DE19620753A1

DE19620753A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Homogenisieren, Mischen und/oder Granulieren von chemischen Stoffen

Info

Publication number: DE19620753A1
Application number: DE1996120753
Authority: DE
Inventors: Bernhard Van Dr Lengerich; Bernhard Dr Stalder; Alfred Zuend; Konrad Munz; Federico Innerebener; Fritz Feurer; Eduard Nater
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1997-12-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Homogenisieren, Mi schen und/oder Granulieren von mindestens aus einer Stoffkomponente bestehenden Stoffen mittels eines Extruders.

Bei bestimmten Granulaten von chemischen Stoffen, z. B. Additiven, insbesondere Antioxidantien, Lichtschutzmittel, Lichtstabilisatoren, Gleitmittel (insbesondere Me tallseifen), Antistatikas, Slip-Mittel, Anti-Slip-Mittel, Anti-Block-Mittel, Weichmacher, Formtrennmittel, Tenside o. dgl. ist eine hohe Produktionsrate erforderlich. Da diese chemischen Stoffe häufig aus Stoffkomponenten mit unterschiedlichsten physikali schen Eigenschaften (Schmelzpunkt, Wassergehalt, Schmelzviskosität, Mischbarkeit, Attesionseigenschaften etc.) bestehen, treten bei der Granulierung Schwierigkeiten auf, insbesondere, wenn eine hohe Durchsatzmenge gefordert wird.

Aus der EP-96102950.1 ist ein solches Granulierverfahren bzw. eine Granuliervor richtung bekannt geworden. Diese Anmeldung zeichnet sich dadurch aus, daß min destens eine der Stoffkomponenten mindestens teilweise homogenisiert und/oder mindestens mit einer weiteren Stoffkomponente homogen vermischt, die Mischung durch Einwirkung mindestens einer Schnecke in eine homogene Masse überführt und diese homogene Masse durch eine geeignete Temperaturführung der Extruderge häuseabschnitte und durch eine geeignete Schneckenkonfiguration plastifiziert, schließlich als plastischer Strang aus mindestens einer Düsenanordnung in minde stens eine Schneidevorrichtung zur Granulierung eingebracht wird.

Es gibt gewisse chemische Stoffe, die mit dieser Methode bzw. Vorrichtung nicht gra nuliert werden können.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein weiterführendes Granulationsverfahren bzw. eine Granulationsvorrichtung vorzuschlagen, bei der eine optimale Granulation ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches sich da durch auszeichnet, daß der Extruder eine mehrere Düsenlöcher aufweisende Flach düse aufweist, wobei die Flachdüse über die Temperatur einstellbare, ziehbare Stränge erzeugt, und die Fließgeschwindigkeit in allen Düsenlöchern nahezu iden tisch ist.

Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei der Extru der eine Spritzdüse mit einer Endplatte mit einem Düsenkörper und mit einer minde stens zwei Düsenlöcher aufweisenden auswechselbaren Platte aufweist.

Mittels einer Flachdüse mit linearer Anordnung von beispielsweise 25 bis 70 Düsen löchern werden weiche, über die Temperatur einstellbare, ziehbare Stränge erzeugt. Die innere Geometrie sowie die unabhängige Heizbarkeit der Düse in beispielsweise drei Zonen (Endplatte, Düsenkörper, Düseneinsatz) ermöglicht eine identische Fließgeschwindigkeit in allen Düsenlöchern.

Die Stränge werden zwecks Konditionierung parallel auf ein Kühlförderband gelegt und mit gleichbleibender oder leicht höherer Geschwindigkeit zu einem Stranggranu lator geführt. Das Förderband ist mit luftdurchlässigen Maschen versehen, durch wel che eine einstellbare Menge Luft mit einstellbarer Temperatur geblasen werden kann. Zur Vergleichmäßigung des Luftstromes ist die Luftzuführung in beispielsweise drei Kammern unterteilt. Zweck der Kühlung ist es, die Stränge auf eine für den Granula tion geeignete Konsistenz (nicht zu weich, nicht zu hart) zu konditionieren. Das Kühlförderband kann ebenso durch eine flüssige Kühlung geführt werden. Das Ver fahren bzw. die Vorrichtung weist vorzugsweise einen integrierbaren Kerbapparat auf, mit welchem den Strängen schon auf der Konditionierstrecke Soll-Bruchstellen auf gebracht werden können.

Hinter dem Kühlförderband schließt ein an sich bekannter Granulator an, der die konditionierten Stränge parallel einzieht und in gleichmäßige Granulate schneidet.

Weitere bevorzugte Merkmale und Kombinationen davon ergeben sich aus den Un teransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung.

Ausführungsbeispiele sind im folgenden anhand von Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Granulationsprozesses,

Fig. 2a bis Fig. 2d Schnittdarstellungen der erfindungsgemäßen Flachdüse,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Kühlförderbandes,

Fig. 4a und Fig. 4b eine Darstellung des Kerbapparates.

Aus einem mit 1 bezeichneten Extruder in Fig. 1 gelangt das zu granulierende Mate rial über eine Flachdüse 3 in Form von parallelen Strängen 4 in ein Kühlförderband 5. Hinter dem Kühlförderband 5 ist ein an sich bekannter Stranggranulator 6 angeordnet.

Im Bereich des Kühlförderbandes 5 befindet sich ein Kerbapparat 7, der die Stränge 4 mit Soll-Bruchstellen versieht.

Die Flachdüse 3 ist in den Fig. 2a bis 2d dargestellt. Die Flachdüse 3 besteht aus einer Endplatte 8, einem Düsenkörper 9 und einer Platte 10. Die Flachdüse 3 ist mit tels der Endplatte 8 an dem Extruder 1 befestigt. Der Extruder 1, die Endplatte 8, der Düsenkörper 9 sowie die Platte 10 sind jeweils untereinander thermisch entgekoppelt, d. h. sie sind unabhängig voneinander über die Heizmittel 11 heizbar. Es ergeben sich somit die drei Heizzonen 12′, 12′′ und 12′′′.

In Fig. 2b ist die Flachdüse 3 von oben gezeigt. Mit dem Bezugszeichen 22 ist die Extruderschnecke bezeichnet. Die innere Form des Düsenkörpers 9 ist entsprechend den zu verarbeitenden Produkten geometrisch den optimalen Strömungsverhältnis sen angepaßt.

Die Fig. 2c zeigt die Anordnung der Düsenlöcher 2 in der Platte 10, sowie die Boh rungen für die Heizmittel 11.

Die Fig. 2d zeigt die Form der Düsenlöcher 2 in der Platte 10 in vergrößerter Darstel lung gemäß Einzelheit X in Fig. 2a.

Das Kühlförderband 5 wird in der Fig. 3 gezeigt. Das Band 17 läuft über die Bandwal zen 24. Zwischen den Bandwalzen 24 sind Abstützrollen 20 vorgesehen. Die Kühlung kann entweder dadurch erfolgen, daß das Band 17 mit dem zu granulierenden Pro dukt durch ein Flüssigkeitsbad läuft. Diese Ausführungsform ist nicht dargestellt. An dererseits, wie dargestellt, kann das Band 17 aus einem luftdurchlässigen Maschen gurt bestehen, durch welchen eine einstellbare Menge Luft mit einstellbarer Tempe ratur geblasen werden kann. Zur Vergleichmäßigung des Luftstromes ist die Luftzu fuhr in drei Kammer 13′, 13′′, 13′′′ unterteilt. Jede Kammer 13′, 13′′, 13′′′ wird jeweils von einem dazugehörigen Ventilator 19′, 19′′, 19′′′ versorgt. Die Stränge werden zwecks Konditionierung parallel auf dieses Band 17 gelegt und mit gleichbleibender oder leicht höherer Geschwindigkeit zu einem, hinter dem Kühlförderband 5 angeord neten Stranggranulator 6 geführt. Die Konditionierung der Stränge erfolgt somit in nerhalb von drei unabhängig temperaturmäßig steuerbaren Bereichen 13′, 13′′ und 13′′′.

Wie in Fig. 1 gezeigt, kann in die Kühlstrecke oberhalb des Kühlförderbandes 5 ein Kerbapparat 7 angebracht sein. Die Fig. 4a und die Fig. 4b zeigen diesen Kerbappa rat 7. Über einer Förderbandrolle 20 ist eine Hohlwalze 14 drehbar, mittels eines nicht gezeigten Motors antreibbar angeordnet. Die Oberfläche der Hohlwalze 14 ist mit einer gezahnten Oberfläche 21 ausgebildet. Ebenso denkbar ist es, die Oberflä che mit Kerbmessern (nicht gezeigt) zu versehen. Die Stränge 4 liegen auf dem För derband 17. Gleichzeitig mit der Abzugsgeschwindigkeit werden die Stränge 4 mit Soll-Bruchstellen 16 versehen. Das Kühlförderband 5 weist eine Abdeckung 18 auf.

Bezugszeichenliste

1 Extruder
2 Düsenlöcher
3 Flachdüse
4 Stränge
5 Kühlförderband
6 Stranggranulator
7 Kerbapparat
8 Endplatte
9 Düsenkörper
10 Platte
11 Heizmittel
12′, 12′′, 12′′′ Heizzonen
13′, 13′′, 13′′′ Kammer
14 Hohlwalze
15 Kerbmesser
16 Sollbruchstelle
17 Förderband
18 Abdeckung
19′, 19′′, 19′′′ Ventilatoren
20 Förderbandrolle
21 gezahnte Oberfläche
22 Schnecke
24 Bandwalze

Claims

1. Verfahren zum Homogenisieren, Mischen und/oder Granulieren von mindestens aus einer Stoffkomponente bestehenden chemischen Stoffen mittels eines Extruders (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder (1) eine mehrere Düsenlöcher (2) aufweisende Flachdüse (3) aufweist, wobei die Flachdüse (3) über die Temperatur einstellbare, ziehbare Stränge (4) erzeugt und die Fließgeschwindigkeit in allen Dü senlöchern (2) nahezu identisch ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Flach düse (3) erzeugten Stränge (4) auf ein Kühlförderband (5) gebracht und mit gleich bleibender oder leicht gegenüber der von der Extruderschnecke erzeugten Produkti onsgeschwindigkeit erhöhter Geschwindigkeit zu einem Stranggranulator (6) geführt werden, wobei die Konsistenz auf dem als Konditionierstrecke dienenden Kühlförder band (5) so eingestellt wird, daß die Stränge (4) im Stranggranulator (6) geeignet granulierbar sind.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ex-
trudierten Stränge (4) vor dem Einzug in den Stranggranulator (6) mittels eines Ker bapparates (7) mit Sollbruchstellen (7) versehen werden.

4. Vorrichtung zum Homogenisieren, Mischen und/oder Granulieren von mindestens aus einer Stoffkomponente bestehenden chemischen Stoffen mittels eines Extruders (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder (1) eine Schlitzdüse (3) mit einer Endplatte (8), mit einem Düsenkörper (9) und mit einer mindestens zwei Düsenlö chern (2) aufweisenden, auswechselbaren Platte (10) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatte (8), der Düsenkörper (9) und die mit den Düsenlöchern (2) versehene Platte (10) jeweils thermisch voneinander entkoppelt sind, wobei mindestens drei Heizzonen (12) vorge sehen sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatte (8), der Düsenkörper (9) und die mit den Düsenlöchern (2) versehene Platte (10) jeweils mittels Heizmitteln (11) heizbar sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlförderband (5) ein luftdurchlässiges Maschengurt aufweist durch welches eine einstellbare Luftmenge mit einstellbarer Temperatur zuführbar ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß unterhalb Kühlförderbandes (5) mindestens zwei Kammern (13) zur Luftzu fuhr angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß die Vorrichtung einen Kerbapparat (7) zur Erzeugung von Sollbruchstellen in den Strängen (4) aufweist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeich net, daß der Kerbapparat (7) eine Hohlwalze (14) mit Kerbmessern (15) oder mit einer gezahnten Oberfläche (16) aufweist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorrichtung einen Stranggranulator (6) aufweist.