellen Struktur völlig kristallin ist. Es wurde jedoch für die praktische Anwendung festgestellt, dass das Granulat für die Zwecke der PET-Endanwender ausreichend kristallisiert war, wobei während des anschließenden Testens mindestens 30-40% Kristallisation effektiv nachgewiesen wurde und kein weiteres Aufheizen/kristallisierendes Verarbeiten nötig war.
Bei einer Lufteinspritzgeschwindigkeit von 100 m³/Std. ist bevorzugt, dass 135°C die Mindesttemperatur für PET-Polymergranulat ist, das den Trockner verlässt, wenn das Granulat die in den obigen Tests verwendeten Größen aufweist. Es kann jedoch mit dieser Erfindung eine ausreichende Kristallisation bei niedrigeren Temperaturen erhalten werden, wenn PET-Granulat kleinerer Größe hergestellt wird, vorausgesetzt die Lufteinspritzgeschwindigkeit wird erhöht.
ZWEITE VERSUCHSGRUPPE
Geschmolzenes PET-Polymer wurde kontinuierlich in ein Gesamtunterwassergranuliersystem, wie in 1 gezeigt, mit Hilfe eines Gala Unterwassergranulators Modell Nr. A5 PAC 6 und eines Gala Zentrifugaltrockners Modell 12.2 ECLN BF in der in 3 gezeigten Anordnung extrudiert. Die Schmelztemperatur lag bei etwa 265° C und die Granuliermessergeschwindigkeit im Granulator 102 wurde zwischen 2500 und 4500 U/min. variiert. Die verwendeten Lochplatten waren typisch für PET-Polymere. Um mit unterschiedlichen Granulatgrößen arbeiten zu können, wurden die Lochplattenöffnungsgrößen und die Öffnungsgeschwindigkeiten ebenso wie die Messergeschwindigkeiten variiert.
Das Rohr für die Gemischleitung 116 war ein 1,5 Zoll Standardrohr und seine Länge betrug 4,5 Meter. Die Geschwindigkeit des Zentrifugaltrockners 108 wurde während der Versuche konstant gehalten, und der Gegenstrom-Luftstrom durch den Trockner 108 wurde während der Versuche ebenfalls konstant gehalten. Es wurde eine Vibrationsanlage 84 zur Aufnahme des aus dem Trockner austretenden Granulats verwendet.
Die Lufteinspritz-Flussrate zur Düse bzw. zum Ventil 120 wurde von 0 bis maximal 175 m³/Std. variiert, wie in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt wird, und der Wasserstrom und die Granulatgröße wurden ebenfalls wie in der nachstehenden Tabelle 2 erneut gezeigt variiert.
Die Parameter und Ergebnisse der zweiten Versuchsgruppe werden nachstehend in Tabelle 2 aufgeführt.
TABELLE 2
Die Proben 10 und 11 wurden gleichen Bedingungen unterzogen, es wurde lediglich Probe 10 einer Lufteinspritzrate von 175 m³/Stunde und Probe 11 keinem Lufteinspritzen unterzogen. Analog wurden die Proben 12 und 13 sowie die Proben 14 und 15 mit Ausnahme der Lufteinspritzung den gleichen Bedingungen pro Paar unterzogen. An den Proben 16, 17 und 18 wurden bei Fehlen von Luft keine entsprechenden Tests vorgenommen, da die Granulatgröße für eine effektive Bearbeitung ohne Lufteinspritzung zu klein war.
Aus den Ergebnissen der zweiten Versuchsgruppe lässt sich unschwer erkennen, dass das Lufteinspritzverfahren wesentlich ist, um ein kristallines Granulat zu wahren, insbesondere wenn man versucht, Granulatgewichte unter 0,015 g/Granulatstück zu verwirklichen, was in der Mehrzahl der Fälle die Kundenzielgröße ist. Verglichen mit der ersten Versuchsgruppe, welche zusammengefasst in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. 10/717,630, welche Bestandteil dieser Anmeldung ist, schlussfolgerte, dass eine Mindestaustrittstemperatur erforderlich war, haben die Ergebnisse der zweiten Versuchsgruppe die Bedeutung der Lufteinspritzgeschwindigkeit für das Verwirklichen der gewünschten Kristallinität klar gemacht.
Die Granulattemperatur und die prozentuale Kristallinität, die in der zweiten und dritten Spalte von rechts der Tabelle 2 aufgeführt sind, wurden durch visuelle Prüfung und mit Hilfe einer Infrarottemperaturanzeige ermittelt, beide wie oben in Verbindung mit der ersten Versuchsgruppe beschrieben. Nach dem Zeitpunkt der Durchführung der ersten Versuchsgruppe wurde jedoch festgestellt, dass die Gesamtkristallinität bzw. der Kristallinitätsgrad mit Hilfe des Calciumnitrat-Messverfahrens gemessen werden kann. Die Spalte ganz rechts zeigt die Ergebnisse dieser Beurteilung.
Mit dem erfindungsgemäßen Lufteinspritzverfahren kann PET-Granulat unterschiedlicher Größe mit akzeptablem Kristallinitätsgrad hergestellt werden. Dies ist sogar bei Granulatgewichten von nur 0,008 g/Granulatstück möglich, vorausgesetzt, die Luft wird bei ausreichend hoher Geschwindigkeit eingespritzt. Bei Verwendung von Bedienvorrichtungen des Stands der Technik für die Granuliertechnologie dagegen, darunter solche mit äußerst kurzen Rohrläufen und sehr hohen Wasserströmen, kann nur ein gewisser Prozentsatz – etwa 10 – 12% – kristallinen Granulats erzeugt werden. Dieses so hergestellte Granulat weist jedoch erhebliche Schwankungen der Kristallinität von etwa 6,9% bis zu 35,6% auf. Dieser eingeschränkte Homogenitätsgrad des Granulats ist nicht akzeptabel. Wenn weiterhin die Granulatgröße auf 0,012 g/Granulatstück oder weniger reduziert wird, war es nur mittels des erfindungsgemäßen Lufteinspritzverfahren möglich, einen Ausstoß zu erzeugen, bei dem 100% des Granulats mindestes bei einem Kristallinitätsgrad von 35% kristallisiert waren. PET mit einem Kristallinitätsprozentsatz von über 35% erwies sich als ausreichend kristallin für den Festphasenprozess (SSP) und daher als akzeptabel für die PET-Endanwender.
Wie vorstehend zusammengefasst wurden die erste und die zweite Versuchsgruppe mit Luftstromgeschwindigkeiten von 100 m³/Stunde bzw. 175 m³/Stunde durchgeführt. Höhere Luftgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 200 m³/Stunde oder mehr können ebenfalls verwendet werden, wenn dies für den Wasserstrom und die Granulat-Ratenänderungen erforderlich ist.
Während die vorstehende Erfindung insbesondere Anwendung auf das Unterwassergranulieren von PET-Polymeren findet, können sich nach unserer Meinung auch andere Polymere, welche bei höheren Temperaturen kristallisieren und welche die Wärme halten, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden, für die vorliegende Erfindung eignen. Solche Polymere umfassen gewissen Arten von thermoplastischem Polyurethan (TPU), PET-Copolymere und/oder PET-Mischungen.
Das Vorstehende soll nur die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Da für einen Fachmann zahlreiche Abwandlungen und Änderungen nahe liegen, ist es nicht erwünscht, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den exakten Betrieb, so wie sie gezeigt und beschrieben wurden, zu beschränken. Demgemäss können alle geeigneten Abwandlungen und Entsprechungen aufgegriffen werden, welche in den Schutzumfang der Erfindung fallen.

Claims

Verfahren für das Verarbeiten von PET-Polymeren zu Granulat, welches umfasst: Extrudieren von Strängen von PET-Polymer durch eine Lochplatte in einen Unterwassergranulator; Schneiden der PET-Polymerstränge in dem Granulator zu Granulat; Transportieren des PET-Granulats aus dem Granulator zu einem Trockner mit Hilfe eines Wasserstroms und Einspritzen eines Hochgeschwindigkeitsgases in den Wasserstrom, um die Geschwindigkeit des Granulats in den bzw. aus dem Trockner zu erhöhen; wobei das Granulat in einem hinreichenden Wärmezustand gehalten wird, um die Kristallisation des Granulats auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Befördern des Granulats durch eine Schwingförderanlage, während das Granulat hinreichend Wärme behält, um die Kristallisation des Granulats auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das PET-Granulat den Trockner bei einer mittleren Temperatur von über etwa 135°C verlässt und das Gas bei einer Geschwindigkeit von mindestens 100 m³/Stunde eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das PET-Granulat den Trockner bei einer Temperatur von über etwa 125°C verlässt und das Gas bei einer Geschwindigkeit von etwa 175 m³/Stunde eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das druckbeaufschlagte Gas Luft bei einer Geschwindigkeit von 100 bis 175 m³/Stunde ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das druckbeaufschlagte Gas im Wesentlichen mit dem Wasserstrom ausgerichtet in den Wasserstrom eingespritzt wird.
Vorrichtung für die Verarbeitung von PET-Polymeren zu Granulat, mit einem Unterwassergranulator zum Schneiden der in den Granulator extrudierten PET-Polymerstränge zu Granulat, einer Leitung zur Einleitung von Wasser in den Granulator, einer Gemischleitung zum Transport eines Wasser- und Granulatgemisches aus dem Granulator heraus und zu einem Zentrifugaltrockner für das Trocknen des PET-Granulats und einer Einspritzdüse für das Einleiten eines Granulatgeschwindigkeitsbeschleunigers in das Wasser- und Granulatgemisch zur Erhöhung der Geschwindigkeit des Granulats durch die Verarbeitungsvorrichtung, so dass das Granulat den Trockner mit ausreichender Innenwärme für das Auslösen der Kristallisation des Granulats verlässt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Postgranulatoranlage zur Aufnahme des Granulatausstoßes aus dem Trockner umfasst, wobei das Granulat den Trockner mit ausreichender Innenwärme für das Auslösen der Kristallisation des Granulats verlässt.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Granulatgeschwindigkeitsbeschleuniger ein reaktionsträges Gas umfasst, welches sich bei einer Geschwindigkeit von 100-175 m³/Stunde bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Postgranulatoranlage eine Vibrationsanlage umfasst, welche das Granulat während der Kristallisation in Bewegung hält.
Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Postgranulatoranlage einen wärmeisolierenden Behälter umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Gemischleitung gerade und bei einem Winkel von 30° bis 60° nach oben gewinkelt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischleitung einen geraden Teil umfasst und die Gaseinspritzdüse reaktionsträges Gas zu Beginn des geraden Teils einleitet, wobei ein Kugelventil zur Steuerung der Verweilzeit des Granulats in der Vorrichtung dient.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseinspritzdüse reaktionsträges Gas im Wesentlichen ausgerichtet zu einer Längsachse des geraden Teils der Gemischleitung in das Wasser- und Granulatgemisch einbringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, welche weiterhin einen Ventilmechanismus stromabwärts der Einspritzdüse zur weiteren Steuerung der Granulatgeschwindigkeit umfasst.
Verfahren für das Verarbeiten von bei hohen Temperaturen kristallisierenden Polymermaterialien zu Granulat, welches umfasst: Extrudieren eines bei hohen Temperaturen kristallisierenden Polymermaterials zu Strängen; Wasserkühlen und Schneiden der extrudierten Stränge zu Granulat; Transportieren des Granulats mit Hilfe eines Wasserstroms, in den reaktionsträges Gas hoher Geschwindigkeit zur Bildung eines Dampfnebels eingespritzt wurde, welcher die Granulierverarbeitungszeit des Granulats so weit senkt, dass das Granulat ausreichend Wärme beibehält, um die Kristallisation des Polymermaterials ohne Aufbringen von Außenwärme auszulösen; und Befördern des Granulats auf eine Schwingförderanlage, wo das Granulat gerüttelt wird, während es eine Kristallisation durchläuft.
Verfahren nach Anspruch 16, welches weiterhin den Schritt des Gebens des Granulats in einen wärmeisolierenden Behälter zum Vollziehen der gewünschten Kristallisation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien PET-Polymer umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktionsträge Gas in den Granulat- und Wasserstrom bei einer Geschwindigkeit von über 100 m³/Stunde eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingespritzte Gas ein Gasgranulat- und Wasserdampfnebelgemisch bildet, welches durch einen Ventilmechanismus stromabwärts der Lufteinspritzung gesteuert wird.
Verfahren für das Verarbeiten von PET-Polymeren zu Granulat, welches umfasst: Extrudieren von Strängen von PET-Polymer durch eine Lochplatte in einen Unterwassergranulator; Schneiden der PET-Polymerstränge in dem Granulator zu Granulat; Transportieren des PET-Granulats aus dem Granulator zu einem Trockner mit Hilfe eines Wasserstroms und Einspritzen eines Hochgeschwindigkeitsgases in den Wasserstrom, um die Geschwindigkeit des Granulats in den Trockner und aus diesem heraus zu erhöhen; und Steuern der Geschwindigkeit des Granulats nach der Gaseinspritzung.