DE102005010706A1 - Verfahren zur thermischen Behandlung von Polyesterpellets - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Polyesterpellets, um eine Teilkristallisation zu erreichen, wobei die Polyesterschmelze einem Unterwassergranulator zugeführt und granuliert wird, die erzielten Granulate einer Wasser-Feststofftrennvorrichtung aufgegeben werden und die getrockneten Granulate mit einer Granulattemperatur von über 100 DEG C einem Drehrohr aufgegeben werden, das die Granulate mit einer Granulattemperatur von über 80 DEG verlassen, wobei die zur Teilkristallisation führende Wärmebehandlung mittels der in den Granulaten vorhandenen Eigenwärme erfolgt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Behandlung von Polyesterpellets, um eine Teilkristallisation zu erreichen.
• In der älteren DE 103 49 016 wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem unmittelbar nach einem „Unterwasser-Heißabschlag-Granuliersystem" die Pellets in einer Zentrifuge vom Wasser befreit werden und dann unter Nutzung der Eigenwärme trocknen und kristallisieren. Hierbei werden die Pellets zum Trocknen und Kristallisieren einem Vibrations- oder Schwingförderer zugeführt, den sie nach einer ausreichenden Verweildauer verlassen, um dann zu einer Weiterverarbeitungsanlage gefördert zu werden. Bei diesem Verfahren erfolgt der Kristallisationsvorgang von innen nach außen im Pellet, womit eine gleichmäßige Kristallisation über den Durchmesser des Granulates erreicht wird.
• Die Nutzung der Eigenwärme bedeutet, daß den Pellets zwischen der Granulation und der nachgeschalteten Weiterverarbeitungsanlage keine Wärme von außen zugeführt wird, so daß dieses bekannte Verfahren einen doppelten Vorteil mit sich bringt. Einerseits wird eine gleichmäßigere Kristallisation des Pellets erreicht, zum andern wird der Energieaufwand verringert, wobei gleichzeitig die Verweildauer der Pellets zwischen der Granulation und der Weiterverarbeitungsanlage relativ kurz ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Verfahren noch zu verbessern.
• So wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß anstelle der Vibrations- oder Schwingförderrinne ein Drehrohr eingesetzt wird.
• Bei einem Drehrohr handelt es sich üblicherweise um einen schrägliegenden, sich drehenden rohrförmigen Reaktionsapparat für rieselfähige Stoffe, die das Drehrohr in Folge der Schrägstellung kontinuierlich und unter dauernder Umwendung durchwandern.
• Durch den Einsatz eines Drehrohres wird bei dem neuen Verfahren erreicht, daß eine definierte Verweilzeit garantiert ist, wobei als Nebeneffekt eine automatische Selbstreinigung des Drehrohres eintritt, wenn die letzten Pellets das Rohr verlassen haben, das Rohr aber noch kurzfristig weiter betrieben wird.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert und die Erfindung bezieht sich somit auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Schließlich wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das eigentliche Drehrohr vor Aufnahme der Produktion vorgeheizt wird, so daß bei Aufgabe der heißen Pellets in das Drehrohr diesen durch das Drehrohr selbst keine Wärme entzogen wird.
• Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, daß das PET-Ausgangsmaterial in einem Extruder bei geeigneter Temperatur extrudiert wird. Anschließend werden Verunreinigungen mittels z. B. Siebwechslertechnik herausgefiltert. Die Polymerschmelze wird einem „Unterwasser-Heißabschlag-Granuliersystem", nachfolgend „Unterwassergranulierung" genannt, zugeführt und zu Granulaten verarbeitet, die aufgrund der Unterwassergranulation Kugelform oder Linsenform aufweisen und eine hohe Kerntemperatur aufweisen.
• Diese PET-Granulate werden über eine Förderleitung mit hoher Geschwindigkeit zu einer Wasser-Feststofftrennvorrichtung gefördert, wobei als Fördermedium heißes Wasser, vorzugsweise bis zu 98° C eingesetzt wird. Ein wichtiger Aspekt für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens sind relativ kurze Förderwege zwischen der Granulierkammer und der Wasser-Feststofftrennvorrichtung.
• Die PET-Granulate verlassen die Wasser-Feststofftrennvorrichtung mit einer Kerntemperatur von 130–180° C, da dafür Sorge getragen ist, daß die Extrusionstemperatur des PET möglichst lange aufrechterhalten bleibt.
• Die diese Temperatur aufweisenden Granulate werden dann einer Bewegung in einem Drehrohr unterworfen, wobei die Kristallisation beginnt. Diese Kristallisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die Eigenwärme bedingt und hiermit wird erreicht, daß das Produkt, d. h. die Granulate nicht mehr verklumpen und nicht mehr aneinander kleben. Dieser Effekt wird dadurch auch erhöht, daß das zu kristallisierende Produkt Kugel- oder Linsenform aufweist, also mit möglichst geringen Berührungsflächen aneinander auskommt.
• Die Verweilzeit der kugel- oder linsenförmigen Granulate in einem Drehrohr beträgt beispielsweise 3 bis 8 Minuten und nach Durchlaufen dieser Phase sind die PET-Granulate zu 40 % und mehr kristallisiert und besitzen eine Temperatur von größer als 100° C. Der Transport der heißen PET-Granulate in einen Vorratssilo oder in eine Nachbehandlungsstation ist möglich, da die Granulate nicht mehr verkleben.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine schonende, wirtschaftliche und schnelle Kristallisation von PET-Granulaten erreicht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
• In der Zeichnung ist mit 1 eine Schmelzepumpe und ein Siebwechsler bezeichnet, dem entsprechend dem Pfeil F₁ ein Polyester zugeführt wird. Am Ausgang des Siebwechslers ist ein Unterwassergranulator 2 vorgesehen, durch den kugel- oder linsenförmige Granulate hergestellt werden. Diese Granulate werden durch eine Fördereinrichtung zu einer Wasser-Feststofftrennvorrichtung 3, z. B. einer Zentrifuge geführt, wobei die Förderung durch Prozeßwasser erfolgt, das vorzugsweise eine Temperatur von über 80° aufweist. Die Granulate verlassen die Wasser-Feststofftrennvorrichtung 3 mit einer Temperatur von über 110° und werden einem Drehrohr 4 zugeführt, dem bei 5 Luft zugeführt werden kann, die das Drehrohr 4 bei 6 verläßt und für eine Abführung der Feuchtigkeit sorgt. Die Granulate verlassen das Drehrohr 4 mit einer Granulattemperatur von über 100° und können über eine sogenannte Granulatweiche 8 einer Nachbehandlungseinrichtung 9 oder einem Silo 10 zugeführt werden.
• Diese Granulate sind zu 40 % und mehr kristallisiert und handhabungsfähig.

Claims (8)

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Polyesterpellets, um eine Teilkristallisation zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterschmelze einem Unterwassergranulator zugeführt und granuliert wird, die erzielten Granulate einer Wasser-Feststofftrennvorrichtung aufgegeben werden und die getrockneten Granulate mit einer Granulattemperatur von über 100° C einem Drehrohr aufgegeben werden, das die Granulate mit einer Granulattemperatur von über 80° verlassen, wobei die zur Teilkristallisati on führende Wärmebehandlung mittels der in den Granulaten vorhandenen Eigenwärme erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate das Drehrohr mit einer Granulatoberflächentemperatur von über 110° aufgegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate während ihrer Bewegung durch das Drehrohr von einem Fluid umströmt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatschicht während ihrer Bewegung durch das Drehrohr von einem Fluid durchströmt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehrohr vor Aufnahme des Kristallisationsverfahrens vorgeheizt wird, so daß Wärmeverluste im Drehrohr bei Aufgabe der heißen Pellets nicht zu befürchten sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur thermischen Behandlung von Polyesterpellets, um eine Teilkristallisation der Pellets zu erreichen mit einer Schmelzepumpe und einem Siebwechsler sowie einem Unterwassergranulator, gekennzeichnet durch ein dem Unterwassergranulator (2) und einer Wasser-Feststofftrennvorrichtung (3) nachgeschalteten Drehrohr (4) zum Transport der Granulate, wobei die Granulate in diesem Drehrohr (4) bewegt werden und durch die den Granulaten eigene Wärme während des Transportes kristallisieren.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehrohr (4) von einem Gehäuse zumindest teilweise umgeben ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Wasser-Feststofftrennvorrichtung (3) eine Zentrifuge vorgesehen ist.