EP3897899A2 - Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof - Google Patents

Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof

Info

Publication number
EP3897899A2
EP3897899A2 EP19831718.2A EP19831718A EP3897899A2 EP 3897899 A2 EP3897899 A2 EP 3897899A2 EP 19831718 A EP19831718 A EP 19831718A EP 3897899 A2 EP3897899 A2 EP 3897899A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure treatment
pressure
bulk material
continuous
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19831718.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Volkmar Steinhagen
Ansgar HERBER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
Uhde High Pressure Technologies GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
Uhde High Pressure Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, Uhde High Pressure Technologies GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3897899A2 publication Critical patent/EP3897899A2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223Moving bed of solid material
    • B01D11/0242Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements
    • B01D11/0246Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements comprising rotating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0203Solvent extraction of solids with a supercritical fluid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23FCOFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F5/00Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
    • A23F5/24Extraction of coffee; Coffee extracts; Making instant coffee
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0207Control systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0219Fixed bed of solid material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223Moving bed of solid material
    • B01D11/0226Moving bed of solid material with the general transport direction of the solids parallel to the rotation axis of the conveyor, e.g. worm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223Moving bed of solid material
    • B01D11/0234Moving bed of solid material using other slow rotating arms or elements, whereby the general transport direction of the solids is not parallel to the rotation axis, e.g. perpendicular
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223Moving bed of solid material
    • B01D11/0238Moving bed of solid material on fixed or rotating flat surfaces, e.g. tables combined with rotating elements or on rotating flat surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223Moving bed of solid material
    • B01D11/0242Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0253Fluidised bed of solid materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/028Flow sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/028Flow sheets
    • B01D11/0284Multistage extraction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0288Applications, solvents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0091Preparation of aerogels, e.g. xerogels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/008Processes carried out under supercritical conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/10Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • C08J11/08Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions using selective solvents for polymer components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0253Fluidised bed of solid materials
    • B01D11/0257Fluidised bed of solid materials using mixing mechanisms, e.g. stirrers, jets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/14Water soluble or water swellable polymers, e.g. aqueous gels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/30Polymeric waste or recycled polymer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12CBEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C3/00Treatment of hops
    • C12C3/04Conserving; Storing; Packing
    • C12C3/08Solvent extracts from hops
    • C12C3/10Solvent extracts from hops using carbon dioxide

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the continuous high-pressure treatment of bulk material, in particular by extraction and / or impregnation.
  • the invention relates to the use of a pressure vessel device for the continuous high-pressure treatment of bulk material.
  • the invention relates to a device and a method in each case according to the preamble of the respective independent claim.
  • Both liquids (fluids in the liquid phase, in particular also viscous fluids) and solids can be subjected to extraction as starting materials.
  • Both the high-pressure treated bulk material (also known as raffinate in this state) and extracts obtained by extraction can, depending on the application, be called the product of high-pressure treatment.
  • Prominent examples of extraction processes are the decaffeination of tea leaves, coffee beans or the extraction of hops. Since the extraction is related to the production of various intermediate and end-user products, especially from the food industry the number of variants of extraction processes is also comparatively high. This is also reflected in the structure and size range of the systems. For example, it is not uncommon to realize an extraction column with a height of more than 10m, or to connect several extractors (pressure vessels) to one another. In any case, a large variety of variants can be observed in the existing system concepts, also with regard to size variations.
  • Comparable examples can be enumerated for impregnation processes, be they carried out separately or in combination with an extraction.
  • a basket-like insert also referred to as a product receiving basket, is usually used to arrange the bulk material, for example with a volume of approx. 250 liters and with a cylindrical jacket wall, with a gas-permeable, wire mesh-like, perforated plate-like or sintered metal filter base on which the insert is in the extractor is supported.
  • a disadvantage of previous devices and methods is not only the handling of the bulk material (material flow), but also the dusts or gases that form, in particular explosive gas mixtures, and health impairments for the people involved. There is therefore interest in simplifying high-pressure treatment processes for bulk goods, in particular for large quantities of bulk goods, in particular for extraction and / or impregnation.
  • JP 1293129 A describes a high-pressure process in which a storage container and a collecting container facilitate the batch-wise provision of bulk material in the high-pressure chamber, the bulk material sliding gravitationally in batches through a high-pressure treatment chamber as a function of the supply and discharge.
  • CN 1827201 A describes a high-pressure treatment process in which the high-pressure container is conveyed through a type of pressure lock.
  • DE 42 16 295 A1 describes a method for high-pressure treatment in which a container which is open on both sides is used, an advantageous throughput or an advantageous process control being able to be ensured by means of a translatory movement of a piston and by means of several chamber regions.
  • the object of the invention is to provide a device and a method with the features described in the introduction, which simplifies the high-pressure treatment of bulk material or that associated with the high-pressure treatment device or process engineering effort can be reduced, especially with the highest possible efficiency of the method (throughput per unit of time). In particular, operational and / or occupational safety should also be increased. Last but not least, there is also interest in a (time-) efficient high-pressure treatment process, especially for extraction, especially extraction of solvent (s), and / or for the impregnation of bulk goods of very different types, so that the process - despite any optimization measures with regard to more efficient High pressure treatment (keyword: maximized throughput) - can guarantee the greatest possible variability.
  • This object is achieved according to the invention by a method for high-pressure treatment of bulk material by extraction and / or impregnation, which bulk material is arranged in the high-pressure treatment volume of a pressure vessel device and is treated at a high-pressure level, in particular high pressure in the range from 40 to 1000 bar, with isolation from the environment, whereby the method comprises at least the three following step sequences which can be individually regulated (in particular with regard to material flow): pressurization V1, high pressure treatment V2, relaxation V3.
  • the high-pressure treatment or the high-pressure treatment in the second step sequence V2 is carried out in a continuous manner at the high-pressure level in a closed system in the high-pressure treatment volume, the high-pressure treatment volume or the entire pressure vessel device being / being arranged in a stationary (static) manner during the high-pressure treatment, and wherein the continuity of the high-pressure treatment or the high-pressure treatment sequence of steps is ensured solely by means of the one (single) high-pressure treatment volume Vi.
  • This enables simplifications in the process management and can also ensure advantages with regard to a large turnover of bulk material (output quantity).
  • advantages, particularly with regard to the material flow of bulk materials that can vary greatly in volume, in particular with Volume increases in the range of factor 10, for example especially during drying.
  • the sequence of pressures V1 and relaxation V3 can be (partially) batch-wise for individual bulk (partial) batches as discontinuous processes individually at least with regard to bulk material flow and / or pressure level, i.e. they are separate from the continuous high-pressure treatment and are individual adjustable, especially independent of material flow and high pressure conditions in the second step sequence.
  • the discontinuous procedure can also include pressurization and expansion for individual partial batches of bulk material, the size of the respective partial batch being independent of a batch or partial batch treated in the second step sequence V2.
  • the high pressure range from 40 to 1000 bar can be further differentiated depending on the application.
  • the advantageous high-pressure range can be restricted to 40 to 400 bar or 50 to 300 bar and / or to 650 to 1000 bar.
  • the solution properties of the extraction medium can also be adjusted or changed.
  • Process-related advantages can also arise in the high pressure range from 100 to 250 bar, in particular 100 to 200 bar.
  • a pressure range below or above a critical point of an extraction medium used (for example C0 2 ) can be set.
  • Either a pure substance or a mixture of substances can be used as the extraction medium, especially with process parameters above the critical point of the substance or above a critical line of a two-substance mixture or above a critical area of a mixture of substances from more than two substances (especially three-substance mixtures).
  • the desired or required high pressure can be ensured at any desired / arbitrary point in time, in particular also independently of preparatory and post-processing steps.
  • the high pressure level does not have to be lowered; in particular, the high pressure level does not have to be lowered in order to ensure the flow of bulk material.
  • the material flow can be either by continuous shifting, in particular of at least one entire batch (no distinction with regard to individual partial batches along the material flow path within the high-pressure treatment volume), or by discontinuous shifting of a single batch or of partial batches, in particular in individual sections of the material flow path be ensured in the high-pressure treatment volume. Any pressure fluctuations are at most technical, for example due to the supply and / or discharge of material.
  • a temperature level in the high pressure treatment volume can also be set; in particular, a constant temperature can be maintained.
  • a Temperature cycle in the high pressure treatment volume are driven, especially in connection with the supply and / or discharge of material.
  • a fixed arrangement is to be understood as a static arrangement in which the high-pressure treatment volume or the corresponding high-pressure treatment cavity delimited by the pressure container device (or by its wall) can remain fixedly arranged, i.e. without having to assume a function with regard to bulk material displacement by shifting the high-pressure treatment volume .
  • No material flow function has to be performed by means of the high-pressure treatment volume.
  • the high-pressure treatment volume does not have to be moved according to the invention (neither absolutely nor relatively) in order to be able to ensure the continuity of the method. Rather, the bulk material can be supplied to the high-pressure treatment volume and discharged again without having to interrupt the high-pressure treatment.
  • Actuating movements can be carried out optionally within the high-pressure treatment volume, in particular to define a specific type of material flow, but the high-pressure treatment volume can remain stationary. Last but not least, this facilitates the coupling to the first and third sequence of steps, and last but not least there are also advantages with regard to the pressure-tight design of the entire arrangement.
  • a single or single high-pressure treatment volume is to be understood as an embodiment in which the high-pressure treatment does not have to be carried out in successive individual partial volumes, but in which the respective batch is arranged only once in a single container, in a single cavity or in a single volume and is subjected to high pressure treatment.
  • the high-pressure treatment volume can also be described as a high-pressure treatment cavity enclosed in a high-pressure-tight manner by the pressure container device.
  • significantly more time is required for an extraction phase than for an impregnation phase, especially for natural product extraction.
  • the high-pressure treatment time which is considerable for the design of the method, can be predefined primarily from the time required for the extraction.
  • the start and end times (in the sense of a dwell time for the bulk material) of the respective phase of the high pressure treatment and their duration can be set individually depending on the bulk material and medium.
  • a procedure with material flow and high pressure medium in counterflow can also be advantageous.
  • the high-pressure medium can correspond to an extraction medium used.
  • the manner in which bulk goods and high-pressure medium are guided and forwarded can be adapted to the respective application in a very varied and very flexible manner (e.g. pressure level, type of bulk material, type of loading, type of extraction medium, type of solvent).
  • High-pressure medium, in particular extraction medium, and bulk material can optionally also be conveyed in the same direction.
  • an inclination of the pressure vessel device or the high-pressure treatment volume with respect to the horizontal can be advantageous, in particular with regard to the outflow or discharge of liquid solvent.
  • An angle in the range of 10 to 30 ° with respect to the horizontal or optionally also with respect to the vertical has proven to be advantageous for this.
  • the slope can be ascending or descending.
  • a high pressure is built up in the first step sequence V1.
  • a high-pressure pump can be provided, which can optionally also have several heads. Alternatively, several high-pressure pumps can be used in parallel.
  • the first sequence of steps V1 can essentially only be provided to provide a respective batch of bulk goods for the pressure vessel device or for the second sequence of steps V2.
  • relaxation units or relaxation containers can be provided for the third sequence of steps V3 (relaxation device). This can increase the flexibility or variability in terms of bulk material discharge. The relaxation is preferably carried out in a discontinuous manner. The respective container can be locked for this.
  • a comparatively long expansion line can be provided in the third step sequence V3, in particular immediately downstream of the second step sequence V2.
  • the expansion line enables a structurally very simple and robust arrangement and can minimize the process or system engineering effort for the expansion V3.
  • the arrangement according to the invention or the procedure according to the invention is particularly advantageous also for bulk goods in the form of aerogels (or airgel bodies).
  • solvent extraction may be desired / required.
  • a change in volume in particular an increase in volume, can be particularly strong during high pressure treatment, for example in the range of a factor of 10, or in other words, for example in the range of 2-3 times the radius increase.
  • the variants described here for realizing the material flow are particularly advantageous even in the event of drastic volume changes.
  • all three step sequences V1, V2, V3 can be implemented by means of a pipe or a pipe coil, the corresponding section of the pipe in the third step sequence V3 being able to be designed as a relaxation line.
  • An advantage here is a largely arbitrary scalability (in particular extension of the tube length), or a comparatively large variability with regard to additional assemblies.
  • a backflow of the bulk material can advantageously be prevented in a simple manner.
  • a high degree of filling can advantageously be made possible. In other words, the available volume can be used efficiently.
  • the invention relates to a method or a device with which the extraction can proceed continuously, in particular in such a way that a cycle of loading, pressure build-up, high-pressure treatment or extraction, relaxation and unloading, at least in relation to the high-pressure treatment, which has been operated in batch steps up to now in any case or extraction can be operated in a continuous manner, so that the type of high-pressure treatment can be decoupled from the preparatory and postprocessing steps.
  • this also enables a higher production capacity to be achieved than with a classic arrangement (with a comparable system size).
  • Process engineering advantages can be realized in particular because the high-pressure treatment does not have to be carried out in a cycle selected in the first step sequence V1 (pressurization) and / or in the third step sequence V3 (relaxation).
  • the granules can be introduced into the high-pressure container at extraction pressure and can be removed again after a defined time without having to change the high-pressure treatment level.
  • extraction medium can also be continuously conveyed through the high-pressure container.
  • the starting material for the extraction can in many cases only be piled up to a certain height, in particular in order to avoid excessive compression.
  • a pressure vessel is filled cyclically, high pressure is applied and the extraction medium flows through for high pressure treatment. The pressure vessel is then relaxed and emptied again.
  • the pressurization and the high pressure treatment depend on the material flow. The material flow can only take place depending on the pressure conditions. In particular The pressure must be relieved to a pressure well below the required high pressure level in order to be able to convey the bulk material further.
  • the discontinuous, batch-wise process control (batch operation) is therefore comparatively complex, at least with regard to the required pressure fluctuations, because at least a relaxation or pressure reduction of the high pressure level is required for each batch.
  • the pressure build-up, the high-pressure treatment and the relaxation can be spatially separated from one another.
  • the bulk material can be brought to pressure in a first volume and conveyed to a second volume.
  • the process pressure prevails at all times in the second volume, so that high-pressure treatment can take place in the second volume.
  • the treated bulk material (granulate) is then conveyed into a third volume in which the relaxation can take place. Exemplary embodiments according to the invention are described below.
  • granular starting material can be freed from a load in an extractive manner, in particular from solvent (s).
  • supercritical drying can also take place, in particular by means of CO 2 .
  • the term “supercritical drying” is understood to mean drying in particular in the sense of extraction of solvents and / or water using an extraction medium (for example C0 2 ), the state of which lies above the critical point (or above the critical line or area).
  • One of the exemplary embodiments can have the following components:
  • inlet / outlet element and optionally also inlet / outlet valve in particular in each case comprising a connecting piece (connection);
  • the outlet member can be part of an outlet fitting, in particular also comprising a downpipe;
  • Relaxation device with at least one relaxation tank (relaxation unit) for the third sequence of steps V3;
  • Exemplary mode of operation Granules or bulk material is fed under high pressure into the pressure vessel device, in particular directed to the lower end of a conveyor.
  • a / the conveying device conveys the bulk material in the high-pressure treatment volume, in particular upwards and further into a downpipe.
  • extraction medium in particular C0 2
  • Liquid solvent collects at the bottom of the high-pressure treatment volume and is discharged there through a nozzle or outlet.
  • a further exemplary embodiment (in particular a second variant) can have the following components in a modification or in addition to the variant described above:
  • Conveying device in particular screw conveyor, in particular with its longitudinal axis in the same orientation as the pressure vessel device, in particular in a horizontal or slightly inclined orientation.
  • the conveying device is in particular arranged within a tube made of perforated sheet metal or wire mesh, which is permeable to fluids, but acts as a partition for the bulk material.
  • Another exemplary mode of operation The bulk material is brought to pressure as already described and introduced into the extractor at the corresponding nozzle. In a predefinable unit of time, the bulk material is conveyed through the extractor by means of the conveying device, while at the same time C0 2 is passed through the extractor, for the extraction of the solvent from the bulk material. Liquid solvent can pass through a fluid-permeable wall and be collected and discharged at an exit point (outlet), in particular in the bottom of the extractor. The bulk material falls into an outlet nozzle at one end of the extractor.
  • the relaxation can be carried out as in the variant described above.
  • a piston engine with the reverse function of the pump can be used for the expansion. This is preferably connected in such a way that mechanical energy is recovered, which is preferably used to build up pressure in the first step sequence V1. Both processes (compression and relaxation) are then preferably mechanically coupled.
  • the relaxation can be achieved via the pressure loss in a long relaxation line.
  • the continuity of the high pressure treatment can also be advantageous from an energy point of view, especially when using a relaxation motor.
  • a relaxation motor is to be understood as a unit which is set up to extract energy from the high-pressure medium via mechanical work during relaxation, in particular by means of pistons or turbines driven by the high-pressure medium.
  • relaxation can take place according to at least two different variants: relaxation in or by means of a pressure-driven piston; Relaxation in a predefined relaxation volume (cavity with a predefined size / geometry).
  • a pressure translation can also take place.
  • a volume change can also take place directly in the outlet fitting, with a variable transfer cavity (in particular provided by a pressure-driven piston). Relaxation energy can be recovered by means of the piston.
  • a further exemplary embodiment in particular a third variant
  • the second sequence of steps V2 can in particular be implemented in series with the first and third sequence of steps V1, V3, the first and / or third sequence of steps V1, V3 also being able to be at least partially integrated into the tube.
  • the bulk material is pressurized by means of at least one pump and conveyed into the high-pressure treatment volume of the pressure vessel device.
  • the high-pressure treatment volume is flowed through in countercurrent (in particular with C0 2 ) in order to carry out an extraction.
  • the C0 2 is introduced at one nozzle and leaves the pipe at another nozzle.
  • Liquid solvent is drained off at another nozzle.
  • the nozzles are each equipped with retention devices for bulk material, eg with sieve plates.
  • a relaxation is prepared by the third sequence of steps V3, in particular by means of a piston engine.
  • the pipe can be / are subdivided into different areas with externally operable / unlockable check valves, in particular in order to be able to ensure regulated conveyance of the bulk material through the pipe.
  • the bulk material is advantageously introduced into a fluidized bed in which only one high-pressure treatment level for the fluidized bed (in particular in the form of a displaceable or pivotable flap level or as a rotatable or rotating plate level) is provided, in particular at a lower end of the pressure vessel device.
  • the fluidized bed can be sealed off on both sides by one of several high-pressure treatment levels.
  • the corresponding treatment level can be sealed off or closed before the bulk material is removed (bulk material is collected).
  • the fluidized bed can also be formed on several treatment levels, in particular on several levels one above the other (fluidized bed in a broader sense).
  • the fluidized bed enables advantageous mass transport properties to be achieved in combination with unlimited expansion of the bulk materials being treated. For example, with polystyrene (PS) granules, a targeted surface treatment can also be carried out.
  • PS polystyrene
  • the gas flow is preferably reduced (reduced throughput) and the bulk material can be collected at the (respective) treatment level.
  • individual partial batches of bulk material generated in the first step sequence are supplied to the high-pressure treatment volume, the partial batches forming a batch under continuous high-pressure treatment.
  • the individual step sequences can also be decoupled from one another in terms of process technology.
  • the first sequence of steps can e.g. be optimized with regard to the size of the partial batch and with regard to pressure stages, without the second sequence of steps having to be changed or adapted thereby.
  • the second step sequence can also remain decoupled from the first step sequence with regard to continuous or discontinuous material flow in the high-pressure treatment volume and can be individually regulated and optimized.
  • the present invention accordingly also enables a considerable simplification when optimizing method parameters of the second sequence of steps.
  • the invention is also based on the concept of spatially separating or separating the individual step sequences.
  • spatial decoupling can optionally take place. This not only has spatial advantages, but also provides great degrees of freedom when designing the process, especially when choosing the most advantageous system components for high-pressure treatment.
  • a dwell time of the bulk material in the high-pressure treatment volume is set by continuously displacing the bulk material (bulk material constantly in motion) or by discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels during high-pressure treatment, in particular by setting a rotational speed of rotary actuators or by clocking translatory actuators or gravitational gears .
  • the effects of high-pressure treatment can be influenced in an exact manner, in particular locally independently and in terms of process technology independently of the first and third sequence of steps.
  • the continuous high-pressure treatment comprises continuous displacement of the bulk material in two different predefined material flow directions in the high-pressure treatment volume Vi, in particular in two opposite material flow directions. This also makes it possible to implement advantageous configurations for moving the bulk material in the high-pressure treatment volume.
  • the entry and discharge of the material can optionally take place at the same end of the pressure vessel device, e.g. on the ground.
  • the continuous high-pressure treatment comprises a continuous displacement of the bulk material or a discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels in each case by a rotation, in particular by a rotation of at least one rotary actuator about an axis of rotation oriented in the material flow direction.
  • the continuous high-pressure treatment comprises shifting the bulk goods in batches by means of a rotation, in particular by means of at least one rotary actuating element, which is timed in time. As a result, the bulk goods can be relocated in a technically simple and exact manner.
  • the rotary actuating movement can advantageously be coupled into the high-pressure treatment volume.
  • the continuous high-pressure treatment comprises an autonomous, gravitational force-driven continuous displacement of the bulk material without rotary or translational actuators.
  • this also provides a lean device-related structure, the material flow being able to take place at least in sections in an autonomous manner.
  • High-pressure treatment levels each defined by at least one gas-permeable plate or gas-permeable bulkhead, which is arranged horizontally or inclined relative to the horizontal.
  • the material flow and the mass transport can also be optimized, in particular also in the case of bulk material or granulate, which may only be compressed a little or be subjected to little mechanical or abrasive stress.
  • the first step sequence of pressurization is carried out in a discontinuous manner and comprises at least one step from the following group: partial batch pressure generation, in particular by means of a pump, and / or partial batch feed of bulk material to the high pressure treatment step sequence by means of an inlet fitting receiving the respective partial batch.
  • the inlet valve can e.g. include a punch, a seat-cone fitting (fitting in the narrower sense), a ball valve and / or a flap.
  • the principle of using a stamp is disclosed, for example, in published patent application DE 42 16 295 A1.
  • the step sequence of pressurization comprises partial batch feeding of bulk material, the partial batch feeding being carried out by means of an inlet fitting with at least one inlet member, in particular a valve and / or lock (pressure lock, cellular wheel lock).
  • the material flow can also be decoupled from high-pressure treatment parameters in the second step sequence.
  • Solvents This also enables process parameters specially optimized for the extraction process. This also provides procedural synergies, especially with regard to the extraction or reuse of solvents.
  • the control device or the sensor unit can be coupled to an actuator of the pressure vessel device.
  • the respective sensor unit can in particular also be coupled to an inlet or outlet fitting or integrated therein.
  • the pressure vessel device defines a material flow direction that is inclined with respect to the vertical or horizontal, in particular at an angle of 10 to 30 °. In this way, advantages in terms of mass transport and / or in terms of mixing the bed can also be realized.
  • the respective actuator can be guided into the pressure vessel device on at least one bushing, e.g. by means of a stuffing box or a magnetic coupling.
  • a motor fluid motor, electric motor
  • actuating the respective actuator optionally also within the pressure vessel device.
  • High-pressure treatment arrangement in particular under high pressure at pressures above 40 to 1000bar. This results in numerous advantages mentioned above.
  • the aforementioned object is also achieved according to the invention by using a pressure vessel device for the continuous high-pressure treatment of bulk material in the form of polymers, by extraction and optionally also by impregnation, for supercritical drying to provide the polymers as super-insulators, the high-pressure treatment V2 being a sequence of steps between one Pressurization V1 and a relaxation V3 is carried out, the bulk material being treated in a fixedly arranged high-pressure treatment volume in a continuous manner at the high-pressure level, in particular using the pressure container device in a previously described method, in particular using the pressure container device in a previously described high-pressure treatment arrangement, in particular under high pressure Pressures above 40 to 1000 bar.
  • the aforementioned object is also achieved according to the invention by using a pressure vessel device for the continuous high-pressure treatment of bulk material in the form of aerogels, by extraction and / or by impregnation, the continuous high-pressure treatment V2 being carried out as a sequence of steps between pressurization V1 and relaxation V3, the Bulk material is treated in a fixedly arranged high-pressure treatment volume Vi in a continuous manner at the high-pressure level, in particular using the pressure vessel device in a previously described method, in particular using the pressure vessel device in a previously described high-pressure treatment arrangement, in particular under high pressure at pressures above 40 to 1000 bar.
  • the material flow can also be optimized with regard to large volume changes / increases in the range of a factor of 10.
  • Fig. 1 in a schematic representation or in at least partially sectioned
  • FIGS. 7A, 7B, 7C, 7D each in a sectional side view individual
  • FIG. 1 shows a high-pressure treatment arrangement 100.
  • a pressurization device 10 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f are shown.
  • a pump or a piston can be used as the pressure generating means 11.
  • An inlet fitting 12 can have one or more inlet members 12.1, in particular a valve and / or a (cellular wheel) lock.
  • a rotary valve in particular also has the advantage that gas transfer is made more difficult.
  • One or more pressure vessel devices according to variants 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20j, 20k, 20l can be used for the second sequence of steps.
  • a relaxation device 30, 30a, 30b, 30c, 30d are shown for a third step sequence V3.
  • a plurality of expansion units 31, 31a, 31b can be provided, which are coupled to a / the second sequence of steps V2 via a central or a plurality of decentralized inlet fittings 32.
  • a piston or piston engine 33 can be connected via at least one expansion unit to an outlet fitting 35 for the final discharge of the bulk material.
  • a control device 101 indicated by way of example for the variant 20c is connected to a logic unit 103 or comprises this.
  • the controller 101 can e.g. also be coupled to sensor units and / or to actuators.
  • the control device can also include the logic unit and be set up to regulate the method steps described here in detail.
  • FIGS. 1 and 2 to 4 show in detail the use and arrangement of individual treatment levels 5 in the fixed volume Vi, with optional rotary or translational actuators 28, 28a, 28b can be used.
  • the respective pressure vessel device 20 has components from the following group:
  • FIG. 2A shows an exemplary embodiment (pressure vessel device 20a) with planes 5 arranged at an angle of inclination with respect to the horizontal and with respect to the vertical, which are each defined by a plate.
  • the bulk material can flow gravitationally from one level to the next.
  • the levels are arranged opposite one another with opposite inclinations and are alternately supported on opposite container inner surfaces.
  • the free ends of the plates in the respective planes 5 are arranged to overlap in the radial direction, so that a simple meandering or serpentine material flow path can be forced onto the bulk material by means of simple measures.
  • first media flow M1 bulk material
  • second media stream M2 high pressure medium or extraction medium, optionally comprising impregnation medium
  • third media stream M3 extract (in particular discharged solvent stream).
  • the first media flow M1 can also include a supply of solvent present in / on the bulk material, which, however, does not correspond to an explicitly provided material flow or material flow path, but is dependent on the substances or Components the bulk goods is loaded / loaded.
  • the media flows M2, M3 can be single or two-phase.
  • High pressure treatment The bulk material flow is e.g. through several partial batches 4.1 carried out.
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with autonomous, gravitational force-driven material flow over the individual levels 5 or from level to level.
  • the material flow is (ideally) continuous.
  • the entire fill is (ideally) a coherent fill (a single batch; no partial batches), which is shifted across the levels to the outlet at the bottom of the container.
  • FIG. 2B shows an exemplary embodiment (pressure vessel device 20b) with a multiplicity of treatment levels 5, in / on which a delimiting plate is arranged in each case over a circumferential angle of in particular approximately 300 °, with a passage over a circumferential angle of in particular approximately 60 °.
  • the passage can be positioned in a relative position, thereby releasing a gravitational material flow (downwards).
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured, in particular, thanks to the high-pressure treatment volume Vi, which is kept at the high-pressure level, in particular in combination with rotary actuating movements for gravitationally driven partial batch-wise displacement of partial batches in each case one level down, in each case in response to the rotary actuating movement.
  • a wheel can be rotated with free spaces between separating plates.
  • the respective plate which contains the circular segment cutout (passage) over 60 ° and is otherwise fluid-permeable, but retains the bulk material, is / remains stationary in this variant.
  • the plates with the passages are rotatably mounted and the wheels or separating plates are provided as fixed internals.
  • the rotary actuating movement can optionally be specified centrally via a shaft or via the respective high-pressure treatment level.
  • the plate 29 shown in FIG. 2B can also be designed as a continuous bulkhead, or the plate can be arranged optionally in an inclined orientation and / or optionally pivotably and / or translationally displaceable.
  • At least one sensor unit 105 can be provided, in particular for temperature, pressure, force, displacement, mass and / or flow. The respective sensor unit 105 is arranged in particular on a treatment level 5.
  • FIG. 2C shows an exemplary embodiment (pressure container device 20c) in which the bulk material flow takes place from bottom to top against gravity.
  • a screw conveyor conveys the bulk material during rotation up to an essentially vertically oriented downpipe, through which the bulk material can be conveyed downwards by gravity and discharged from the container.
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a single, in particular homogeneous, rotary actuating movement (optionally constant rotational speed) for shifting the batches against gravity and for gravitationally discharging them from the high-pressure container.
  • FIG. 2D shows an exemplary embodiment (pressure container device 20d) with a screw conveyor with its longitudinal axis / axis of rotation in a horizontal orientation.
  • the screw conveyor is provided with respect to the radial direction in the entire high-pressure treatment volume Vi and is geometrically designed to correspond to the inner surface of the wall 23.
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a single, in particular homogeneous, rotary one Adjustment movement (optional constant speed of rotation) for moving the batches in at least approximately horizontal direction.
  • the batch can also be optimally stored / relocated with regard to pressure / compression and expansion possibilities.
  • the bed can be formed as a single coherent batch thanks to the screw conveyor (as in the variant according to FIGS. 2C, 2E).
  • FIG. 2E shows a variant (pressure vessel device 20e) of the exemplary embodiment according to FIG. 2D, the longitudinal axis being arranged at an angle of approximately 25 to 35 ° with respect to the horizontal plane, and the radial diameter of the screw conveyor being smaller than the diameter of the High pressure treatment volume.
  • a cylindrical insert 21 forms an annular gap with the inner lateral surface of the wall 23, through which in particular solvent can be removed.
  • the cylindrical fluid-permeable inner wall 21 surrounds the rotary actuator 28a and seals off the bulk material from an annular cavity. Fluids can advantageously be supplied or removed in the annular cavity between the inner wall 21 and the wall 23.
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a single, in particular homogeneous, rotary actuating movement (optionally constant rotational speed) for displacing the batches in a direction inclined with respect to the horizontal plane.
  • the batch can also be handled in an optimized manner with regard to the removal of solvent (s).
  • 2F, 2G each show an exemplary embodiment (pressure container device 20f, 20g) with a comparatively narrow, elongated high-pressure treatment volume Vi, in particular provided by a tubular high-pressure container wall.
  • the pistons guided into the high-pressure treatment volume on the end face serve to build up or reduce the pressure, and can also be provided in combination with one-way blocking internals in the manner of a check valve or in combination with unidirectionally blocking flaps.
  • the check valves are permeable to fluid (especially with blocking elements in Design as perforated sheet / wire mesh).
  • the internals can also be provided as conveying elements which are loaded when high pressure is already present.
  • FIG. 2F describes a structure with a single cavity for the high-pressure treatment volume (no division, no partitioning).
  • 2G describes a multi-stage structure with a plurality of cavities delimited from one another within the high-pressure treatment volume, the cavities being sealed off from one another by the partitioning members 29.
  • pressure build-up and relaxation units are outsourced, that is, they are not coupled to the high-pressure treatment volume or to the pressure vessel, but are provided upstream or downstream thereof.
  • the continuity of the high-pressure treatment according to FIGS. 2F, 2G, 2H can be ensured in each case in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with the pressure-driven partial batch supply and discharge of partial batches of the fill.
  • FIG. 2J shows an exemplary embodiment (pressure container device 20j) with plates 29 or flaps 29a in a paired arrangement. Both the plates 29 and the flaps 29a are blocking on one side; the plates 29 are arranged in a stationary manner, and the flaps 29a are rotating, that is to say coupled to the translational actuator 28a, in particular mounted thereon in a swivel joint.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 2J can be described as a concept of a reciprocating piston pump or a lever pump.
  • the flaps are each permeable to fluid (in particular with blocking elements in the form of a perforated plate / wire mesh).
  • Joints or bearings for the fixed plates 29 can in particular be attached to the container wall; there can also be counter bearings or stops for the moving flaps 29a be attached.
  • Fixed webs can also be provided in the center, in particular in order to provide a plate in an articulated manner thereon. Both the plates 29 and the flaps 29a open in the conveying direction (to the right in FIG. 2J).
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with successive repeated translational positioning movements back and forth between a translatory zero position and a translatory end position, the translational movement in one direction ( 2J to the right) is a lifting movement to convey the material (actively initiated / activated material flow through unidirectional translational actuating movement), and the filling in partial batches on the individual levels or in the individual compartments defined in the plates in the high-pressure treatment volume Vi is gradual is shifted.
  • the kinematics (28, 28b, 29, 29a) used for the one-sided locking mechanism can be described as translational swivel kinematics.
  • FIG. 2K shows a top view of an exemplary embodiment (pressure container device 20k) which enables material flow by means of local geometric variations of compartments or sections within the high-pressure treatment volume Vi.
  • Two pistons 29b are attached to the translational actuator 28b and are thus displaced in the high-pressure treatment volume Vi (in the horizontal direction according to FIG. 2K).
  • the pistons 29b act bidirectionally: in a first direction, the respective piston generates a negative pressure difference on the inlet side (negligible compared to the high-pressure level or at least not to be evaluated as a pressure cycle), so that bulk material is conveyed into the high-pressure treatment volume Vi (flap or check valve 29 opens at the Inlet side to high-pressure treatment volume Vi), and in a second opposite actuation direction, the respective piston generates an overpressure on the inlet side, so that bulk material is discharged from high-pressure treatment volume Vi (flap or check valve 29 closes on the inlet side to high-pressure treatment volume Vi). On the outlet side of the high-pressure treatment volume Vi, the same movement of the piston 29a leads to an opposite effect.
  • the piston also seals two compartments of the High-pressure treatment volume Vi from each other, which are each connected via a line section.
  • the flaps 29 are moved in the lateral direction according to the arrangement in FIG. 2K (upwards or downwards according to FIG. 2K).
  • the arrangement according to FIG. 2K can also be constructed in several stages in a row.
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with successively repeated translational positioning movements back and forth between two translational end positions, the translational movement being a bidirectional stroke movement for conveying the material (bidirectional translational Actuated material flow), and the bulk is shifted in partial batches in the individual sections or compartments in the high-pressure treatment volume Vi.
  • FIG. 2L shows an exemplary embodiment (pressure container device 20I) in which the material flow can take place independently of flaps or valves along the entire high-pressure treatment volume Vi independently of gravitational forces, in particular by means of a conveyor device, in particular a conveyor belt, which is guided horizontally through the high-pressure treatment volume Vi and which has a high-pressure treatment level for arrangement of the bulk goods defined.
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a rotary actuating movement (rotary drive for conveyor belt), which is converted into a translatory material flow movement of the entire bed by means of the kinematics of the conveying device.
  • the material flow in the high-pressure treatment volume Vi can be regulated independently of the supply or discharge of partial batches.
  • a temperature control can optionally be carried out to maintain / regulate a constant temperature level.
  • the internals shown in FIGS. 2A to 2L within the high-pressure treatment volume can optionally be permanently installed and installed or configured as at least one insert, in particular for mounting on a cover of the pressure vessel device.
  • 3A, 3B show two exemplary embodiments based on FIG. 2F, in which the material flow on the inlet and outlet sides of the high-pressure treatment volume Vi is brought about by means of a translatory piston mechanism.
  • the high-pressure treatment volume can be provided, for example, by a cylindrical or tubular pressure vessel device.
  • FIG. 3B shows an exemplary embodiment with the pressure vessel in the form of a line with two valves 29, each of which can be flowed through to the right.
  • the first (on the left) check valve 29 comprises a check function
  • the second (on the right) valve 29 is designed without a check function.
  • the material flow is brought about by means of two pistons or piston motors 33, the pistons acting bidirectionally, on the one hand reducing pressure (pressure drop), on the other hand pushing / increasing pressure (pressure build-up).
  • the second valve is connected to the piston engine 33 via a control loop (dashed line).
  • the continuity of the high pressure treatment can be ensured in particular in the manner described in connection with FIGS. 2F, 2G, 2H.
  • FIGS. 4A, 4B, 4C, 4D show exemplary embodiments which are related to the exemplary embodiment of FIG. 2F.
  • a first check valve 29 arranged on the inlet side opens to the right in the material flow direction and blocks to the left, and a second check valve 29 arranged on the outlet side opens to the left against the material flow direction and blocks to the right.
  • the high-pressure container 20, which is of tubular design in geometry, has an outlet on the base, in particular for solvents. The continuity of the high pressure treatment can be ensured in particular in the manner described in connection with FIGS. 2F, 2G, 2H.
  • 4A to 4C show the same embodiment.
  • 4A shows an operating state in which bulk material is discharged from the high-pressure treatment volume (first check valve 29 on the left in the closed position; second check valve 29 on the right in the open position).
  • 4B shows an operating state in which the high-pressure treatment volume is sealed off on both sides (first and second check valve in the closed position). Position). An extraction of solvent (s) takes place, for example, in the high-pressure treatment volume Vi which is sealed off from the environment U.
  • 4C shows an operating state in which bulk material is introduced into the high-pressure treatment volume (first check valve 29 on the left in the open position as soon as there is pressure equalization or as soon as there is slight overpressure; second check valve 29 on the right in the closed position).
  • a plurality of compartments are provided in the high-pressure treatment volume Vi, which are each arranged in a row with respect to one another and are sealed off from one another by means of check valves 29 that open on one side; these check valves can be coupled to one another, in particular by means of a piston rod, so that all check valves 29 on the outlet side can be actuated together by means of a translational adjusting movement.
  • the majority of compartments favor the most precise possible control or regulation of the manner in which the bed flows and the dwell time (contact time).
  • the dwell time contact time
  • e.g. only two or four or even more compartments / stages may be provided.
  • the hatching density schematically illustrates the level of the high pressure level.
  • a first sequence of steps V1 (pressurization) comprises, in particular, three steps which can be delimited or regulated individually:
  • a second step sequence V2 (continuous high-pressure treatment) comprises in particular the following steps:
  • Moving S2.1 can optionally include one of the following steps:
  • a third step sequence V3 (relaxation) comprises in particular the following steps:
  • 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F show individual variants for steps of the first step sequence V1.
  • 6A shows a piston 33, optionally in the form of a pressure build-up element (in particular a pump) and / or as a delivery element.
  • a pressure build-up element in particular a pump
  • Other pump designs can be used.
  • 6B shows a plurality of pistons 33, which are coupled together to a line leading to the second sequence of steps V2.
  • 6C shows a screw conveyor with a rotary actuator for providing a continuous material flow for the second step sequence V2.
  • 6D shows a plurality of screw conveyors, each with a rotary actuator, which are coupled together to a line leading to the second sequence of steps V2.
  • 6F illustrates a variant by means of which advantages with regard to the simplified implementation of continuity of the method can be ensured. Thanks to single or multiple redundancy of the pressurizing units 11a, 11b, the pressure can be built up in parallel with a time offset.
  • this concept can also be used for the third step sequences V3, that is to say for the arrangement and connection of relaxation units 31a, 31b.
  • the relaxation can also take place in parallel with a time offset. First the bulk goods are discharged from the High-pressure volume in individual of the expansion units 31, and after expansion, the partial flows are brought together again to form a single material flow. The supply to the individual relaxation units 31 can be regulated individually.
  • FIG. 7A, 7B, 7C, 7D show individual variants for the third sequence of steps V3.
  • FIG. 7A shows a variant of the exemplary embodiment according to FIG. 6F.
  • the bulk material is discharged from the high-pressure volume into the redundant expansion units 31, 31a, 31b, in particular alternately or one after the other, and after expansion each partial flow is continued individually.
  • the relaxation units 31 can not only be arranged parallel to one another, but also at least partially in series. Thanks to redundancy, at least one relaxation unit 31 can be made available at any point in the process.
  • FIG. 7C, 7D each illustrate a further exemplary embodiment, in which the assumption can be made that the bulk material can be conveyed solely on the basis of a pressure gradient forming along a comparatively long (relaxation) line 34, with relaxation simultaneously over the corresponding run length is provided.
  • the material flow path created over a predefinable run length is set up to perform the function of a throttle. It has been shown that a single continuous long line (pipe) 34 can optionally be used for the pressure reduction, the pressure difference arising in the pipe over a predefinable unit of length being used as the driving force for the material flow, in particular exclusively, that is to say independently from any other funding agencies.
  • At least one control element can optionally be provided along the material flow path.
  • pressure generating means in particular pump or piston

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for the high-pressure treatment of bulk material (1) via extraction and/or impregnation, which bulk material is arranged in the high-pressure treatment volume (Vi) of a pressure vessel device (20) and treated at a high pressure level, in particular high pressure in the region of 40 to 1000 bar, wherein the method comprises at least the three following, respectively individually controllable step sequences: pressure application (V1), high-pressure treatment (V2), release (V3); wherein the high-pressure treatment (V2) is carried out continuously in the high-pressure treatment volume (Vi), wherein the high-pressure treatment volume (Vi) or the entire pressure vessel device (20) is arranged stationarily during the high-pressure treatment (V2), and wherein the continuity of the high-pressure treatment (V2) is ensured solely by the one high-pressure treatment volume (Vi). This enables, in particular, a process optimisation of high-pressure treatment processes, e.g. the extraction. The invention relates to a corresponding device for the high-pressure treatment of bulk material.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Device and method for the continuous high pressure treatment of
Schüttgut sowie Verwendung Bulk and use
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut, insbesondere durch Extrahieren und/oder Imprägnieren. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung einer Druckbehältervorrichtung zum kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren jeweils gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. The invention relates to a device and a method for the continuous high-pressure treatment of bulk material, in particular by extraction and / or impregnation. In particular, the invention relates to the use of a pressure vessel device for the continuous high-pressure treatment of bulk material. In particular, the invention relates to a device and a method in each case according to the preamble of the respective independent claim.
Schüttgüter, insbesondere in Form von Granulaten, müssen in vielen Fällen von Stoffen, insbesondere Lösungsmitteln befreit werden. Die Schüttgüter werden je nach Anwendungsfall auch einer reinen Extraktion unterzogen, ohne dass Lösungsmittel anfallen. Die Extraktion kann vorteilhafter Weise unter Hochdruck erfolgen, insbesondere bei Drücken oberhalb von 100bar, insbesondere in Verbindung mit Wärmeeinwirkung bei auf geregelte Weise erzeugter erhöhter Temperatur. Es ist bekannt, dass eine Extraktion, insbesondere Extraktion von Lösungsmittel(n), in vielen Fällen bevorzugt unter Verwendung überkritischer Fluide bzw. Extraktionsmedien (z.B. Kohlendioxid C02, Propan, Butan) erfolgen kann, insbesondere da hierbei Oberflächenkräfte bzw. Oberflächenspannungen minimiert werden können und die Extraktion besonders effektiv wird, auch hinsichtlich eines Trocknungseffektes. Als Ausgangsmaterialien können dabei sowohl Flüssigkeiten (Fluide in der Flüssigphase, insbesondere auch zähflüssige Fluide) als auch Feststoffe einer Extraktion unterzogen werden. Sowohl das hochdruckbehandelte Schüttgut (in diesem Zustand auch als Raffinat zu bezeichnen) als auch durch Extraktion gewonnene Extrakte können je nach Anwendungsfall als Produkt der Hochdruckbehandlung bezeichnet werden. Bulk goods, especially in the form of granules, have to be freed from substances, especially solvents, in many cases. Depending on the application, the bulk goods are also subjected to pure extraction without the need for solvents. The extraction can advantageously be carried out under high pressure, in particular at pressures above 100 bar, in particular in connection with the action of heat at an elevated temperature generated in a controlled manner. It is known that extraction, in particular extraction of solvent (s), can in many cases preferably be carried out using supercritical fluids or extraction media (for example carbon dioxide CO 2 , propane, butane), in particular since surface forces or surface tensions can be minimized and the extraction becomes particularly effective, also with regard to a drying effect. Both liquids (fluids in the liquid phase, in particular also viscous fluids) and solids can be subjected to extraction as starting materials. Both the high-pressure treated bulk material (also known as raffinate in this state) and extracts obtained by extraction can, depending on the application, be called the product of high-pressure treatment.
Prominente Beispiele für Extraktionsverfahren sind das Entkoffeinieren von Teeblättern, Kaffeebohnen oder auch die Hopfenextraktion. Da die Extraktion im Zusammenhang mit der Herstellung diverser Zwischenverbraucher- und Endverbraucher-Produkte steht, insbesondere auch aus der Lebensmittel-Industrie, ist auch die Anzahl der Varianten von Extraktionsverfahren vergleichsweise hoch. Dies spiegelt sich auch im Aufbau und im Größenspektrum der Anlagen wider. Es ist beispielsweise nicht unüblich, eine Extraktionskolonne mit einer Höhe von mehr als 10m zu realisieren, oder mehrere Extraktoren (Druckbehälter) miteinander zu einer Anlage zu verschalten. Jedenfalls lässt sich ein großer Variantenreichtum bei den bestehenden Anlagenkonzepten beobachten, auch hinsichtlich Größenvariationen. Prominent examples of extraction processes are the decaffeination of tea leaves, coffee beans or the extraction of hops. Since the extraction is related to the production of various intermediate and end-user products, especially from the food industry the number of variants of extraction processes is also comparatively high. This is also reflected in the structure and size range of the systems. For example, it is not uncommon to realize an extraction column with a height of more than 10m, or to connect several extractors (pressure vessels) to one another. In any case, a large variety of variants can be observed in the existing system concepts, also with regard to size variations.
Für Imprägnierungsverfahren, seien sie separat oder in Kombination mit einer Extraktion durchgeführt, lassen sich vergleichbare Beispiele aufzählen. Comparable examples can be enumerated for impregnation processes, be they carried out separately or in combination with an extraction.
Bisher erfolgte die Extraktion, insbesondere die extraktive Lösungsmittelentfernung, bei Schüttgut bzw. bei Granulaten in vielen Fällen durch Anordnung des Schüttguts in einem Extraktor (Druckbehälter), insbesondere in einer Schicht mit einer vorgegebenen maximalen Schichthöhe, welche Schicht mit Extraktionsmedium (insbesondere C02) beaufschlagt und durchströmt wird. Zur Anordnung des Schüttguts dient üblicherweise ein korbartiger Einsatz, auch als Produktaufnahmekorb bezeichnet, beispielsweise mit einem Volumen von ca. 250 Litern und mit zylindrischer Mantel-Wandung, mit einem gasdurchlässigen, drahtgeflechtartigen, lochplattenartigen oder aus Sintermetall gefertigten Filterboden, an welchem der Einsatz im Extraktor abgestützt wird. Ein Filterdeckel des Korbes kann ebenfalls gasdurchlässig, drahtgeflechtartig, lochplattenartig oder aus Sintermetall gefertigt sein. Der korbartige Einsatz kann im Bereich eines Deckels des Extraktors in diesen eingeführt werden, und nach der Extraktion kann das von Lösungsmittel weitgehend befreite Schüttgut durch Herausnahme des korbartigen Einsatzes für die weitere Verwendung abtransportiert werden. Die nächste Charge kann daraufhin durch denselben oder einen weiteren korbartigen Einsatz im Extraktor angeordnet werden. Anders ausgedrückt: Das Hochdruckbehandlungsverfahren wird chargenweise durchgeführt, wobei der korbartige Einsatz auch die Handhabung der jeweiligen Charge erleichtern soll. So far, extraction, in particular extractive solvent removal, has been carried out in the case of bulk material or granules in many cases by arranging the bulk material in an extractor (pressure vessel), in particular in a layer with a predetermined maximum layer height, which layer applies extraction medium (in particular C0 2 ) and is flowed through. A basket-like insert, also referred to as a product receiving basket, is usually used to arrange the bulk material, for example with a volume of approx. 250 liters and with a cylindrical jacket wall, with a gas-permeable, wire mesh-like, perforated plate-like or sintered metal filter base on which the insert is in the extractor is supported. A filter cover of the basket can also be gas-permeable, wire mesh-like, perforated plate-like or made of sintered metal. The basket-like insert can be introduced into the area of a lid of the extractor, and after the extraction, the bulk material largely freed from solvent can be removed for further use by removing the basket-like insert. The next batch can then be arranged in the extractor using the same or a further basket-like insert. In other words, the high-pressure treatment process is carried out in batches, and the basket-like use is also intended to facilitate the handling of the respective batch.
Bei der bisherigen Art und Weise der extraktiven Lösungsmittelentfernung ist ein vergleichsweise hoher personeller und zeitlicher Aufwand erforderlich. Die Handhabung des korbartigen Einsatzes kann nicht auf einfache Weise automatisiert werden. Handelt es sich beim Schüttgut um Gefahrgüter oder werden gesundheitsschädliche oder brennbare Medien bzw. Lösungsmittel eingesetzt, muss zudem auch beträchtlicher Aufwand hinsichtlich Sicherheit, insbesondere Arbeitssicherheit oder Explosionsschutz betrieben werden, nicht zuletzt da üblicherweise Personen mit Fachkenntnissen für manuelle Arbeiten involviert werden müssen. With the previous method of extractive solvent removal, a comparatively high expenditure of personnel and time is required. The handling of the basket-like insert cannot be automated easily. Is the bulk goods dangerous goods or become If harmful or flammable media or solvents are used, considerable effort must also be made with regard to safety, in particular occupational safety or explosion protection, not least because people with specialist knowledge for manual work usually have to be involved.
Nachteilig bei bisherigen Vorrichtungen und Verfahren ist nicht nur die Handhabung des Schüttgutes (Materialfluss), sondern auch die sich bildenden Stäube oder Gase, insbesondere explosive Gasgemische, sowie gesundheitliche Beeinträchtigungen für involvierte Personen. Daher besteht Interesse daran, Hochdruckbehandlungsverfahren für Schüttgüter zu vereinfachen, insbesondere für große Mengen von Schüttgut, insbesondere für Extraktion und/oder Imprägnierung. A disadvantage of previous devices and methods is not only the handling of the bulk material (material flow), but also the dusts or gases that form, in particular explosive gas mixtures, and health impairments for the people involved. There is therefore interest in simplifying high-pressure treatment processes for bulk goods, in particular for large quantities of bulk goods, in particular for extraction and / or impregnation.
JP 1293129 A beschreibt ein Hochdruckverfahren, wobei ein Vorratsbehälter und ein Auffangbehälter das chargenweise Bereitstellen von Schüttgut in der Hochdruckkammer erleichtern, wobei das Schüttgut in Abhängigkeit des Zuführens und des Austragens chargenweise gravitationsgetrieben durch eine Hochdruckbehandlungskammer rutscht. JP 1293129 A describes a high-pressure process in which a storage container and a collecting container facilitate the batch-wise provision of bulk material in the high-pressure chamber, the bulk material sliding gravitationally in batches through a high-pressure treatment chamber as a function of the supply and discharge.
CN 1827201 A beschreibt ein Hochdruckbehandlungsverfahren, bei welchem der Hochdruckbehälter durch eine Art Druckschleuse gefördert wird. CN 1827201 A describes a high-pressure treatment process in which the high-pressure container is conveyed through a type of pressure lock.
DE 42 16 295 A1 beschreibt ein Verfahren zur Hochdruckbehandlung, bei welchem ein beidseitig offener Behälter zum Einsatz kommt, wobei mittels einer translatorischen Bewegung eines Kolbens und mittels mehrerer Kammerbereiche ein vorteilhafter Durchsatz bzw. eine vorteilhafte Prozessführung sichergestellt werden kann. DE 42 16 295 A1 describes a method for high-pressure treatment in which a container which is open on both sides is used, an advantageous throughput or an advantageous process control being able to be ensured by means of a translatory movement of a piston and by means of several chamber regions.
EP 1 725 706 B1 beschreibt die Überführung von vorbehandeltem Feststoff als Suspension in eine Hochdruckstufe. EP 1 725 706 B1 describes the transfer of pretreated solid as a suspension to a high pressure stage.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit die Hochdruckbehandlung von Schüttgut vereinfacht bzw. der mit der Hochdruckbehandlung verbundene vorrichtungs- oder verfahrenstechnische Aufwand verringert werden kann, insbesondere bei möglichst hoher Effizienz des Verfahrens (Durchsatz je Zeiteinheit). Insbesondere soll dabei auch die Betriebs- und/oder Arbeitssicherheit erhöht werden. Nicht zuletzt besteht auch Interesse an einem möglichst (zeit-)effizienten Hochdruckbehandlungsverfahren speziell bei der Extraktion, insbesondere Extraktion von Lösungsmittel(n), und/oder bei der Imprägnierung jeweils bei Schüttgütern ganz unterschiedlicher Art, so dass das Verfahren - trotz etwaiger Optimierungsmaßnahmen hinsichtlich effizienter Hochdruckbehandlung (Stichwort: maximierter Durchsatz) - eine möglichst große Variabilität gewährleisten kann. The object of the invention is to provide a device and a method with the features described in the introduction, which simplifies the high-pressure treatment of bulk material or that associated with the high-pressure treatment device or process engineering effort can be reduced, especially with the highest possible efficiency of the method (throughput per unit of time). In particular, operational and / or occupational safety should also be increased. Last but not least, there is also interest in a (time-) efficient high-pressure treatment process, especially for extraction, especially extraction of solvent (s), and / or for the impregnation of bulk goods of very different types, so that the process - despite any optimization measures with regard to more efficient High pressure treatment (keyword: maximized throughput) - can guarantee the greatest possible variability.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Folgenden beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren. This object is achieved by the devices and methods described below.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Hochdruckbehandeln von Schüttgut durch Extrahieren und/oder Imprägnieren, welches Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen einer Druckbehältervorrichtung angeordnet wird und auf einem Hochdruckniveau, insbesondere Hochdruck im Bereich von 40 bis 1000bar, unter Abschottung von der Umgebung behandelt wird, wobei das Verfahren wenigstens die drei folgenden jeweils individuell (insbesondere bezüglich Materialfluss) regelbaren Schrittfolgen umfasst: Druckbeaufschlagung V1 , Hochdruckbehandlung V2, Entspannung V3. This object is achieved according to the invention by a method for high-pressure treatment of bulk material by extraction and / or impregnation, which bulk material is arranged in the high-pressure treatment volume of a pressure vessel device and is treated at a high-pressure level, in particular high pressure in the range from 40 to 1000 bar, with isolation from the environment, whereby the method comprises at least the three following step sequences which can be individually regulated (in particular with regard to material flow): pressurization V1, high pressure treatment V2, relaxation V3.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Hochdruckbehandlung beziehungsweise das Hochdruckbehandeln in der zweiten Schrittfolge V2 auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau in einem geschlossenen System im Hochdruckbehandlungsvolumen durchgeführt wird, wobei das Hochdruckbehandlungsvolumen oder die gesamte Druckbehältervorrichtung während der Hochdruckbehandlung ortsfest (statisch) angeordnet ist/bleibt, und wobei die Kontinuität der Hochdruckbehandlung beziehungsweise der Hochdruckbehandlungs- Schrittfolge allein mittels des einen (einzigen) Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt wird. Dies ermöglicht Vereinfachungen in der Verfahrensführung und kann auch Vorteile bezüglich eines großen Umsatzes an Schüttgut (Output-Menge) sicherstellen. Auch ergeben sich Vorteile speziell hinsichtlich Materialfluss von im Volumen stark veränderlichen Schüttgütern, insbesondere auch bei Volumenzunahmen im Bereich von Faktor 10, beispielsweise speziell bei der Trocknung. According to the invention, it is proposed that the high-pressure treatment or the high-pressure treatment in the second step sequence V2 is carried out in a continuous manner at the high-pressure level in a closed system in the high-pressure treatment volume, the high-pressure treatment volume or the entire pressure vessel device being / being arranged in a stationary (static) manner during the high-pressure treatment, and wherein the continuity of the high-pressure treatment or the high-pressure treatment sequence of steps is ensured solely by means of the one (single) high-pressure treatment volume Vi. This enables simplifications in the process management and can also ensure advantages with regard to a large turnover of bulk material (output quantity). There are also advantages, particularly with regard to the material flow of bulk materials that can vary greatly in volume, in particular with Volume increases in the range of factor 10, for example especially during drying.
Dabei können die Schrittfolgen Druckbeaufschlagung V1 und Entspannung V3 (teil- )chargenweise für einzelne Schüttgut-(Teil-)Chargen als diskontinuierliche Prozesse jeweils individuell zumindest hinsichtlich Schüttgut-Materialfluss und/oder Druckniveau geregelt werden, sind also separat getrennt vom kontinuierlichen Hochdruckbehandeln und sind individuell regelbar, insbesondere unabhängig von Materialfluss und Hochdruck-Verhältnissen in der zweiten Schrittfolge. Die diskontinuierliche Verfahrensführung kann dabei auch eine Druckbeaufschlagung und Entspannung für individuelle Teilchargen von Schüttgut umfassen, wobei die Größe der jeweiligen Teilcharge unabhängig ist von einer in der zweiten Schrittfolge V2 behandelten Charge oder Teilcharge. The sequence of pressures V1 and relaxation V3 can be (partially) batch-wise for individual bulk (partial) batches as discontinuous processes individually at least with regard to bulk material flow and / or pressure level, i.e. they are separate from the continuous high-pressure treatment and are individual adjustable, especially independent of material flow and high pressure conditions in the second step sequence. The discontinuous procedure can also include pressurization and expansion for individual partial batches of bulk material, the size of the respective partial batch being independent of a batch or partial batch treated in the second step sequence V2.
Der Hochdruckbereich von 40 bis 1000bar kann dabei auch weiter differenziert werden, je nach Anwendung. Insbesondere kann als vorteilhafter Hochdruckbereich eine Einschränkung auf 40 bis 400bar oder 50 bis 300bar und/oder auf 650 bis 1000bar erfolgen. Bei besonders hohen Drücken können insbesondere auch die Lösungs- Eigenschaften des Extraktionsmediums eingestellt oder verändert werden. Prozesstechnische Vorteile können sich insbesondere auch im Hochdruckbereich von 100 bis 250bar, insbesondere 100 bis 200bar ergeben. Wahlweise kann auch ein Druckbereich unterhalb oder oberhalb von einem kritischen Punkt eines verwendeten Extraktionsmediums (beispielsweise C02) eingestellt werden. The high pressure range from 40 to 1000 bar can be further differentiated depending on the application. In particular, the advantageous high-pressure range can be restricted to 40 to 400 bar or 50 to 300 bar and / or to 650 to 1000 bar. At particularly high pressures, the solution properties of the extraction medium can also be adjusted or changed. Process-related advantages can also arise in the high pressure range from 100 to 250 bar, in particular 100 to 200 bar. Optionally, a pressure range below or above a critical point of an extraction medium used (for example C0 2 ) can be set.
Als Extraktionsmedium kann wahlweise ein Reinstoff oder auch ein Stoffgemisch verwendet werden, insbesondere bei Prozessparametern oberhalb vom kritischen Punkt des Stoffes bzw. oberhalb einer kritischen Linie eines Zwei-Stoff-Gemisches bzw. oberhalb einer kritischen Fläche eines Stoff-Gemisches aus mehr als zwei Stoffen (insbesondere Drei-Stoff-Gemische). Either a pure substance or a mixture of substances can be used as the extraction medium, especially with process parameters above the critical point of the substance or above a critical line of a two-substance mixture or above a critical area of a mixture of substances from more than two substances ( especially three-substance mixtures).
Bei im Folgenden erläuterten Beispielen der Extraktion kann synonym für eine Extraktion von Lösungsmitteln auch auf eine Extraktion von Stoffen (Beladung) ungleich Lösungsmitteln Bezug genommen werden. Als ein kontinuierliches Hochdruckbehandeln ist dabei ein Hochdruckbehandeln zu verstehen, bei welchem für die Hochdruckbehandlung des Schüttguts keine Verfahrensunterbrechung bedingt durch Druckschwankungen und/oder bedingt durch Materialfluss erforderlich ist, sondern bei welchem das Hochdruckbehandeln optional kontinuierlich unverändert ohne zeitliche Unterbrechung und (zumindest theoretisch) ohne zeitliche Beschränkung und (zumindest theoretisch) ohne Beschränkung hinsichtlich der Menge (Masse, Volumen) des behandelten Schüttgutes durchgeführt werden kann, insbesondere auch bei kontinuierlichem Materialfluss innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens. Bei kontinuierlicher Hochdruckbehandlung kann zu jedem gewünschten/beliebigen Zeitpunkt der gewünschte oder erforderliche Hochdruck sichergestellt werden, insbesondere auch unabhängig von vorbereitenden und nachbereitenden Schrittfolgen. Das Hochdruckniveau muss nicht abgesenkt werden; insbesondere muss das Hochdruckniveau nicht abgesenkt werden, um den Schüttgut- Materialfluss sicherstellen zu können. Der Materialfluss kann dabei wahlweise durch kontinuierliches Verlagern, insbesondere von wenigstens einer gesamten Charge (keine Unterscheidung hinsichtlich einzelner Teilchargen entlang des Materialfluss- Pfades innerhalb vom Hochdruckbehandlungsvolumen), oder durch diskontinuierliches Verlagern von einer einzelnen Charge oder von Teilchargen insbesondere in einzelnen Abschnitten des Materialfluss-Pfades im Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Etwaige Druckschwankungen sind allenfalls technisch bedingt, beispielsweise durch die Zufuhr und/oder durch das Austragen von Material. Optional kann das kontinuierliche Hochdruckbehandeln auch das Einstellen/Regeln eines (je nach Anwendungsfall so gut wie möglich) konstant gehaltenen Temperaturniveaus umfassen. Das kontinuierliche Hochdruckbehandeln auf einem (einzige) vordefinierten Hochdruckniveau, welches in engen Toleranzgrenzen konstant gehalten/geregelt werden kann, ermöglicht eine exakte Vordefinition von Extraktionsbedingungen bzw. von Prozessparametern für das Hochdruckbehandeln. Dies kann auch die Güte des gewonnenen Produktes verbessern. In the examples of extraction explained below, an extraction of substances (loading) other than solvents can also be referred to synonymously for extraction of solvents. A continuous high-pressure treatment is to be understood as a high-pressure treatment in which no process interruption due to pressure fluctuations and / or due to material flow is required for the high-pressure treatment of the bulk material, but in which the high-pressure treatment optionally continuously unchanged without a time interruption and (at least theoretically) without a time Restriction and (at least theoretically) without restriction with regard to the amount (mass, volume) of the bulk material treated, in particular also with a continuous flow of material within the high-pressure treatment volume. In the case of continuous high-pressure treatment, the desired or required high pressure can be ensured at any desired / arbitrary point in time, in particular also independently of preparatory and post-processing steps. The high pressure level does not have to be lowered; in particular, the high pressure level does not have to be lowered in order to ensure the flow of bulk material. The material flow can be either by continuous shifting, in particular of at least one entire batch (no distinction with regard to individual partial batches along the material flow path within the high-pressure treatment volume), or by discontinuous shifting of a single batch or of partial batches, in particular in individual sections of the material flow path be ensured in the high-pressure treatment volume. Any pressure fluctuations are at most technical, for example due to the supply and / or discharge of material. Optionally, the continuous high-pressure treatment can also include setting / regulating a temperature level that is kept constant (as good as possible depending on the application). The continuous high-pressure treatment at a (single) predefined high-pressure level, which can be kept / regulated constantly within narrow tolerance limits, enables an exact predefinition of extraction conditions or process parameters for the high-pressure treatment. This can also improve the quality of the product obtained.
Optional kann zusätzlich zum zumindest annähernd konstanten Hochdruckniveau auch ein Temperaturniveau im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt werden; insbesondere kann eine konstante Temperatur gehalten werden. Wahlweise kann ein Temperaturzyklus im Hochdruckbehandlungsvolumen gefahren werden, insbesondere im Zusammenhang mit dem Zuführen und/oder Austragen von Material. Optionally, in addition to the at least approximately constant high pressure level, a temperature level in the high pressure treatment volume can also be set; in particular, a constant temperature can be maintained. Optionally, a Temperature cycle in the high pressure treatment volume are driven, especially in connection with the supply and / or discharge of material.
Als eine ortsfeste Anordnung ist dabei eine statische Anordnung zu verstehen, bei welcher das Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. die entsprechende von der Druckbehältervorrichtung (bzw. von deren Wandung) umgrenzte Hochdruckbehandlungskavität ortsfest angeordnet bleiben kann, also ohne eine Funktion hinsichtlich Schüttgutverlagerung durch Verlagerung des Hochdruckbehandlungsvolumens übernehmen zu müssen. Jedenfalls ist keine Verlagerung des Hochdruckbehandlungsvolumens relativ zu den weiteren Komponenten der Anordnung erforderlich. Mittels des Hochdruckbehandlungsvolumens muss keine Materialfluss-Funktion erfüllt werden. Anders ausgedrückt: Das Hochdruckbehandlungsvolumen muss erfindungsgemäß nicht bewegt werden (weder absolut noch relativ), um die Kontinuität des Verfahrens sicherstellen zu können. Vielmehr kann das Schüttgut dem Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführt und wieder daraus ausgetragen werden, ohne die Hochdruckbehandlung unterbrechen zu müssen. Innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens können wahlweise zwar Stellbewegungen durchgeführt werden, insbesondere zur Definition einer bestimmten Art und Weise des Materialflusses, jedoch kann das Hochdruckbehandlungsvolumen ortsfest bleiben. Dies erleichtert nicht zuletzt die Kopplung an die erste und dritte Schrittfolge, und nicht zuletzt ergeben sich auch Vorteile hinsichtlich der druckdichten Ausgestaltung der gesamten Anordnung. A fixed arrangement is to be understood as a static arrangement in which the high-pressure treatment volume or the corresponding high-pressure treatment cavity delimited by the pressure container device (or by its wall) can remain fixedly arranged, i.e. without having to assume a function with regard to bulk material displacement by shifting the high-pressure treatment volume . In any case, it is not necessary to shift the high-pressure treatment volume relative to the other components of the arrangement. No material flow function has to be performed by means of the high-pressure treatment volume. In other words, the high-pressure treatment volume does not have to be moved according to the invention (neither absolutely nor relatively) in order to be able to ensure the continuity of the method. Rather, the bulk material can be supplied to the high-pressure treatment volume and discharged again without having to interrupt the high-pressure treatment. Actuating movements can be carried out optionally within the high-pressure treatment volume, in particular to define a specific type of material flow, but the high-pressure treatment volume can remain stationary. Last but not least, this facilitates the coupling to the first and third sequence of steps, and last but not least there are also advantages with regard to the pressure-tight design of the entire arrangement.
Als ein einzelnes bzw. einziges Hochdruckbehandlungsvolumen ist dabei eine Ausgestaltung zu verstehen, bei welcher die Hochdruckbehandlung nicht in aufeinanderfolgenden einzelnen Teilvolumina durchgeführt werden muss, sondern bei welcher die jeweilige Charge nur einmalig in einem einzigen Behälter, in einer einzigen Kavität oder in einem einzigen Volumen angeordnet wird und darin hochdruckbehandelt wird. Das Hochdruckbehandlungsvolumen kann auch als eine hochdruckdicht von der Druckbehältervorrichtung umschlossene Hochdruckbehandlungskavität beschrieben werden. Bei vielen Anwendungen ist für eine Extraktionsphase deutlich mehr Zeit erforderlich als für eine Imprägnierungsphase, insbesondere bei einer Naturstoffextraktion. Die für die Auslegung des Verfahrens beachtliche Hochdruckbehandlungszeit kann vornehmlich von der für die Extraktion erforderlichen Zeit vorgegeben werden. Wahlweise können die Start-/Endzeitpunkte (im Sinne einer Verweilzeit für das Schüttgut) der jeweiligen Phase der Hochdruckbehandlung und deren Dauer jeweils individuell in Abhängigkeit von Schüttgut und Medium eingestellt werden. A single or single high-pressure treatment volume is to be understood as an embodiment in which the high-pressure treatment does not have to be carried out in successive individual partial volumes, but in which the respective batch is arranged only once in a single container, in a single cavity or in a single volume and is subjected to high pressure treatment. The high-pressure treatment volume can also be described as a high-pressure treatment cavity enclosed in a high-pressure-tight manner by the pressure container device. In many applications, significantly more time is required for an extraction phase than for an impregnation phase, especially for natural product extraction. The high-pressure treatment time, which is considerable for the design of the method, can be predefined primarily from the time required for the extraction. The start and end times (in the sense of a dwell time for the bulk material) of the respective phase of the high pressure treatment and their duration can be set individually depending on the bulk material and medium.
Dabei kann auch eine Verfahrensweise mit Materialfluss und Hochdruckmedium im Gegenstrom vorteilhaft sein. Bei einer Extraktion kann das Hochdruckmedium einem verwendeten Extraktionsmedium entsprechen. Die Art und Weise der Führung und Weiterleitung von Schüttgut und Hochdruckmedium kann erfindungsgemäß auf sehr variantenreiche Weise und sehr flexibel an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden (z.B. Druckniveau, Art des Schüttguts, Art der Beladung, Art des Extraktionsmediums, Art des Lösungsmittels). Wahlweise können Hochdruckmedium, insbesondere Extraktionsmedium, und Schüttgut auch in derselben Richtung gefördert werden. A procedure with material flow and high pressure medium in counterflow can also be advantageous. In the case of an extraction, the high-pressure medium can correspond to an extraction medium used. According to the invention, the manner in which bulk goods and high-pressure medium are guided and forwarded can be adapted to the respective application in a very varied and very flexible manner (e.g. pressure level, type of bulk material, type of loading, type of extraction medium, type of solvent). High-pressure medium, in particular extraction medium, and bulk material can optionally also be conveyed in the same direction.
Dabei kann insbesondere bei Extraktion von Lösungsmittel(n), insbesondere auch bei Aerogelen als Ausgangsmaterial, eine Neigung der Druckbehältervorrichtung bzw. des Hochdruckbehandlungsvolumens gegenüber der Horizontalen vorteilhaft sein, insbesondere hinsichtlich Ablaufen bzw. Austragen von flüssigem Lösungsmittel. Dafür hat sich ein Winkel im Bereich von 10 bis 30° gegenüber der Horizontalen oder optional auch gegenüber der Vertikalen als vorteilhaft erwiesen. Die Neigung kann auf- oder absteigend sein. In this case, in particular when extracting solvent (s), in particular also with aerogels as the starting material, an inclination of the pressure vessel device or the high-pressure treatment volume with respect to the horizontal can be advantageous, in particular with regard to the outflow or discharge of liquid solvent. An angle in the range of 10 to 30 ° with respect to the horizontal or optionally also with respect to the vertical has proven to be advantageous for this. The slope can be ascending or descending.
In der ersten Schrittfolge V1 wird ein Hochdruck aufgebaut. Dies kann insbesondere gemäß zweier Varianten erfolgen. Einerseits kann eine Hochdruckpumpe vorgesehen werden, welche optional auch mehrere Köpfe aufweisen kann. Alternativ können auch mehrere Hochdruckpumpen parallel zum Einsatz kommen. Andererseits kann die erste Schrittfolge V1 bei bereits erfolgtem Druckaufbau im Wesentlichen nur noch dafür vorgesehen sein, eine jeweilige Schüttgut-Charge für die Druckbehältervorrichtung bzw. für die zweite Schrittfolge V2 bereitzustellen. Für die dritte Schrittfolge V3 (Entspannungseinrichtung) können mehrere Entspannungseinheiten bzw. Entspannungsbehälter vorgesehen sein. Dies kann die Flexibilität oder Variabilität hinsichtlich Austragen von Schüttgut steigern. Die Entspannung erfolgt bevorzugt auf diskontinuierliche Weise. Der jeweilige Behälter kann dafür abgesperrt werden. A high pressure is built up in the first step sequence V1. This can be done in particular according to two variants. On the one hand, a high-pressure pump can be provided, which can optionally also have several heads. Alternatively, several high-pressure pumps can be used in parallel. On the other hand, when the pressure has already been built up, the first sequence of steps V1 can essentially only be provided to provide a respective batch of bulk goods for the pressure vessel device or for the second sequence of steps V2. Several relaxation units or relaxation containers can be provided for the third sequence of steps V3 (relaxation device). This can increase the flexibility or variability in terms of bulk material discharge. The relaxation is preferably carried out in a discontinuous manner. The respective container can be locked for this.
In der dritten Schrittfolge V3 kann eine vergleichsweise lange Entspannungsleitung vorgesehen sein, insbesondere unmittelbar stromab von der zweiten Schrittfolge V2. Die Entspannungsleitung ermöglicht eine konstruktiv sehr einfache und robuste Anordnung und kann den Verfahrens- oder anlagentechnischen Aufwand für die Entspannung V3 minimieren. A comparatively long expansion line can be provided in the third step sequence V3, in particular immediately downstream of the second step sequence V2. The expansion line enables a structurally very simple and robust arrangement and can minimize the process or system engineering effort for the expansion V3.
Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Anordnung bzw. die erfindungsgemäße Verfahrensweise insbesondere auch für Schüttgüter in Ausgestaltung als Aerogele (bzw. Aerogel-Körper) vorteilhaft ist. Insbesondere bei Aerogelen kann eine Extraktion von Lösungsmitteln gewünscht/erforderlich sein. Insbesondere bei Aerogelen (hochporösen Festkörpern) kann eine Volumenänderung, insbesondere Volumenzunahme, bei der Hochdruckbehandlung besonders stark sein, beispielsweise im Bereich von Faktor 10, oder anders ausgedrückt, beispielsweise im Bereich von 2-3facher Radius-Vergrößerung. Die hier beschriebenen Varianten für die Realisierung des Materialflusses sind insbesondere auch bei krassen Volumenänderungen vorteilhaft. It has been shown that the arrangement according to the invention or the procedure according to the invention is particularly advantageous also for bulk goods in the form of aerogels (or airgel bodies). In the case of aerogels in particular, solvent extraction may be desired / required. In the case of aerogels (highly porous solids) in particular, a change in volume, in particular an increase in volume, can be particularly strong during high pressure treatment, for example in the range of a factor of 10, or in other words, for example in the range of 2-3 times the radius increase. The variants described here for realizing the material flow are particularly advantageous even in the event of drastic volume changes.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können alle drei Schrittfolgen V1 , V2, V3 mittels eines Rohrs bzw. einer Rohrschlange realisiert werden, wobei der entsprechende Abschnitt des Rohres in der dritten Schrittfolge V3 als Entspannungsleitung ausgestaltet sein kann. Ein Vorteil dabei ist eine weitgehend beliebige Skalierbarkeit (insbesondere Verlängerung der Rohrlänge), oder eine vergleichsweise große Variabilität hinsichtlich zusätzlicher Baugruppen. Vorteilhafter Weise kann eine Rückströmung des Schüttgutes dabei auf einfache Weise verhindert werden. Vorteilhafter Weise kann ein hoher Füllgrad ermöglicht werden. Anders ausgedrückt: Das verfügbare Volumen kann effizient genutzt werden. io According to one exemplary embodiment, all three step sequences V1, V2, V3 can be implemented by means of a pipe or a pipe coil, the corresponding section of the pipe in the third step sequence V3 being able to be designed as a relaxation line. An advantage here is a largely arbitrary scalability (in particular extension of the tube length), or a comparatively large variability with regard to additional assemblies. A backflow of the bulk material can advantageously be prevented in a simple manner. A high degree of filling can advantageously be made possible. In other words, the available volume can be used efficiently. io
Das Schüttgut kann dabei so lange ortsfest im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnet bleiben, bis über die erste Schrittfolge V1 weiteres Schüttgut eingetragen wird. The bulk material can remain stationary in the high-pressure treatment volume until further bulk material is entered via the first step sequence V1.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, womit die Extraktion kontinuierlich ablaufen kann, insbesondere derart, dass ein bisher jedenfalls in separaten Schritten im Batch-Betrieb betriebener Zyklus aus Beladen, Druckaufbau, Hochdruckbehandlung bzw. Extraktion, Entspannung und Entladen zumindest bezüglich der Hochdruckbehandlung bzw. Extraktion auf kontinuierliche Weise betrieben werden kann, so dass die Art und Weise der Hochdruckbehandlung von den vor- und nachbereitenden Prozessschritten entkoppelt werden kann. Hierdurch kann neben Vorteilen hinsichtlich Variabilität und Individualisierbarkeit und Regelbarkeit des Hochdruckbehandlungsprozesses auch eine höhere Produktionskapazität realisiert werden als mittels einer klassischen Anordnung (bei vergleichbarer Anlagengröße). Verfahrenstechnische Vorteile lassen sich insbesondere deshalb realisieren, da die Hochdruckbehandlung nicht in einem in der ersten Schrittfolge V1 (Druckbeaufschlagung) und/oder in der dritten Schrittfolge V3 (Entspannung) gewählten Zyklus erfolgen muss. The invention relates to a method or a device with which the extraction can proceed continuously, in particular in such a way that a cycle of loading, pressure build-up, high-pressure treatment or extraction, relaxation and unloading, at least in relation to the high-pressure treatment, which has been operated in batch steps up to now in any case or extraction can be operated in a continuous manner, so that the type of high-pressure treatment can be decoupled from the preparatory and postprocessing steps. In addition to advantages in terms of variability and customizability and controllability of the high-pressure treatment process, this also enables a higher production capacity to be achieved than with a classic arrangement (with a comparable system size). Process engineering advantages can be realized in particular because the high-pressure treatment does not have to be carried out in a cycle selected in the first step sequence V1 (pressurization) and / or in the third step sequence V3 (relaxation).
Erfindungsgemäß kann das Granulat bei Extraktionsdruck in den Hochdruckbehälter eingebracht und nach einer definierten Zeit wieder ausgebracht werden, ohne das Hochdruckbehandlungsniveau verändern zu müssen. Dabei kann z.B. auch kontinuierlich Extraktionsmedium durch den Hochdruckbehälter gefördert werden. According to the invention, the granules can be introduced into the high-pressure container at extraction pressure and can be removed again after a defined time without having to change the high-pressure treatment level. Here, e.g. extraction medium can also be continuously conveyed through the high-pressure container.
Im Gegensatz dazu kann bei einer diskontinuierlichen, (teil-)chargenweisen Verfahrensführung (Batch-Betrieb) das Ausgangsmaterial für die Extraktion in vielen Fällen nur bis zu einer bestimmten Höhe aufgeschichtet werden, insbesondere um eine zu starke Kompression zu vermeiden. Dabei wird ein Druckbehälter zyklisch befüllt, mit Hochdruck beaufschlagt, und zur Hochdruckbehandlung von Extraktionsmedium durchströmt. Daraufhin wird der Druckbehälter entspannt und wieder entleert. Bei einer diskontinuierlichen, (teil-)chargenweisen Verfahrensführung sind die Druckbeaufschlagung und das Hochdruckbehandeln abhängig vom Materialfluss. Der Materialfluss kann nur in Abhängigkeit der Druckverhältnisse erfolgen. Insbesondere muss eine Entspannung auf einen Druck deutlich unter dem erforderlichen Hochdruckniveau erfolgen, um das Schüttgut weiter fördern zu können. Die diskontinuierliche, chargenweise Verfahrensführung (Batch-Betrieb) ist daher zumindest hinsichtlich der erforderlichen Druckschwankungen vergleichsweise aufwändig, denn es ist zumindest eine Entspannung bzw. Druckminderung des Hochdruckniveaus jeweils für eine jeweilige Charge erforderlich. In contrast to this, in the case of a discontinuous (partially) batch-wise process management (batch operation), the starting material for the extraction can in many cases only be piled up to a certain height, in particular in order to avoid excessive compression. A pressure vessel is filled cyclically, high pressure is applied and the extraction medium flows through for high pressure treatment. The pressure vessel is then relaxed and emptied again. In the case of a discontinuous (partially) batchwise process, the pressurization and the high pressure treatment depend on the material flow. The material flow can only take place depending on the pressure conditions. In particular The pressure must be relieved to a pressure well below the required high pressure level in order to be able to convey the bulk material further. The discontinuous, batch-wise process control (batch operation) is therefore comparatively complex, at least with regard to the required pressure fluctuations, because at least a relaxation or pressure reduction of the high pressure level is required for each batch.
Erfindungsgemäß können der Druckaufbau, die Hochdruckbehandlung und die Entspannung räumlich voneinander getrennt werden. Insbesondere kann in einem ersten Volumen das Schüttgut auf Druck gebracht und in ein zweites Volumen gefördert werden. Im zweiten Volumen herrscht zu jeder Zeit der Prozessdruck, so dass im zweiten Volumen die Hochdruckbehandlung erfolgen kann. Das behandelte Schüttgut (Granulat) wird daraufhin in ein drittes Volumen gefördert, in welchem die Entspannung erfolgen kann. Im Folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele beschrieben. According to the invention, the pressure build-up, the high-pressure treatment and the relaxation can be spatially separated from one another. In particular, the bulk material can be brought to pressure in a first volume and conveyed to a second volume. The process pressure prevails at all times in the second volume, so that high-pressure treatment can take place in the second volume. The treated bulk material (granulate) is then conveyed into a third volume in which the relaxation can take place. Exemplary embodiments according to the invention are described below.
Erfindungsgemäß kann körniges Ausgangsmaterial (Schüttgut in Ausgestaltung als Granulat, Aerogel-Körper, Pellets, Pulver, Bohnen und/oder Partikel) auf kontinuierliche Weise extraktiv von einer Beladung befreit werden, insbesondere von Lösungsmittel(n). Dabei kann auch eine überkritische Trocknung erfolgen, insbesondere mittels C02. Unter dem Begriff „überkritische Trocknung“ ist dabei eine Trocknung insbesondere im Sinne einer Extraktion von Lösungsmitteln und/oder Wasser mittels Extraktionsmedium (z.B. C02) zu verstehen, dessen Zustand über dem kritischen Punkt (bzw. über der kritischen Linie oder Fläche) liegt. According to the invention, granular starting material (bulk material in the form of granules, airgel bodies, pellets, powder, beans and / or particles) can be freed from a load in an extractive manner, in particular from solvent (s). Supercritical drying can also take place, in particular by means of CO 2 . The term “supercritical drying” is understood to mean drying in particular in the sense of extraction of solvents and / or water using an extraction medium (for example C0 2 ), the state of which lies above the critical point (or above the critical line or area).
Eines der Ausführungsbeispiele (insbesondere eine erste Variante) kann folgende Komponenten aufweisen: One of the exemplary embodiments (in particular a first variant) can have the following components:
Pumpe eingerichtet zum Beaufschlagen des Granulats mit Hochdruck in der ersten Schrittfolge V1 ; Pump set up to apply high pressure to the granulate in the first step sequence V1;
Druckbeaufschlagungseinrichtung mit wenigstens einer Druckbehältervorrichtung, insbesondere in Ausgestaltung als Hochdruck- Extraktor, insbesondere als vertikal ausgerichteter Extraktor, für die zweite Schrittfolge V2; Fördereinrichtung, insbesondere Förderschnecke, insbesondere angeordnet entlang der Längsachse der Druckbehältervorrichtung; Pressurization device with at least one pressure vessel device, in particular in the form of a high-pressure extractor, in particular as a vertically oriented extractor, for the second sequence of steps V2; Conveying device, in particular screw conveyor, in particular arranged along the longitudinal axis of the pressure vessel device;
Ein-/Auslassorgan und wahlweise auch Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere jeweils umfassend einen Stutzen (Anschluss); dabei kann das Auslassorgan Teil einer Auslassarmatur insbesondere auch umfassend ein Fallrohr sein; Inlet / outlet element and optionally also inlet / outlet valve, in particular in each case comprising a connecting piece (connection); the outlet member can be part of an outlet fitting, in particular also comprising a downpipe;
Entspannungseinrichtung mit wenigstens einem Entspannungsbehälter (Entspannungseinheit), für die dritte Schrittfolge V3; Relaxation device with at least one relaxation tank (relaxation unit) for the third sequence of steps V3;
Beispielhafte Funktionsweise: Granulat bzw. Schüttgut wird unter Hochdruck in die Druckbehältervorrichtung zugeführt, insbesondere auf das untere Ende einer Fördereinrichtung geleitet. Optional fördert eine/die Fördereinrichtung das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere nach oben und weiter in ein Fallrohr. Gleichzeitig wird Extraktionsmedium, insbesondere C02 durch einen Stutzen (Anschluss) in das Hochdruckbehandlungsvolumen eingeleitet, welches die Schüttung im Gegenstrom durchströmt, dabei von Lösungsmittel befreit und das Hochdruckbehandlungsvolumen durch einen weiteren Stutzen wieder verlässt. Flüssiges Lösungsmittel sammelt sich am Boden des Hochdruckbehandlungsvolumens und wird dort durch einen Stutzen bzw. Auslass ausgebracht. Das Schüttgut wird nach Austragen aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen in einen von mehreren Entspannungsbehältern geleitet. Diese werden mit einer Armatur abgesperrt, woraufhin die Entspannung erfolgen kann. Exemplary mode of operation: Granules or bulk material is fed under high pressure into the pressure vessel device, in particular directed to the lower end of a conveyor. Optionally, a / the conveying device conveys the bulk material in the high-pressure treatment volume, in particular upwards and further into a downpipe. At the same time, extraction medium, in particular C0 2, is introduced through a nozzle (connection) into the high-pressure treatment volume, which flows through the bed in countercurrent, frees from solvent and leaves the high-pressure treatment volume again through a further nozzle. Liquid solvent collects at the bottom of the high-pressure treatment volume and is discharged there through a nozzle or outlet. After being discharged from the high-pressure treatment volume, the bulk material is directed into one of several expansion tanks. These are shut off with a valve, after which the relaxation can take place.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel (insbesondere eine zweite Variante) kann in Abwandlung oder in Ergänzung zur zuvor beschriebenen Variante die folgenden Komponenten aufweisen: A further exemplary embodiment (in particular a second variant) can have the following components in a modification or in addition to the variant described above:
horizontal oder leicht geneigte Druckbehältervorrichtung mit Extraktor; horizontal or slightly inclined pressure vessel device with extractor;
Fördereinrichtung, insbesondere Förderschnecke, insbesondere mit deren Längsachse in derselben Ausrichtung wie die Druckbehältervorrichtung, insbesondere in horizontaler oder leicht geneigter Ausrichtung. Conveying device, in particular screw conveyor, in particular with its longitudinal axis in the same orientation as the pressure vessel device, in particular in a horizontal or slightly inclined orientation.
Die Fördereinrichtung ist insbesondere innerhalb eines Rohres aus Lochblech oder Drahtgewebe angeordnet, welches für Fluide durchlässig ist, jedoch als Abschottung für das Schüttgut wirkt. Weitere beispielhafte Funktionsweise: Das Schüttgut wird wie bereits beschrieben auf Druck gebracht und am entsprechenden Stutzen in den Extraktor eingebracht. In einer vordefinierbaren Zeiteinheit wird das Schüttgut mittels der Fördereinrichtung durch den Extraktor gefördert, während gleichzeitig C02 durch den Extraktor geleitet wird, zur Extraktion des Lösungsmittels aus dem Schüttgut. Flüssiges Lösungsmittel kann dabei durch eine fluiddurchlässige Wandung gelangen und an einer Austrittsstelle (Auslass), insbesondere unten im Extraktor, gesammelt und ausgebracht werden. Das Schüttgut fällt an einem Ende des Extraktors in einen Austrittsstutzen. Die Entspannung kann wie in der zuvor beschriebenen Variante ausgeführt werden. The conveying device is in particular arranged within a tube made of perforated sheet metal or wire mesh, which is permeable to fluids, but acts as a partition for the bulk material. Another exemplary mode of operation: The bulk material is brought to pressure as already described and introduced into the extractor at the corresponding nozzle. In a predefinable unit of time, the bulk material is conveyed through the extractor by means of the conveying device, while at the same time C0 2 is passed through the extractor, for the extraction of the solvent from the bulk material. Liquid solvent can pass through a fluid-permeable wall and be collected and discharged at an exit point (outlet), in particular in the bottom of the extractor. The bulk material falls into an outlet nozzle at one end of the extractor. The relaxation can be carried out as in the variant described above.
Alternativ kann für die Entspannung auch ein Kolbenmotor mit umgekehrter Funktionsweise in Bezug auf die Pumpe verwendet werden. Dieser ist bevorzugt derart verschaltet, dass mechanische Energie zurückgewonnen wird, welche bevorzugt zum Druckaufbau in der ersten Schrittfolge V1 verwendet wird. Beide Vorgänge (Kompression und Entspannung) sind dann bevorzugt mechanisch gekoppelt. Als weitere Ausführungsform kann die Entspannung über den Druckverlust in einer langen Entspannungsleitung realisiert werden. Anders ausgedrückt: Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann auch in energetischer Hinsicht vorteilhaft sein, insbesondere bei Verwendung eines Entspannungsmotors. Als Entspannungsmotor ist dabei eine Einheit zu verstehen, welche eingerichtet ist, dem Hochdruckmedium Energie über mechanische Arbeit bei der Entspannung zu entziehen, insbesondere mittels vom Hochdruckmedium angetriebenen Kolben oder Turbinen. Alternatively, a piston engine with the reverse function of the pump can be used for the expansion. This is preferably connected in such a way that mechanical energy is recovered, which is preferably used to build up pressure in the first step sequence V1. Both processes (compression and relaxation) are then preferably mechanically coupled. As a further embodiment, the relaxation can be achieved via the pressure loss in a long relaxation line. In other words, the continuity of the high pressure treatment can also be advantageous from an energy point of view, especially when using a relaxation motor. A relaxation motor is to be understood as a unit which is set up to extract energy from the high-pressure medium via mechanical work during relaxation, in particular by means of pistons or turbines driven by the high-pressure medium.
Beispielsweise kann in der dritten Schrittfolge V3 eine Entspannung gemäß wenigstens zwei unterschiedlichen Varianten erfolgen: Entspannung in oder mittels eines druckgetriebenen Kolbens; Entspannung in vordefiniertem Entspannungsvolumen (Kavität mit vordefinierter Größe/Geometrie). Dabei kann auch eine Druckübersetzung erfolgen. Dabei kann auch eine Volumenänderung direkt in der Auslassarmatur erfolgen, bei variabler Transfer-Kavität (insbesondere bereitgestellt durch einen druckgetriebenen Kolben). Mittels des Kolbens kann Entspannungsenergie zurückgewonnen werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel (insbesondere eine dritte Variante) kann in Abwandlung oder in Ergänzung zu den beiden zuvor beschriebenen Varianten die folgenden Komponenten aufweisen: Druckbehältervorrichtung in Ausgestaltung als Rohr bzw. Rohrschlange; For example, in the third sequence of steps V3, relaxation can take place according to at least two different variants: relaxation in or by means of a pressure-driven piston; Relaxation in a predefined relaxation volume (cavity with a predefined size / geometry). A pressure translation can also take place. A volume change can also take place directly in the outlet fitting, with a variable transfer cavity (in particular provided by a pressure-driven piston). Relaxation energy can be recovered by means of the piston. A further exemplary embodiment (in particular a third variant) can have the following components as a modification or in addition to the two variants described above: pressure vessel device in the form of a pipe or pipe coil;
Die zweite Schrittfolge V2 kann dabei insbesondere in Reihe mit der ersten und dritten Schrittfolge V1 , V3 realisiert werden, wobei auch die erste und/oder dritte Schrittfolge V1 , V3 zumindest teilweise in das Rohr integriert sein kann. The second sequence of steps V2 can in particular be implemented in series with the first and third sequence of steps V1, V3, the first and / or third sequence of steps V1, V3 also being able to be at least partially integrated into the tube.
Weitere beispielhafte Funktionsweise: Das Schüttgut wird in der ersten Schrittfolge V1 mittels wenigstens einer Pumpe mit Druck beaufschlagt und in das Hochdruckbehandlungsvolumen der Druckbehältervorrichtung gefördert. Das Hochdruckbehandlungsvolumen wird im Gegenstrom durchströmt (insbesondere mit C02), um eine Extraktion zu realisieren. Das C02 wird an einem Stutzen eingeleitet und verlässt das Rohr an einem weiteren Stutzen. Flüssiges Lösungsmittel wird an einem weiteren Stutzen abgeleitet. Die Stutzen sind jeweils mit Rückhalteeinrichtungen für Schüttgut ausgerüstet, z.B. mit Siebplatten. Am auslassseitigen Ende des Rohres wird eine Entspannung durch die dritte Schrittfolge V3 vorbereitet, insbesondere mittels eines Kolbenmotors. Another exemplary mode of operation: in the first step sequence V1, the bulk material is pressurized by means of at least one pump and conveyed into the high-pressure treatment volume of the pressure vessel device. The high-pressure treatment volume is flowed through in countercurrent (in particular with C0 2 ) in order to carry out an extraction. The C0 2 is introduced at one nozzle and leaves the pipe at another nozzle. Liquid solvent is drained off at another nozzle. The nozzles are each equipped with retention devices for bulk material, eg with sieve plates. At the outlet end of the tube, a relaxation is prepared by the third sequence of steps V3, in particular by means of a piston engine.
Das Rohr kann dabei mit extern bedienbaren/entsperrbaren Rückschlagventilen in verschiedene Bereiche unterteilt sein/werden, insbesondere um ein geregeltes Fördern des Schüttguts durch das Rohr sicherstellen zu können. The pipe can be / are subdivided into different areas with externally operable / unlockable check valves, in particular in order to be able to ensure regulated conveyance of the bulk material through the pipe.
Vorteilhafter Weise kann die Druckbehältervorrichtung bei der jeweiligen Funktionsweise stark ausgelastet sein, insbesondere in räumlicher Hinsicht zu nahezu 100% bezüglich des verfügbaren Hochdruckbehandlungs-Volumens, und insbesondere auch zu 100% in zeitlicher Hinsicht. Druckaufbau- oder Entspannungsphasen sind nicht erforderlich. Im Vergleich zu einem diskontinuierlichen Prozess ist nur ein Bruchteil der Lastwechsel erforderlich. Letztlich ergeben sich auch wirtschaftliche Vorteile, insbesondere dank hohen Durchsatzes von Schüttgut. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Fluidisieren des Schüttguts, insbesondere im Sinne einer Wirbelschicht (aktives Erzeugen oder Regeln des Übergangs von einem Festbett zu einem Fließbett). Die Wrbelschicht wird insbesondere ausschließlich mittels Extraktionsmedium erzeugt. Vorteilhafter Weise wird das Schüttgut in eine Wirbelschicht eingebracht, in welcher nur eine Hochdruckbehandlungsebene für das Fließbett (insbesondere in Ausgestaltung als verlagerbare bzw. schwenkbare Klappenebene oder als verdrehbare bzw. rotierende Plattenebene) vorgesehen ist, insbesondere an einem unteren Ende der Druckbehältervorrichtung. Das Fließbett kann beidseitig durch eine von mehreren Hochdruckbehandlungsebenen abgeschottet sein. Die entsprechende Behandlungsebene kann vor Entnahme des Schüttguts abgeschottet bzw. geschlossen werden (Schüttgut wird aufgefangen). Die Wrbelschicht kann dabei auch auf mehreren Behandlungsebenen ausgebildet werden, insbesondere auf mehreren Ebenen übereinander (Wrbelschicht in weiterem Sinne). Die Wirbelschicht ermöglicht, vorteilhafte Stofftransporteigenschaften in Kombination mit uneingeschränkter Expansionsmöglichkeit der behandelten Schüttgüter zu realisieren. Beispielsweise bei Polystyrol (PS)-Granulaten kann auch eine gezielte Oberflächenbehandlung erfolgen. Advantageously, the pressure container device can be heavily used in the respective mode of operation, in particular in terms of space to almost 100% with respect to the available high-pressure treatment volume, and in particular also to 100% in terms of time. Pressure build-up or relaxation phases are not necessary. Compared to a discontinuous process, only a fraction of the load changes are required. Ultimately, there are also economic advantages, in particular thanks to the high throughput of bulk material. According to one embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises fluidizing the bulk material, in particular in the sense of a fluidized bed (active generation or regulation of the transition from a fixed bed to a fluidized bed). The fluidized bed is in particular generated exclusively by means of an extraction medium. The bulk material is advantageously introduced into a fluidized bed in which only one high-pressure treatment level for the fluidized bed (in particular in the form of a displaceable or pivotable flap level or as a rotatable or rotating plate level) is provided, in particular at a lower end of the pressure vessel device. The fluidized bed can be sealed off on both sides by one of several high-pressure treatment levels. The corresponding treatment level can be sealed off or closed before the bulk material is removed (bulk material is collected). The fluidized bed can also be formed on several treatment levels, in particular on several levels one above the other (fluidized bed in a broader sense). The fluidized bed enables advantageous mass transport properties to be achieved in combination with unlimited expansion of the bulk materials being treated. For example, with polystyrene (PS) granules, a targeted surface treatment can also be carried out.
Nach erfolgter Hochdruckbehandlung wird der Gasstrom bevorzugt reduziert (verringerter Durchsatz), und das Schüttgut kann auf der (jeweiligen) Behandlungsebene gesammelt werden. After high pressure treatment, the gas flow is preferably reduced (reduced throughput) and the bulk material can be collected at the (respective) treatment level.
Das Hochdruckbehandlungsvolumen kann dabei als ein einzelnes Volumen für den gesamten Hochdruckprozess bereitgestellt werden, also für die gesamte Hochdruckbehandlungsstufe V2. Anders ausgedrückt: Es ist nicht erforderlich, eine Mehrzahl von Hochdruckstufen vorzusehen. The high-pressure treatment volume can be provided as a single volume for the entire high-pressure process, that is to say for the entire high-pressure treatment stage V2. In other words, it is not necessary to provide a plurality of high pressure stages.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge V2 ausschließlich auf dem einen (einzigen) Hochdruckniveau durchgeführt. Hierdurch ergeben sich nicht zuletzt Zeitvorteile. Druckschwankungen müssen nicht auf- oder abgebaut werden. Der Prozess wird schlanker und nicht zuletzt auch kostengünstiger und energieeffizienter. Indem das eine (einzige) Hochdruckniveau gehalten werden kann, wird der kontinuierliche Prozess auch exakter, denn ohne das Erfordernis von Druckschwankungen kann insbesondere über die Verweilzeit auf möglichst exakte Weise der Effekt der Hochdruckbehandlung auf das Schüttgut eingestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit eines einzigen vordefinierten/vordefinierbaren Druckniveaus. According to one embodiment, the high-pressure treatment step sequence V2 is carried out exclusively at the one (single) high-pressure level. Last but not least, this results in time advantages. Pressure fluctuations do not have to be built up or reduced. The process is becoming leaner and, last but not least, cheaper and more energy efficient. By maintaining the one (only) high pressure level, the continuous process is also more exact, because without the requirement of Pressure fluctuations can be adjusted in the most exact way possible, in particular via the dwell time, the effect of the high-pressure treatment on the bulk material, in particular as a function of a single predefined / predefinable pressure level.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden während der Hochdruckbehandlung einzelne in der ersten Schrittfolge generierte Schüttgut-Teilchargen dem Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführt, wobei die Teilchargen eine Charge unter kontinuierlicher Hochdruckbehandlung bilden. Hierdurch können die einzelnen Schrittfolgen nicht zuletzt auch auf vorteilhafte Weise verfahrenstechnisch voneinander entkoppelt werden. Die erste Schrittfolge kann z.B. hinsichtlich Größe der Teilcharge und hinsichtlich Druckstufen optimiert werden, ohne dass dadurch die zweite Schrittfolge verändert oder angepasst werden muss. Die zweite Schrittfolge kann abgesehen von der Zuführung von Schüttgut auch hinsichtlich kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen von der ersten Schrittfolge entkoppelt bleiben und individuell geregelt und optimiert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht demnach auch eine beträchtliche Vereinfachung beim Optimieren von Verfahrensparametern der zweiten Schrittfolge. According to one embodiment, during the high-pressure treatment, individual partial batches of bulk material generated in the first step sequence are supplied to the high-pressure treatment volume, the partial batches forming a batch under continuous high-pressure treatment. As a result, the individual step sequences can also be decoupled from one another in terms of process technology. The first sequence of steps can e.g. be optimized with regard to the size of the partial batch and with regard to pressure stages, without the second sequence of steps having to be changed or adapted thereby. Apart from the supply of bulk material, the second step sequence can also remain decoupled from the first step sequence with regard to continuous or discontinuous material flow in the high-pressure treatment volume and can be individually regulated and optimized. The present invention accordingly also enables a considerable simplification when optimizing method parameters of the second sequence of steps.
Das Zuführen von Teilchargen kann gemäß einer Variante auch bereits auf dem Soll- Hochdruckniveau erfolgen. Wahlweise kann das Druckniveau in einer Einlass-Armatur auch kleiner sein als das Hochdruckniveau, insbesondere auch bei einer schwerkraftgetriebenen Zufuhr von Schüttgut. Bevorzugt ist der ausgangsseitig von der ersten Schrittfolge bereitgestellte Druck mindestens so hoch wie das Hochdruckniveau. Dies kann insbesondere auch den Materialfluss begünstigen. According to one variant, partial batches can also be supplied at the desired high pressure level. Optionally, the pressure level in an inlet fitting can also be lower than the high pressure level, in particular also with a gravity-driven supply of bulk material. The pressure provided on the output side by the first sequence of steps is preferably at least as high as the high pressure level. This can also favor the material flow.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden während der Hochdruckbehandlung einzelne Teilchargen aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragen. Hierdurch kann auch der Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen optimiert werden. Insbesondere bei empfindlichem Schüttgut, welches beispielsweise nicht stark mechanisch komprimiert werden darf, kann das Arbeiten in Teilchargen insbesondere auf einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen vorteilhaft sein. Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich einer regelungstechnischen Abstimmung aller drei Schrittfolgen V1 , V2 und V3 erläutert. According to one embodiment, individual partial batches are discharged from the high-pressure treatment volume during the high-pressure treatment. This also allows the material flow in the high-pressure treatment volume to be optimized. Particularly in the case of sensitive bulk goods which, for example, must not be mechanically compressed to a great extent, working in partial batches can be advantageous, in particular on individual high-pressure treatment levels. In the following, advantageous configurations with regard to a control-technical coordination of all three step sequences V1, V2 and V3 are explained.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in der ersten Schrittfolge Druckbeaufschlagung die (teil-)chargenweise einstellbare Schüttgut- Materialflussmenge, insbesondere die Größe der jeweiligen (Teil-)Charge und/oder eine zeitliche Taktung der (Teil-)Charge, als Funktion des in der Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge vorgesehenen Schüttgut-Durchsatzes (absoluter Materialfluss) oder des Hochdruckniveaus geregelt. Indem in der ersten Schrittfolge über eine Anpassung von (Teil-)Chargengrößen oder Taktungen auf die Anforderungen oder Verfahrensparameter der zweiten Schrittfolge eine prozesstechnische Abstimmung erfolgt, kann das Einstellen von Verfahrensparametern in der zweiten Schrittfolge so flexibel wie möglich bleiben. Erfindungsgemäß ergeben sich daher große Optimierungspotentiale und eine große Variantenvielfalt für die zweite Schrittfolge, was das Anwendungsspektrum der Hochdruckbehandlung verbreitert. According to one embodiment, in the first step sequence of pressurization, the (partial) batch-wise adjustable bulk material flow quantity, in particular the size of the respective (partial) batch and / or a timing of the (partial) batch, is shown as a function of the Sequence of steps envisaged for the bulk material throughput (absolute material flow) or the high pressure level. By adjusting the process parameters in the first step sequence by adapting (partial) batch sizes or timing to the requirements or process parameters of the second step sequence, the setting of process parameters in the second step sequence can remain as flexible as possible. According to the invention, therefore, there are large optimization potentials and a large variety of variants for the second sequence of steps, which widens the range of applications for high-pressure treatment.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in der dritten Schrittfolge Entspannung die chargenweise Schüttgut-Materialflussmenge, insbesondere die Größe der jeweiligen (Teil-)Charge und/oder eine zeitliche Taktung der (Teil-)Chargen, als Funktion des Schüttgut-Materialflusses oder des Hochdruckniveaus in der Hochdruckbehandlungs- Schrittfolge geregelt. Auch dies ermöglicht, die zweite Schrittfolge hinsichtlich Materialfluss zu optimieren und möglichst fokussiert hinsichtlich der Hochdruckbehandlung als solcher optimieren zu können. According to one exemplary embodiment, in the third sequence of steps, the batch-wise bulk material flow quantity, in particular the size of the respective (partial) batch and / or a timing of the (partial) batches, is shown as a function of the bulk material material flow or the high pressure level in the high pressure treatment - Sequence of steps regulated. This also makes it possible to optimize the second sequence of steps with regard to the material flow and to optimize it as focused as possible with regard to the high pressure treatment as such.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine/die jeweilige durch die erste Schrittfolge Druckbeaufschlagung bereitgestellte Schüttgut-Teilcharge im Volumen oder in der Masse kleiner als die Charge unter kontinuierlicher Hochdruckbehandlung, also kleiner als die bei der Hochdruckbehandlung behandelte oder verlagerte Menge an Schüttgut, insbesondere um den Faktor 3 bis 1000 kleiner. Hierdurch ergibt sich auch eine große verfahrenstechnische Flexibilität. Der Faktor kann beispielsweise auch bei 10 oder 100 liegen, je nach Anwendung, und je nach Art des Schüttguts. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch Regeln einer insbesondere konstanten Verlagerungsgeschwindigkeit des Schüttguts (bevorzugt stetige Bewegung, kontinuierlicher Materialfluss) oder durch Regeln einer Taktung einer diskontinuierlichen Verlagerung von hochdruckbehandelten Teilchargen zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt. Hierdurch können die gewünschten Effekte der Hochdruckbehandlung trotz Kontinuität des Verfahrens auf vergleichsweise exakte Weise eingestellt bzw. optimiert werden. According to one exemplary embodiment, a respective bulk batch of bulk goods provided by the first sequence of pressures is smaller in volume or in mass than the batch under continuous high-pressure treatment, that is to say smaller than the amount of bulk material treated or relocated during high-pressure treatment, in particular by a factor of 3 up to 1000 smaller. This also results in great procedural flexibility. The factor can, for example, also be 10 or 100, depending on the application and the type of bulk material. According to one exemplary embodiment, in continuous high-pressure treatment, the dwell time or the high-pressure treatment time for the bulk material in the high-pressure treatment volume is set by regulating, in particular, a constant displacement speed of the bulk material (preferably continuous movement, continuous material flow) or by regulating a cycle of discontinuous displacement of high-pressure-treated partial batches between individual high-pressure treatment levels. As a result, the desired effects of the high pressure treatment can be set or optimized in a comparatively exact manner despite the continuity of the method.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln der Schüttgut-Materialfluss geregelt, indem das Schüttgut in Abhängigkeit der Größe und/oder einer zeitliche Taktung zugeführter Teilchargen kontinuierlich oder in einzelnen diskontinuierlichen Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen verlagert wird. Dies liefert Flexibilität und Variantenvielfalt auch hinsichtlich Materialfluss während der Hochdruckbehandlung, so dass sich ein breites Anwendungsspektrum für diverse Schüttgüter erschließen lässt. According to one embodiment, the bulk material flow is regulated in continuous high-pressure treatment, in that the bulk material is shifted continuously or in individual discontinuous partial batches in the high-pressure treatment volume depending on the size and / or a timing of supplied partial batches. This provides flexibility and a wide range of variants, also with regard to the material flow during high-pressure treatment, so that a wide range of applications can be developed for various bulk materials.
Die Erfindung basiert dabei auch auf dem Konzept, die einzelnen Schrittfolgen räumlich voneinander zu trennen oder trennen zu können. Durch die Entkopplung des Materialflusses in der ersten und dritten Schrittfolge jeweils vom Materialfluss in der zweiten Schrittfolge kann optional eine räumliche Entkopplung erfolgen. Dies hat nicht nur räumliche Vorteile, sondern liefert auch große Freiheitsgrade bei der Auslegung des Prozesses, insbesondere bei der Wahl der vorteilhaftesten Anlagenkomponenten für die Hochdruckbehandlung. The invention is also based on the concept of spatially separating or separating the individual step sequences. By decoupling the material flow in the first and third sequence of steps from the material flow in the second sequence of steps, spatial decoupling can optionally take place. This not only has spatial advantages, but also provides great degrees of freedom when designing the process, especially when choosing the most advantageous system components for high-pressure treatment.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert. In the following, advantageous configurations with regard to the high pressure treatment V2 step sequence are explained.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut für die Hochdruckbehandlung V2 auf wenigstens einer vordefinierten ersten Hochdruckbehandlungsebene angeordnet und ausgehend von dieser ersten Hochdruckbehandlungsebene kontinuierlich oder zwischen weiteren Hochdruckbehandlungsebenen (also von Hochdruckbehandlungsebene zu Hochdruckbehandlungsebene) im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung V2 verlagert. Hierdurch kann insbesondere auch empfindliches Schüttgut auf effiziente Weise behandelt werden. Eine Anordnung auf einzelnen Ebenen kann auch Vorteile hinsichtlich einer möglichst homogenen Durchströmung mit Hochdruckmedium liefern. According to one exemplary embodiment, the bulk material for the high-pressure treatment V2 is arranged on at least one predefined first high-pressure treatment level and, starting from this first high-pressure treatment level, continuously or between further high-pressure treatment levels (ie from High-pressure treatment level to high-pressure treatment level) in the high-pressure treatment volume during high-pressure treatment V2. As a result, sensitive bulk goods in particular can be treated efficiently. An arrangement on individual levels can also provide advantages with regard to a flow of high pressure medium that is as homogeneous as possible.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts in einer vordefinierten Materialflussrichtung im Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere in horizontaler, vertikaler oder in schräg nach oben geneigter Richtung. Hierdurch kann auch eine Abstimmung von Materialflussrichtung und Strömungsrichtung von Hochdruckmedium erfolgen. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises continuous displacement of the bulk material in a predefined direction of material flow in the high-pressure treatment volume, in particular in a horizontal, vertical or in an inclined upward direction. As a result, the direction of material flow and the direction of flow of high-pressure medium can also be coordinated.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird durch ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts (Schüttgut stetig in Bewegung) oder durch ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen beim Hochdruckbehandeln eine Verweilzeit des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt, insbesondere durch Einstellen einer Drehgeschwindigkeit von rotatorischen Stellorganen oder durch Taktung von translatorischen Stellorganen oder gravitationskraftgetrieben. Hierdurch kann auf exakte Weise Einfluss auf die Effekte der Hochdruckbehandlung genommen werden, insbesondere örtlich unabhängig und prozesstechnisch unabhängig von der ersten und dritten Schrittfolge. According to one exemplary embodiment, a dwell time of the bulk material in the high-pressure treatment volume is set by continuously displacing the bulk material (bulk material constantly in motion) or by discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels during high-pressure treatment, in particular by setting a rotational speed of rotary actuators or by clocking translatory actuators or gravitational gears . As a result, the effects of high-pressure treatment can be influenced in an exact manner, in particular locally independently and in terms of process technology independently of the first and third sequence of steps.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts in zwei unterschiedlichen vordefinierten Materialflussrichtungen im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi, insbesondere in zwei entgegengesetzten Materialflussrichtungen. Hierdurch lassen sich auch vorteilhafte Ausgestaltungen für das Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen realisieren. Zudem können Eintrag und Austrag des Materials optional an demselben Ende der Druckbehältervorrichtung erfolgen, z.B. am Boden. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises continuous displacement of the bulk material in two different predefined material flow directions in the high-pressure treatment volume Vi, in particular in two opposite material flow directions. This also makes it possible to implement advantageous configurations for moving the bulk material in the high-pressure treatment volume. In addition, the entry and discharge of the material can optionally take place at the same end of the pressure vessel device, e.g. on the ground.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts entgegen der Schwerkraft (bzw. Gravitationskraft) durch Zuführen von potentieller Energie in das Schüttgut. Hierdurch lässt sich insbesondere auch das Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen optimieren. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises a continuous displacement of the bulk material against gravity (or Gravitational force) by supplying potential energy into the bulk material. In this way, the discharge of bulk material from the high-pressure treatment volume can be optimized in particular.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Art und Weise des Verlagerns von Schüttgut in der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert. In the following, advantageous configurations with regard to the manner in which bulk material is displaced are explained in the high pressure treatment V2 step sequence.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch eine Rotation, insbesondere durch eine Rotation wenigstens eines rotatorischen Stellorgans um eine in Materialflussrichtung ausgerichtete Drehachse. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein teilchargenweises Verlagern des Schüttguts durch eine Rotation, insbesondere durch zeitlich getaktete Rotation wenigstens eines rotatorischen Stellorgans. Hierdurch kann jeweils eine Verlagerung des Schüttguts auf technisch einfache und exakte Weise realisiert werden. Die rotatorische Stellbewegung lässt sich auf vorteilhafte Weise in das Hochdruckbehandlungsvolumen einkoppeln. According to one embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises a continuous displacement of the bulk material or a discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels in each case by a rotation, in particular by a rotation of at least one rotary actuator about an axis of rotation oriented in the material flow direction. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises shifting the bulk goods in batches by means of a rotation, in particular by means of at least one rotary actuating element, which is timed in time. As a result, the bulk goods can be relocated in a technically simple and exact manner. The rotary actuating movement can advantageously be coupled into the high-pressure treatment volume.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch Translation wenigstens eines translatorischen Stellorgans. Hierdurch kann insbesondere auch eine Entkopplung des Materialflusses von der Schwerkraft erfolgen. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises a continuous displacement of the bulk material or a discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels, in each case by translation of at least one translatory actuator. In this way, the material flow can also be decoupled from gravity.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein autonom-gravitationskraftgetriebenes kontinuierliches Verlagern des Schüttguts ohne rotatorische oder translatorische Stellorgane. Dies liefert insbesondere auch einen schlanken vorrichtungstechnischen Aufbau, wobei der Materialfluss zumindest abschnittsweise auf autonome Weise erfolgen kann. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises an autonomous, gravitational force-driven continuous displacement of the bulk material without rotary or translational actuators. In particular, this also provides a lean device-related structure, the material flow being able to take place at least in sections in an autonomous manner.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Fluidisieren des Schüttguts, insbesondere in wenigstens einer Wirbelschicht, insbesondere in einem ausgangsseitigen Bereich der Druckbehältervorrichtung. Hierdurch kann insbesondere auch ein effektiver Stofftransport sichergestellt werden, also eine effiziente Hochdruckbehandlung. Die wenigstens eine Wirbelschicht wird insbesondere ausschließlich mittels Extraktionsmedium erzeugt. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises fluidizing the bulk material, in particular in at least one fluidized bed, in particular in an output-side area of the pressure vessel device. In this way, in particular, an effective mass transfer can be ensured, that is, an efficient high-pressure treatment. The at least one fluidized bed is in particular generated exclusively by means of an extraction medium.
Sofern das Hochdruckbehandlungsvolumen durch ein einziges zusammenhängendes Kompartiment definiert ist bzw. nur eine Hochdruckbehandlungsebene aufweist, kann die Wrbelschicht im gesamten Kompartiment erzeugt werden (Wirbelschicht im klassischen, engeren Sinne). Sofern das Hochdruckbehandlungsvolumen durch eine Mehrzahl von Kompartimenten definiert ist und/oder eine Mehrzahl von Hochdruckbehandlungsebenen aufweist, kann die Wrbelschicht auch durch ein turbulentes Strömungsverhalten und ein damit einher gehendes turbulentes Aufwirbeln im jeweiligen Kompartiment bzw. auf der jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene eingestellt werden (Wirbelschicht im weiteren Sinne in der Art einer Mehrzahl von turbulenten Wrbelbereichen). If the high-pressure treatment volume is defined by a single coherent compartment or has only one high-pressure treatment level, the fluidized bed can be generated in the entire compartment (fluidized bed in the classic, narrower sense). If the high-pressure treatment volume is defined by a plurality of compartments and / or has a plurality of high-pressure treatment levels, the fluidized bed can also be adjusted by a turbulent flow behavior and an associated turbulent whirling up in the respective compartment or on the respective high-pressure treatment level (fluidized bed in the broader sense in the manner of a plurality of turbulent vortices).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches Verlagern des Schüttguts in individuell verlagerten/verlagerbaren Teilchargen jeweils zwischen vordefinierten Hochdruckbehandlungsebenen, insbesondere zwischenAccording to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises discontinuous displacement of the bulk material in individually relocated / relocatable partial batches in each case between predefined high-pressure treatment levels, in particular between
Hochdruckbehandlungsebenen jeweils definiert durch wenigstens eine horizontale oder gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnete gasdurchlässige Platte oder gasdurchlässiges Schott. Hierdurch kann insbesondere auch der Materialfluss und der Stofftransport optimiert werden, insbesondere auch bei Schüttgut bzw. Granulat, welches möglichst nur wenig komprimiert oder nur wenig mechanisch oder abrasiv belastet werden darf. High-pressure treatment levels each defined by at least one gas-permeable plate or gas-permeable bulkhead, which is arranged horizontally or inclined relative to the horizontal. In this way, in particular the material flow and the mass transport can also be optimized, in particular also in the case of bulk material or granulate, which may only be compressed a little or be subjected to little mechanical or abrasive stress.
Als Platte kann dabei jede Art von für Fluide durchlässiges oder sperrendes Element verstanden werden, welches eine zumindest teilweise Abtrennung im Hochdruckbehandlungsvolumen ermöglicht und zur Definition einer der Hochdruckbehandlungsebenen (zumindest abschnittsweise) eingerichtet ist. Die Platte kann ortsfest oder verlagerbar angeordnet sein. Die Platte kann insbesondere auch zur Anordnung einer Teilcharge des Schüttguts eingerichtet sein. Wahlweise kann die Platte in geneigter Ausrichtung und/oder wahlweise schwenkbar und/oder translatorisch oder rotatorisch verlagerbar angeordnet sein. Any type of element that is permeable or blocking for fluids can be understood as a plate, which enables an at least partial separation in the high-pressure treatment volume and is set up (at least in sections) to define one of the high-pressure treatment levels. The plate can be arranged in a stationary or displaceable manner. The plate can in particular also be set up to arrange a partial batch of the bulk material. Optionally, the Plate can be arranged in an inclined orientation and / or optionally pivotable and / or translationally or rotatably displaceable.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Druckbeaufschlagung V1 erläutert. In the following, advantageous configurations of the step sequence pressurization V1 are explained.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die erste Schrittfolge Druckbeaufschlagung auf diskontinuierlich Weise durchgeführt und umfasst wenigstens einen Schritt aus der folgenden Gruppe: teilchargenweises Druckerzeugen, insbesondere mittels einer Pumpe, und/oder teilchargenweises Zuführen von Schüttgut zur Schrittfolge Hochdruckbehandlung mittels einer die jeweilige Teilcharge aufnehmenden Einlassarmatur. Dabei kann die Einlassarmatur z.B. einen Stempel, eine Sitz-Kegel- Armatur (Armatur im engeren Sinne), einen Kugelhahn und/oder eine Klappe umfassen. Das Prinzip der Verwendung eines Stempels ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 42 16 295 A1 offenbart. According to one exemplary embodiment, the first step sequence of pressurization is carried out in a discontinuous manner and comprises at least one step from the following group: partial batch pressure generation, in particular by means of a pump, and / or partial batch feed of bulk material to the high pressure treatment step sequence by means of an inlet fitting receiving the respective partial batch. The inlet valve can e.g. include a punch, a seat-cone fitting (fitting in the narrower sense), a ball valve and / or a flap. The principle of using a stamp is disclosed, for example, in published patent application DE 42 16 295 A1.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schrittfolge Druckbeaufschlagung ein teilchargenweises Zuführen von Schüttgut, wobei das teilchargenweise Zuführen mittels einer Einlassarmatur mit wenigstens einem Einlassorgan, insbesondere Ventil und/oder Schleuse (Druckschleuse, Zellradschleuse), durchgeführt wird. Hierdurch kann jeweils der Materialfluss auch von Hochdruckbehandlungsparametern in der zweiten Schrittfolge entkoppelt werden. According to one exemplary embodiment, the step sequence of pressurization comprises partial batch feeding of bulk material, the partial batch feeding being carried out by means of an inlet fitting with at least one inlet member, in particular a valve and / or lock (pressure lock, cellular wheel lock). As a result, the material flow can also be decoupled from high-pressure treatment parameters in the second step sequence.
Dabei kann das teilchargenweise Zuführen von Schüttgut zur Druckbeaufschlagung und/oder ein teilchargenweises Austragen von Schüttgut nach erfolgter Hochdruckbehandlung auch auf mehrfach abgestuften Druckniveaus, insbesondere auf einem Druckniveau zwischen Umgebungsdruck und Hochdruckniveau durchgeführt werden, insbesondere bei mindestens 2 oder 3bar, insbesondere bei über 6 oder über 10bar. Je nach Anwendungsfall kann der Umgebungsdruck auch in Bezug auf Atmosphärendruck erhöht sein, insbesondere im Bereich von 3 bis 10bar. The partial batch supply of bulk material for pressurization and / or a partial batch discharge of bulk material after high pressure treatment has been carried out can also be carried out at multiply graduated pressure levels, in particular at a pressure level between ambient pressure and high pressure level, in particular at at least 2 or 3 bar, in particular at more than 6 or above 10bar. Depending on the application, the ambient pressure can also be increased in relation to atmospheric pressure, in particular in the range from 3 to 10 bar.
Das Fördern von aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragenem Schüttgut kann auch basierend auf einer Druckdifferenz erfolgen. Ein Unterdrück ist nicht erforderlich. Ein Unterdrück kann wahlweise in der dritten Schrittfolge generiert werden, zur Förderung des Schüttguts stromab vom Hochdruckbehandlungsschritt. Bulk material discharged from the high-pressure treatment volume can also be conveyed based on a pressure difference. There is no oppression required. A suppression can optionally be generated in the third sequence of steps to convey the bulk material downstream of the high-pressure treatment step.
Der Materialfluss kann zumindest abschnittsweise auch druckgetrieben erfolgen, also aufgrund eines Differenzdrucks (Druckförderung, insbesondere basierend auf bereits in der ersten Schrittfolge V1 bereitgestelltem Hochdruck). Auch eine Saugförderung kann vorgesehen sein. Bei Saugförderung befindet sich das Förderorgan am Ende der zu überbrückenden Förderstrecke; diese Anordnung ist beispielsweise in der dritten Schrittfolge zweckdienlich. Auch kann aus einem drucklosen Behälter per Saugförderung das hochdruckbehandelte Produkt/Raffinat/Schüttgut weiter gefördert werden, stromab von der zuvor bereits erfolgten Entspannung. In der dritten Schrittfolge V3 kann wahlweise auch ein Vakuum (Unterdrück) gezogen werden, um die Druckdifferenz für die Förderung zu vergrößern. The material flow can also be pressure-driven at least in sections, that is, on the basis of a differential pressure (pressure promotion, in particular based on the high pressure already provided in the first step sequence V1). Suction conveyance can also be provided. In the case of suction conveying, the conveying element is at the end of the conveying path to be bridged; this arrangement is useful, for example, in the third sequence of steps. The high-pressure treated product / raffinate / bulk material can also be conveyed from a pressureless container by suction, downstream of the relaxation that has already taken place. In the third sequence of steps V3, a vacuum (negative pressure) can optionally also be drawn in order to increase the pressure difference for the delivery.
Die Einrichtungen in der Schrittfolge Druckbeaufschlagung und in der Schrittfolge Entspannung sind dabei eingerichtet, jeweils individuell oder in der Gesamtheit eine Druckdifferenz von mindestens 40bar sicherzustellen (insbesondere von Umgebungsdruck bzw. Atmosphärendruck bis zum Hochdruckniveau). The devices in the pressure application step sequence and in the relaxation step sequence are set up to ensure a pressure difference of at least 40 bar individually or in total (in particular from ambient pressure or atmospheric pressure to the high pressure level).
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Entspannung V3 erläutert. Advantageous embodiments of the relaxation sequence V3 are explained below.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die dritte Schrittfolge Entspannung auf diskontinuierlich Weise durchgeführt und umfasst wenigstens einen Schritt aus der folgenden Gruppe: teilchargenweises Entspannen, insbesondere mittels eines Kolbenmotors, und/oder teilchargenweises Austragen von Schüttgut aus der Schrittfolge Hochdruckbehandlung mittels einer die jeweilige Teilcharge aufnehmenden Auslassarmatur. Dabei kann die Auslassarmatur z.B. einen Stempel, eine Sitz-Kegel- Armatur, einen Kugelhahn und/oder eine Klappe umfassen. According to one exemplary embodiment, the third expansion sequence is carried out in a discontinuous manner and comprises at least one step from the following group: partial batch expansion, in particular by means of a piston engine, and / or partial batch discharge of bulk material from the high pressure treatment sequence by means of an outlet fitting accommodating the respective partial batch. The outlet fitting can e.g. comprise a punch, a seat and cone fitting, a ball valve and / or a flap.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schrittfolge Entspannung ein teilchargenweises Austragen von Schüttgut, wobei das teilchargenweise Austragen mittels einer Auslassarmatur mit wenigstens einem Auslassorgan, insbesondere Ventil und/oder Schleuse (Druckschleuse, Zellradschleuse), durchgeführt wird. Hierdurch kann jeweils auch der Materialfluss von Hochdruckbehandlungsparametern in der zweiten Schrittfolge entkoppelt werden. According to one exemplary embodiment, the expansion sequence comprises a partial batch discharge of bulk material, the partial batch discharge using an outlet fitting with at least one outlet member, in particular a valve and / or lock (pressure lock, cellular wheel lock) is carried out. In this way, the material flow can also be decoupled from high-pressure treatment parameters in the second sequence of steps.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim teilchargenweisen Zuführen und/oder Austragen von Schüttgut in wenigstens einer der Schrittfolgen Druckbeaufschlagung und Entspannung die Schüttgut-Menge erfasst, insbesondere auf gravimetrische Weise, insbesondere in Bezug auf einzelne Schüttgut-Teilchargen. Dies ermöglicht nicht nur eine Überwachung des Materialflusses, sondern erleichtert auch eine Steuerung bzw. Regelung insbesondere hinsichtlich Teilchargen (insbesondere Zeitpunkte, Volumina). According to one exemplary embodiment, the quantity of bulk material is recorded, in particular in a gravimetric manner, in particular in relation to individual partial batches of bulk material, when supplying and / or discharging bulk material in at least one of the step sequences of pressurization and expansion. This not only enables the material flow to be monitored, but also facilitates control, particularly with regard to partial batches (in particular times, volumes).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt beim teilchargenweisen Zuführen und/oder Austragen von Schüttgut in wenigstens einer der Schrittfolgen Druckbeaufschlagung und Entspannung eine Ansteuerung von Einlass- und/oder Auslassarmaturen, insbesondere in Abhängigkeit von in Echtzeit erfassten gravimetrischen Messwerten von Schüttgut-Teilchargen. Dies begünstigt weitere Optimierungsmaßnahmen insbesondere hinsichtlich Materialfluss. According to one exemplary embodiment, when supplying and / or discharging bulk material in batches, the inlet and / or outlet fittings are activated in at least one of the step sequences of pressurization and expansion, in particular as a function of gravimetric measured values of bulk material partial batches recorded in real time. This favors further optimization measures, especially with regard to material flow.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der SchrittfolgeThe following are advantageous refinements of the sequence of steps
Hochdruckbehandlung V2 erläutert. High pressure treatment V2 explained.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren, insbesondere Extrahieren vonAccording to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises at least one continuous extraction, in particular extraction of
Lösungsmitteln. Dies ermöglicht auch speziell für den Prozess der Extraktion optimierte Prozessparameter. Dies liefert auch verfahrenstechnische Synergien, insbesondere auch in Hinblick auf die Gewinnung oder Wiederverwendung von Lösungsmitteln. Solvents. This also enables process parameters specially optimized for the extraction process. This also provides procedural synergies, especially with regard to the extraction or reuse of solvents.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Imprägnieren, insbesondere das Imprägnieren von Polymeren. Dies ermöglicht auch speziell für den Prozess der Imprägnierung optimierte Prozessparameter. Hierdurch lassen sich auch verfahrenstechnische Synergieeffekte realisieren. Das Imprägnieren kann auch in Kombination mit wenigstens einer Extraktion durchgeführt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln sowohl ein kontinuierliches Extrahieren als auch ein kontinuierliches Imprägnieren, insbesondere das Extrahieren von Monomeren und das Imprägnieren mit Additiven. Dies verbreitert auch das Anwendungsspektrum der Erfindung. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises at least one continuous impregnation, in particular the impregnation of polymers. This also enables process parameters specially optimized for the impregnation process. This also enables process engineering synergy effects to be realized. The impregnation can also be carried out in combination with at least one extraction. According to one embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises both a continuous extraction and a continuous impregnation, in particular the extraction of monomers and the impregnation with additives. This also widens the range of applications of the invention.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren von Lösungsmittel(n) und wird oberhalb der kritischen Temperatur und oberhalb des kritischen Drucks des Extraktionsmediums durchgeführt (also überkritisch). Dies liefert insbesondere auch hohe Verfahrens-Effizienz, insbesondere da hierdurch Oberflächenkräfte minimiert werden können und die Extraktion besonders effektiv wird, auch hinsichtlich eines Trocknungseffektes. Somit kann auch ein besonders hoher kontinuierlicher Durchsatz erzielt werden. Als Ausgangsmaterialien können dabei sowohl Flüssigkeiten (Fluide in der Flüssigphase, insbesondere auch zähflüssige Fluide) als auch Feststoffe einer Extraktion unterzogen werden. Als hochdruckbehandelte Schüttgüter können beispielhaft genannt werden: Granulat (insbesondere Polymer-Granulate), Aerogel-Körper, Pellets, Pulver, Bohnen, Partikel und/oder sonstige rieselfähige Anhäufungen von einer Vielzahl von Körpern. According to one exemplary embodiment, the high-pressure treatment comprises at least one continuous extraction of solvent (s) and is carried out above the critical temperature and above the critical pressure of the extraction medium (that is to say supercritically). In particular, this also provides high process efficiency, in particular since this enables surface forces to be minimized and the extraction to be particularly effective, also with regard to a drying effect. A particularly high continuous throughput can thus also be achieved. Both liquids (fluids in the liquid phase, in particular also viscous fluids) and solids can be subjected to extraction as starting materials. The following can be mentioned as examples of high-pressure-treated bulk goods: granules (in particular polymer granules), airgel bodies, pellets, powder, beans, particles and / or other free-flowing accumulations of a large number of bodies.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Durchströmen des Schüttguts mit Hochdruckmedium, insbesondere im Gegenstrom zu einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verlagerung (bzw. Verlagerungsrichtung/Materialflussrichtung) des Schüttguts. Hierdurch lassen sich auch Vorteile hinsichtlich Stofftransport und Homogenität der Hochdruckbehandlung realisieren. According to one exemplary embodiment, the continuous high-pressure treatment comprises flowing high-pressure medium through the bulk material, in particular in countercurrent to a continuous or discontinuous displacement (or displacement direction / material flow direction) of the bulk material. This also enables advantages in terms of mass transfer and homogeneity of the high pressure treatment to be realized.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das kontinuierliche Hochdruckbehandeln bei konstantem Hochdruck oder bei technisch bedingten (je nach Anwendungsfall mehr oder weniger stark spürbaren) unvermeidbaren Druckschwankungen durchgeführt, insbesondere bei einem Hochdruck im Bereich von 500 bis 1000bar. Solche beispielsweise aufgrund von Regelventilen, Pulsationen, Schleusen-Vorgängen oder Temperaturschwankungen systembedingten Druckschwankungen liegen beispielsweise im Bereich von 3 bis 5bar oder im maximal einstelligen Prozentbereich des Hochdruckniveaus. Dieses kontinuierlich konstante Druckniveau ermöglicht auch eine hohe verfahrenstechnische Effizienz. Wahlweise kann eine aktive Druckregelung in Richtung des Soll-Hochdruckniveaus ab einer Druckvariation von 1 bar oder 2bar erfolgen, insbesondere falls die technisch bedingten unvermeidbaren Druckschwankungen vergleichsweise stark sind. Im Bereich dieser technisch bedingten Variationen kann das Hochdruckniveau gemäß der vorliegenden Definition als konstant erachtet/definiert werden. According to one embodiment, the continuous high-pressure treatment is carried out at constant high pressure or in the event of unavoidable pressure fluctuations due to technical reasons (more or less noticeable depending on the application), in particular at a high pressure in the range from 500 to 1000 bar. Such pressure fluctuations, for example due to control valves, pulsations, lock processes or temperature fluctuations, are in the range from 3 to 5 bar or in the maximum single-digit percentage range of the high pressure level. This continuously constant pressure level also enables high procedural efficiency. Optionally, an active pressure control in the direction of the desired high pressure level can take place from a pressure variation of 1 bar or 2 bar, in particular if the technically induced unavoidable pressure fluctuations are comparatively strong. In the area of these technical variations, the high pressure level can be considered / defined according to the present definition as constant.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Druckbehältervorrichtung eine pneumatische, hydraulische, elektrische, elektromagnetische und/oder magnetische Antriebseinheit, welche insbesondere mittels eines Stellorgans an wenigstens eine Behandlungsebene gekoppelt ist. Hierdurch wird die Automatisierung vereinfacht, wobei die Art des Antriebs insbesondere in Abhängigkeit des zu behandelnden Schüttgutes gewählt werden kann. According to one exemplary embodiment, the pressure container device comprises a pneumatic, hydraulic, electrical, electromagnetic and / or magnetic drive unit, which is coupled to at least one treatment level, in particular by means of an actuator. This simplifies automation, and the type of drive can be selected in particular as a function of the bulk material to be treated.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Steuerungseinrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Steuerungseinrichtung mit wenigstens einer Sensoreinheit eingerichtet zum Erfassen eines Durchflusses von Schüttgut oder einer Masse oder einer Massendifferenz oder eines Volumens gekoppelt ist, welche Sensoreinheit im Materialflusspfad im Hochdruckbehandlungsvolumen anordenbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung wahlweise auch wenigstens eine Sensoreinheit eingerichtet zum Erfassen eines Weges und/oder einer Kraft und/oder eines Drucks umfasst. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. The above-mentioned object is also achieved according to the invention by a control device set up to carry out a previously described method, the control device set up being coupled to at least one sensor unit for detecting a flow of bulk material or a mass or a mass difference or a volume, which sensor unit in the material flow path in the High-pressure treatment volume can be arranged, the control device optionally also comprising at least one sensor unit configured to detect a path and / or a force and / or a pressure. This results in the aforementioned advantages.
Die Steuerungseinrichtung oder die Sensoreinheit kann an ein Stellorgan der Druckbehältervorrichtung gekoppelt sein. Die jeweilige Sensoreinheit kann insbesondere auch an eine Einlass- oder Auslassarmatur gekoppelt oder darin integriert sein. The control device or the sensor unit can be coupled to an actuator of the pressure vessel device. The respective sensor unit can in particular also be coupled to an inlet or outlet fitting or integrated therein.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Hochdruckbehandlungsanordnung eingerichtet zur Hochdruckbehandlung von Schüttgut durch Extraktion und/oder Imprägnierung auf einem Hochdruckniveau, insbesondere Hochdruck im Bereich von 40 bis 1000bar, umfassend: eine Druckbeaufschlagungseinrichtung mit Druckerzeugungsmitteln, insbesondere wenigstens einer Pumpe, für eine Druckbeaufschlagung V1 als erste Schrittfolge; According to the invention, the aforementioned object is also achieved by a high-pressure treatment arrangement for high-pressure treatment of bulk goods by extraction and / or impregnation at a high-pressure level, in particular high pressure in the range from 40 to 1000 bar, comprising: a pressurizing device with pressure generating means, in particular at least one pump, for pressurizing V1 as a first step sequence;
eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbeaufschlagungseinrichtung gekoppelte Druckbehältervorrichtung mit einer ein Hochdruckbehandlungsvolumen umschließenden hochdruckbeständigen Wandung, für die Hochdruckbehandlung V2 als zweite Schrittfolge; a pressure vessel device coupled to the pressurization device in a high-pressure-tight connection with a high-pressure-resistant wall enclosing a high-pressure treatment volume, for the high-pressure treatment V2 as a second step sequence;
eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbehältervorrichtung gekoppelte Entspannungseinrichtung für eine Entspannung V3 als dritte Schrittfolge; a relaxation device coupled to the pressure vessel device in a high-pressure-tight connection for a relaxation V3 as a third sequence of steps;
wobei die Druckbehältervorrichtung für die Hochdruckbehandlung ortsfest anordenbar/angeordnet ist und eingerichtet ist für eine kontinuierlichewherein the pressure vessel device for the high pressure treatment can be arranged / arranged in a stationary manner and is set up for continuous
Hochdruckbehandlung allein mittels des einen (einzigen) ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumens auf dem Hochdruckniveau. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Dabei liegt nach der ersten Schrittfolge V1 bevorzugt mindestens das Hochdruckniveau an. Ein Extraktionsmittelkreislauf kann dabei z.B. mittels einer Hochdruckpumpe eingerichtet zum Bereitstellen eines Druckniveaus mindestens auf dem Hochdruckniveau betrieben werden, insbesondere ebenfalls unabhängig vom Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen. High pressure treatment solely by means of the one (single) fixedly arranged high pressure treatment volume at the high pressure level. This results in the aforementioned advantages. At least the high pressure level is preferably present after the first sequence of steps V1. An extractant circuit can e.g. set up by means of a high-pressure pump to provide a pressure level at least at the high-pressure level, in particular also independently of the material flow in the high-pressure treatment volume.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Hochdruckbehandlungsanordnung eingerichtet zum Zuführen einzelner Schüttgut-Teilchargen zum Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung und ferner eingerichtet zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verlagern des Schüttguts als einzelne Charge oder in Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung. Dies liefert nicht zuletzt auch hohe Variabilität, je nach Anwendungsfall. According to one exemplary embodiment, the high-pressure treatment arrangement is set up for supplying individual batches of bulk material to the high-pressure treatment volume during the high-pressure treatment and furthermore set up for continuous or discontinuous displacement of the bulk material as a single batch or in partial batches in the high-pressure treatment volume during the high-pressure treatment. Last but not least, this also provides high variability, depending on the application.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Hochdruckbehandlungsanordnung eingerichtet zum Austragen einzelner Teilchargen aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung. Hierdurch kann der Materialfluss auch auf flexible Weise eingestellt bzw. geregelt werden. Im Hochdruckbehandlungsvolumen können dabei wenigstens eine vordefinierte erste Hochdruckbehandlungsebene oder optional auch weitereAccording to one exemplary embodiment, the high-pressure treatment arrangement is set up to discharge individual partial batches from the high-pressure treatment volume during the high-pressure treatment. In this way, the material flow can also be set or regulated in a flexible manner. In the high-pressure treatment volume, at least one predefined first high-pressure treatment level or optionally also more
Hochdruckbehandlungsebenen vorgesehen sein, jeweils eingerichtet zur Anordnung des Schüttguts (bzw. einer Charge oder mehrerer Teilchargen) in vordefinierten Längs- bzw. Höhenpositionen. Das Austragen kann wahlweise an einem zentralen Auslass erfolgen, wahlweise aber auch an mehreren dezentralen Auslässen, insbesondere auch spezifisch je Hochdruckbehandlungsebene. High-pressure treatment levels can be provided, each set up for arrangement of the bulk material (or a batch or several partial batches) in predefined longitudinal or vertical positions. The discharge can optionally take place at a central outlet, but optionally also at several decentralized outlets, in particular also specifically for each high-pressure treatment level.
Anders ausgedrückt: Die Druckbehältervorrichtung ist insbesondere für die kontinuierliche Hochdruckbehandlung auf dem Hochdruckniveau eingerichtet, indem die Hochdruckbehandlungsanordnung eine in hochdruckdichter Verbindung an das Hochdruckbehandlungsvolumen gekoppelte Einlassarmatur und eine Auslassarmatur jeweils für das Schüttgut aufweist, welche zum Bereitstellen von einzelnen Schüttgut- Chargen derart diskontinuierlich ansteuerbar und jeweils individuell zumindest hinsichtlich des Schüttgut-Materialflusses regelbar sind, dass das Hochdruckbehandeln auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi durchführbar ist. In other words, the pressure vessel device is set up in particular for continuous high-pressure treatment at the high-pressure level, in that the high-pressure treatment arrangement has an inlet fitting coupled to the high-pressure treatment volume in a high-pressure-tight connection and an outlet fitting in each case for the bulk material, which can be controlled discontinuously and in each case to provide individual bulk material batches individually controllable, at least with regard to the bulk material flow, that the high-pressure treatment can be carried out in a continuous manner at the high-pressure level in the high-pressure treatment volume Vi.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine Hochdruckbehandlungsebene auf, welche derart im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi ortsfest angeordnet oder verstellbar oder verlagerbar anordenbar ist und bei geschlossener Druckbehältervorrichtung mit Schüttgut beladbar ist und welche bei der erfolgenden Hochdruckbehandlung oder nach der erfolgten Hochdruckbehandlung bei geschlossener Druckbehältervorrichtung derart entladbar ist, dass die Hochdruckbehandlung auf kontinuierliche Weise ausführbar ist. Dazu kann die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene beispielsweise geneigt ausgerichtet sein. Wahlweise kann die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene zumindest annähernd orthogonal zur Gravitationsrichtung ausgerichtet sein und bewegbar sein und/oder im Querschnittsprofil einstellbar sein. Hierdurch kann der Material-Durchfluss geregelt werden. According to one exemplary embodiment, the pressure vessel device has at least one high-pressure treatment level, which is arranged such that it is stationary in the high-pressure treatment volume Vi or can be adjusted or displaced and can be loaded with bulk material when the pressure vessel device is closed and which can be unloaded when the high pressure treatment takes place or after the high pressure treatment has taken place with the pressure vessel device closed, that the high pressure treatment can be carried out in a continuous manner. For this purpose, the respective high-pressure treatment level can be oriented inclined, for example. The respective high-pressure treatment plane can optionally be oriented at least approximately orthogonally to the direction of gravity and be movable and / or adjustable in the cross-sectional profile. This allows the material flow to be regulated.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Einlassarmatur für das teilchargenweise Zuführen des Schüttguts zur zweiten Schrittfolge V2 (Hochdruckbehandlung) automatisiert aktuierbar, wobei eine Transfer- Kavität insbesondere mittels eines Kolbens oder einer (Zellrad-)Schleuse bereitgestellt werden kann. Gleiches gilt für die Auslassarmatur und für das teilchargenweise Austragen des Schüttguts aus der Schrittfolge Hochdruckbehandlung. Dies vereinfacht jeweils auch eine Regelung des Materialflusses, insbesondere jeweils auch basierend auf Messdaten von gravimetrischen und/oder volumetrischen Sensoren, und/oder basierend auf einer zeitlichen Taktung. According to one embodiment, the inlet fitting for the partial batch feed of the bulk material to the second step sequence V2 (high pressure treatment) can be actuated automatically, a transfer cavity being able to be provided in particular by means of a piston or a (cellular wheel) lock. The same applies to the outlet fitting and to the partial batch discharge of the bulk material from the Step sequence high pressure treatment. This also simplifies control of the material flow, in each case in particular also based on measurement data from gravimetric and / or volumetric sensors, and / or based on a timing.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine zumindest annähernd vertikal ausgerichtete Materialflussrichtung. Dies ermöglicht auch Vorteile durch Ausnutzung der Schwerkraft; auch das Austragen des Schüttguts kann dadurch vereinfacht werden. According to one embodiment, the pressure vessel device defines an at least approximately vertically oriented material flow direction. This also offers advantages through the use of gravity; the discharge of the bulk material can also be simplified.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine gegenüber der Vertikalen oder der Horizontalen geneigte Materialflussrichtung, insbesondere in einem Winkel von 10 bis 30°. Hierdurch können auch Vorteile hinsichtlich Stofftransport und/oder hinsichtlich Durchmischung der Schüttung realisiert werden. According to one embodiment, the pressure vessel device defines a material flow direction that is inclined with respect to the vertical or horizontal, in particular at an angle of 10 to 30 °. In this way, advantages in terms of mass transport and / or in terms of mixing the bed can also be realized.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine zumindest annähernd horizontal ausgerichtete Materialflussrichtung. Dies ermöglicht z.B. auch die Verwendung von Rückschlagklappen als Absperrungen, insbesondere zwischen einzelnen Kompartimenten des Hochdruckbehandlungsvolumens. According to one embodiment, the pressure vessel device defines an at least approximately horizontally oriented material flow direction. This enables e.g. also the use of non-return valves as barriers, especially between individual compartments of the high-pressure treatment volume.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens eine der Hochdruckbehandlungsebenen durch wenigstens eine horizontale (bzw. orthogonal zur Schwerkraftrichtung) oder gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnete gasdurchlässige Platte oder durch ein entsprechend angeordnetes gasdurchlässiges Schott definiert. Die geneigte Anordnung ermöglicht auch eine autonome gravitationskraftgetriebene Schüttgut-Verlagerung im Hochdruckbehandlungsvolumen. Bei einer geneigten Anordnung der Platte erstreckt sich die Platte vorzugsweise nur über ca. 3/4 des Durchmessers der Druckbehältervorrichtung. Bei einer geneigten Anordnung mehrerer Platten können die Platten kaskadenartig versetzt zueinander angeordnet sein. Diese Ausgestaltung ist auch in Hinblick auf Volumenänderungen beim Schüttgut vorteilhaft. According to one exemplary embodiment, at least one of the high-pressure treatment planes is defined by at least one gas-permeable plate arranged horizontally (or orthogonally to the direction of gravity) or inclined with respect to the horizontal, or by a correspondingly arranged gas-permeable bulkhead. The inclined arrangement also enables autonomous gravity-driven bulk material transfer in the high-pressure treatment volume. In the case of an inclined arrangement of the plate, the plate preferably extends only over approximately 3/4 of the diameter of the pressure vessel device. In the case of an inclined arrangement of several plates, the plates can be arranged in a cascade-like manner offset from one another. This configuration is also advantageous with regard to volume changes in the bulk material.
Als horizontale Anordnung kann auch eine Anordnung zumindest annähernd orthogonal zur Längserstreckung der Druckbehältervorrichtung verstanden werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens ein Stellorgan eingerichtet zum Aktuieren wenigstens einer Hochdruckbehandlungsebene der Druckbehältervorrichtung auf, insbesondere ein rotatorisch verlagerbares Stellorgan oder ein translatorisch verlagerbares Stellorgan, insbesondere wenigstens ein von der Umgebung in das Hochdruckbehandlungsvolumen hochdruckdicht eingekoppeltes Stellorgan. Hierdurch können insbesondere auch Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen individuell verlagert werden. A horizontal arrangement can also be understood to mean an arrangement at least approximately orthogonal to the longitudinal extent of the pressure vessel device. According to one exemplary embodiment, the pressure vessel device has at least one actuator designed for actuating at least one high-pressure treatment level of the pressure vessel device, in particular an actuator that can be displaced in rotation or a actuator that can be displaced in translation, in particular at least one actuator that is coupled in from the environment into the high-pressure treatment volume in a pressure-tight manner. In this way, partial batches in the high-pressure treatment volume can also be individually shifted.
Das jeweilige Stellorgan kann an wenigstens einer Durchführung in die Druckbehältervorrichtung geführt sein, z.B. mittels einer Stopfbuchse oder einer Magnetkupplung. Wahlweise kann zur Aktuierung des jeweiligen Stellorgans auch ein Motor (Fluidmotor, E-Motor) vorgesehen sein, wahlweise auch innerhalb der Druckbehältervorrichtung. The respective actuator can be guided into the pressure vessel device on at least one bushing, e.g. by means of a stuffing box or a magnetic coupling. Optionally, a motor (fluid motor, electric motor) can also be provided for actuating the respective actuator, optionally also within the pressure vessel device.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Einlassarmatur wenigstens ein Einlassorgan, insbesondere ein Ventil und/oder eine (Zellrad-)Schleuse. Die Einlassarmatur kann wahlweise auch mehrere oder unterschiedliche Einlassorgane aufweisen, insbesondere mit größenvariabler Transfer-Kavität. According to one embodiment, the inlet fitting comprises at least one inlet member, in particular a valve and / or a (cellular wheel) lock. The inlet fitting can optionally also have several or different inlet members, in particular with a variable-size transfer cavity.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Druckbehältervorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Schüttgut durch Extraktion und/oder Imprägnierung in einem geschlossenen, von der Umgebung U hochdruckdicht abgeschotteten System, wobei die Hochdruckbehandlung V2 als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung V1 und einer Entspannung V3 durchgeführt und individuell geregelt wird, wobei das Schüttgut in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen in der Druckbehältervorrichtung kontinuierlich verlagert wird oder in Teilchargen zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen zu vordefinierbaren/vordefinierten Zeitpunkten verlagert wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer zuvor beschriebenenThe above-mentioned object is also achieved according to the invention by using a pressure vessel device for the continuous high-pressure treatment of bulk material by extraction and / or impregnation in a closed system which is sealed off from the environment U in a high-pressure-tight manner, the high-pressure treatment V2 being carried out as a sequence of steps between pressurization V1 and relaxation V3 and is regulated individually, the bulk material being continuously displaced in a fixedly arranged high-pressure treatment volume in the pressure vessel device or being shifted in partial batches between individual high-pressure treatment levels at predefinable / predefined times, in particular using the pressure vessel device in a previously described method, in particular using the pressure vessel device in a previously described
Hochdruckbehandlungsanordnung, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile. High-pressure treatment arrangement, in particular under high pressure at pressures above 40 to 1000bar. This results in numerous advantages mentioned above.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Druckbehältervorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Schüttgut in Ausgestaltung als Polymere, durch Extraktion und wahlweise auch durch Imprägnierung, zur überkritischen Trocknung zum Bereitstellen der Polymere als Super-Isolatoren, wobei die Hochdruckbehandlung V2 als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung V1 und einer Entspannung V3 durchgeführt wird, wobei das Schüttgut in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau behandelt wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer zuvor beschriebenen Hochdruckbehandlungsanordnung, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile. The aforementioned object is also achieved according to the invention by using a pressure vessel device for the continuous high-pressure treatment of bulk material in the form of polymers, by extraction and optionally also by impregnation, for supercritical drying to provide the polymers as super-insulators, the high-pressure treatment V2 being a sequence of steps between one Pressurization V1 and a relaxation V3 is carried out, the bulk material being treated in a fixedly arranged high-pressure treatment volume in a continuous manner at the high-pressure level, in particular using the pressure container device in a previously described method, in particular using the pressure container device in a previously described high-pressure treatment arrangement, in particular under high pressure Pressures above 40 to 1000 bar. This results in numerous advantages mentioned above.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Druckbehältervorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Schüttgut in Ausgestaltung als Aerogele, durch Extraktion und/oder durch Imprägnierung, wobei die kontinuierliche Hochdruckbehandlung V2 als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung V1 und einer Entspannung V3 durchgeführt wird, wobei das Schüttgut in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau behandelt wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer zuvor beschriebenen Hochdruckbehandlungsanordnung, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile. Insbesondere kann der Materialfluss auch in Hinblick auf große Volumenänderungen/-zunahmen im Bereich von Faktor 10 optimiert werden. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigen The aforementioned object is also achieved according to the invention by using a pressure vessel device for the continuous high-pressure treatment of bulk material in the form of aerogels, by extraction and / or by impregnation, the continuous high-pressure treatment V2 being carried out as a sequence of steps between pressurization V1 and relaxation V3, the Bulk material is treated in a fixedly arranged high-pressure treatment volume Vi in a continuous manner at the high-pressure level, in particular using the pressure vessel device in a previously described method, in particular using the pressure vessel device in a previously described high-pressure treatment arrangement, in particular under high pressure at pressures above 40 to 1000 bar. This results in numerous advantages mentioned above. In particular, the material flow can also be optimized with regard to large volume changes / increases in the range of a factor of 10. Further features and advantages of the invention result from the description of at least one exemplary embodiment with reference to drawings, and from the drawings themselves
Fig. 1 in schematischer Darstellung bzw. in zumindest teilweise geschnittener Fig. 1 in a schematic representation or in at least partially sectioned
Seitenansicht eine Übersicht über einzelne Varianten einer ersten, zweiten und dritten Schrittfolge und die dafür vorgesehenen Vorrichtungen jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel; Side view an overview of individual variants of a first, second and third sequence of steps and the devices provided for this in each case according to an embodiment;
Fig. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2J, 2K, 2L jeweils in geschnittener 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2J, 2K, 2L each in section
Seitenansicht einzelne Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen eingerichtet für die zweite Schrittfolge, jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel; Side view of individual exemplary embodiments for devices set up for the second sequence of steps, in each case according to one exemplary embodiment;
Fig. 3A, 3B jeweils in geschnittener Seitenansicht eine weitere Variante eines 3A, 3B each show a further variant of a sectional side view
Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung eingerichtet für die zweite Schrittfolge; Embodiment for a device set up for the second sequence of steps;
Fig. 4A, 4B, 4C, 4D jeweils in geschnittener Seitenansicht eine weitere 4A, 4B, 4C, 4D each in a sectional side view another
Variante eines Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung eingerichtet für die zweite Schrittfolge; Variant of an embodiment for a device set up for the second sequence of steps;
Fig. 5 in schematischer Darstellung einzelne Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform; 5 shows a schematic illustration of individual steps of a method according to one embodiment;
Fig. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F jeweils in geschnittener Seitenansicht einzelne 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F each in a sectional side view individual
Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen eingerichtet für die erste Embodiments for devices set up for the first
Schrittfolge, jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel; und Fig. 7A, 7B, 7C, 7D jeweils in geschnittener Seitenansicht einzelne Step sequence, in each case according to an embodiment; and FIGS. 7A, 7B, 7C, 7D each in a sectional side view individual
Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen eingerichtet für die dritte Embodiments for devices set up for the third
Schrittfolge, jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel. Step sequence, in each case according to an embodiment.
Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Im Folgenden werden die Ausführungsbeispiele zwecks besserer Übersichtlichkeit zunächst zusammen beschrieben, um dann im weiteren Verlauf durch Bezugnahme auf einzelne der Figuren eine jeweilige Besonderheit spezifischer Ausführungsbeispiele zu erläutern. Fig. 1 zeigt eine Hochdruckbehandlungsanordnung 100. Für eine erste Schrittfolge V1 sind einzelne Varianten einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f gezeigt. Als Druckerzeugungsmittel 11 kann insbesondere eine Pumpe oder ein Kolben zum Einsatz kommen. Eine Einlassarmatur 12 kann ein oder mehrere Einlassorgane 12.1 aufweisen, insbesondere ein Ventil und/oder eine (Zellrad- )Schleuse. Eine Zellradschleuse liefert insbesondere auch den Vorteil, dass Gasübertritt erschwert wird. Reference symbols which are not explicitly described with reference to a single figure are referred to the other figures. In the following, the exemplary embodiments are first described together for the sake of clarity, in order to then explain a particular feature of specific exemplary embodiments in the further course by reference to individual figures. 1 shows a high-pressure treatment arrangement 100. For a first sequence of steps V1, individual variants of a pressurization device 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f are shown. In particular, a pump or a piston can be used as the pressure generating means 11. An inlet fitting 12 can have one or more inlet members 12.1, in particular a valve and / or a (cellular wheel) lock. A rotary valve in particular also has the advantage that gas transfer is made more difficult.
Für die zweite Schrittfolge können eine oder mehrere Druckbehältervorrichtungen gemäß den Varianten 20,20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g,20h,20j,20k,20l zum Einsatz kommen. One or more pressure vessel devices according to variants 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20j, 20k, 20l can be used for the second sequence of steps.
Ferner sind für eine dritte Schrittfolge V3 einzelne Varianten einer Entspannungseinrichtung 30, 30a, 30b, 30c, 30d gezeigt. Dabei können mehrere Entspannungseinheiten 31 , 31a, 31 b vorgesehen sein, welche über eine zentrale oder mehrere dezentrale Einlassarmaturen 32 mit einer/der zweiten Schrittfolge V2 gekoppelt sind. Ein Kolben oder Kolbenmotor 33 kann über wenigstens eine Entspannungseinheit mit einer Auslassarmatur 35 zum finalen Austragen des Schüttguts verbunden sein. Furthermore, individual variants of a relaxation device 30, 30a, 30b, 30c, 30d are shown for a third step sequence V3. A plurality of expansion units 31, 31a, 31b can be provided, which are coupled to a / the second sequence of steps V2 via a central or a plurality of decentralized inlet fittings 32. A piston or piston engine 33 can be connected via at least one expansion unit to an outlet fitting 35 for the final discharge of the bulk material.
Eine exemplarisch für die Variante 20c angedeutete Steuerungseinrichtung 101 steht in Verbindung mit einer Logikeinheit 103 oder umfasst diese. Die Steuerungseinrichtung 101 kann z.B. auch an Sensoreinheiten und/oder an Stellorgane gekoppelt sein. Die Steuerungseinrichtung kann dabei auch die Logikeinheit umfassen und eingerichtet sein zum Regeln der hier im Einzelnen beschriebenen Verfahrensschritte. A control device 101 indicated by way of example for the variant 20c is connected to a logic unit 103 or comprises this. The controller 101 can e.g. also be coupled to sensor units and / or to actuators. The control device can also include the logic unit and be set up to regulate the method steps described here in detail.
Die Anordnung in Spalten für die einzelnen Vorrichtungen 10, 20, 30 der jeweiligen Schrittfolge V1 , V2, V3 verdeutlicht, dass die jeweiligen Varianten miteinander kombiniert werden können. Die einzelnen Varianten für die zweite Schrittfolge V2 sind in den Figuren 1 und 2 bis 4 gezeigt. Fig. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2J, 2K, 2L zeigen im Detail die Verwendung und Anordnung von einzelnen Behandlungsebenen 5 im ortsfesten Volumen Vi, wobei wahlweise auch rotatorische oder translatorische Stellorgane 28, 28a, 28b zum Einsatz kommen können. The arrangement in columns for the individual devices 10, 20, 30 of the respective step sequence V1, V2, V3 illustrates that the respective variants can be combined with one another. The individual variants for the second sequence of steps V2 are shown in FIGS. 1 and 2 to 4. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2J, 2K, 2L show in detail the use and arrangement of individual treatment levels 5 in the fixed volume Vi, with optional rotary or translational actuators 28, 28a, 28b can be used.
Zwecks besserer Übersicht wird die jeweilige Druckbehältervorrichtung vorab durch eine allgemeine Beschreibung beschrieben. Die jeweilige Druckbehältervorrichtung 20 weist Komponenten aus der folgenden Gruppe auf: For a better overview, the respective pressure vessel device is described in advance by a general description. The respective pressure vessel device 20 has components from the following group:
zylindrische Innenwandung 21 , Einlassarmatur 22, Einlassorgan 22.1 , hochdruckbeständige Wandung 23, Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel 24, Auslassarmatur 25, Auslassorgan/Auslassstutzen 25.1 , Ein-/Ausströmarmatur 26, Ein- /Ausströmarmatur 27, Stellorgan 28, rotatorisches Stellorgan 28a, translatorisches Stellorgan 28b. cylindrical inner wall 21, inlet fitting 22, inlet member 22.1, high pressure-resistant wall 23, heating device, in particular heating jacket 24, outlet fitting 25, outlet member / outlet connection 25.1, inlet / outlet fitting 26, inlet / outlet fitting 27, actuator 28, rotary actuator 28a, translatory actuator 28b .
Fig. 2A zeigt ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20a) mit in einem Neigungswinkel jeweils geneigt in Bezug auf die Horizontale und in Bezug auf die Vertikale angeordneten Ebenen 5, welche jeweils durch eine Platte definiert werden. Das Schüttgut kann gravitationsgetrieben von einer zur nächsten Ebene fließen. Die Ebenen sind gegenüberliegend voneinander mit entgegengesetzter Neigung angeordnet und abwechselnd an gegenüberliegenden Behälterinnenflächen abgestützt. Die freien Enden der Platten in den jeweiligen Ebenen 5 sind in radialer Richtung überlappend angeordnet, so dass dem Schüttgut mittels einfacher Maßnahmen ein mäanderförmiger bzw. schlangenförmiger Materialflusspfad aufgezwungen werden kann. FIG. 2A shows an exemplary embodiment (pressure vessel device 20a) with planes 5 arranged at an angle of inclination with respect to the horizontal and with respect to the vertical, which are each defined by a plate. The bulk material can flow gravitationally from one level to the next. The levels are arranged opposite one another with opposite inclinations and are alternately supported on opposite container inner surfaces. The free ends of the plates in the respective planes 5 are arranged to overlap in the radial direction, so that a simple meandering or serpentine material flow path can be forced onto the bulk material by means of simple measures.
In Fig. 2A sind drei unterschiedliche Medienströme dargestellt: erster Medienstrom M1 : Schüttgut; zweiter Medienstrom M2: Hochdruckmedium bzw. Extraktionsmedium, wahlweise umfassend Imprägnierungsmedium; dritter Medienstrom M3: Extrakt (insbesondere ausgetragener Lösungsmittelstrom). Der erste Medienstrom M1 kann dabei auch eine Zufuhr von im/auf dem Schüttgut vorhandenem Lösungsmittel umfassen, was jedoch keinem explizit vorgesehenem Stoffstrom bzw. Stoffströmungspfad entspricht, sondern davon abhängig ist, mit welchen Stoffen bzw. Bestandteilen das Schüttgut beladen/belastet ist. Die Medienströme M2, M3 können ein- oder zweiphasig sein. 2A shows three different media flows: first media flow M1: bulk material; second media stream M2: high pressure medium or extraction medium, optionally comprising impregnation medium; third media stream M3: extract (in particular discharged solvent stream). The first media flow M1 can also include a supply of solvent present in / on the bulk material, which, however, does not correspond to an explicitly provided material flow or material flow path, but is dependent on the substances or Components the bulk goods is loaded / loaded. The media flows M2, M3 can be single or two-phase.
Am Beispiel der Fig. 2A kann der Materialfluss erläutert werden: Schüttgut 1 wird als einzelne Teilcharge 2.1 zugeführt. Im Hochdruckbehandlungsvolumen ergeben mehrere Schüttgut-Teilchargen 3.1 , 3.2, 3.n die Schüttgut-Charge 3 unterThe material flow can be explained using the example of FIG. 2A: bulk material 1 is fed in as a single partial batch 2.1. In the high-pressure treatment volume, several bulk batches 3.1, 3.2, 3.n result in bulk batch 3 below
Hochdruckbehandlung. Der Schüttgut-Materialfluss setzt sich z.B. durch mehrere ausgetragene Teilchargen 4.1 fort. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit autonomem, gravitationskraftgetriebenem Materialfluss über die einzelnen Ebenen 5 bzw. von Ebene zu Ebene. Der Materialfluss ist (im Idealfall) kontinuierlich. Die gesamte Schüttung ist (im Idealfall) eine zusammenhängende Schüttung (eine einzelne Charge; keine Teilchargen), welche sich über die Ebenen bis zum Auslass am Boden des Behälters verlagert. High pressure treatment. The bulk material flow is e.g. through several partial batches 4.1 carried out. The continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with autonomous, gravitational force-driven material flow over the individual levels 5 or from level to level. The material flow is (ideally) continuous. The entire fill is (ideally) a coherent fill (a single batch; no partial batches), which is shifted across the levels to the outlet at the bottom of the container.
Fig. 2B zeigt ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20b) mit einer Vielzahl von Behandlungsebenen 5, in/auf welchen jeweils über einen Umfangswinkel von insbesondere ca. 300° eine abgrenzende Platte angeordnet ist, mit einem Durchlass über einen Umfangswinkel von insbesondere ca. 60°. Bei Rotation kann der Durchlass in einer Relativposition positioniert und dadurch ein gravitationsgetriebener Materialfluss (nach unten) freigegeben werden. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit rotatorischen Stellbewegungen zum gravitationskraftgetriebenen teilchargenweisen Verlagern von Teilchargen jeweils um eine Ebene nach unten, jeweils in Reaktion auf die rotatorische Stellbewegung. 2B shows an exemplary embodiment (pressure vessel device 20b) with a multiplicity of treatment levels 5, in / on which a delimiting plate is arranged in each case over a circumferential angle of in particular approximately 300 °, with a passage over a circumferential angle of in particular approximately 60 °. When rotating, the passage can be positioned in a relative position, thereby releasing a gravitational material flow (downwards). The continuity of the high-pressure treatment can be ensured, in particular, thanks to the high-pressure treatment volume Vi, which is kept at the high-pressure level, in particular in combination with rotary actuating movements for gravitationally driven partial batch-wise displacement of partial batches in each case one level down, in each case in response to the rotary actuating movement.
Dabei kann gemäß einer ersten Variante (Fig. 2B) ein Rad mit Freiräumen zwischen Trennblechen verdreht werden. Die jeweilige Platte, welche den Kreissegment- Ausschnitt (Durchlass) über 60° beinhaltet und ansonsten fluiddurchlässig ist, jedoch das Schüttgut zurückhält, ist/bleibt bei dieser Variante ortsfest angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante sind die Platten mit den Durchlässen drehend gelagert und die Räder bzw. Trennbleche als feste Einbauten vorgesehen.According to a first variant (FIG. 2B), a wheel can be rotated with free spaces between separating plates. The respective plate, which contains the circular segment cutout (passage) over 60 ° and is otherwise fluid-permeable, but retains the bulk material, is / remains stationary in this variant. According to a further embodiment variant, the plates with the passages are rotatably mounted and the wheels or separating plates are provided as fixed internals.
Die rotatorische Stellbewegung kann wahlweise zentral über eine Welle oder über die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene vorgegeben werden. The rotary actuating movement can optionally be specified centrally via a shaft or via the respective high-pressure treatment level.
Die in Fig. 2B gezeigte Platte 29 kann bei anderen Ausführungsbeispielen auch als durchgängiges Schott ausgebildet sein, oder die Platte wahlweise in geneigter Ausrichtung, und/oder wahlweise schwenkbar und/oder translatorisch verlagerbar angeordnet sein. Dabei kann wenigstens eine Sensoreinheit 105 vorgesehen sein, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss. Die jeweilige Sensoreinheit 105 ist insbesondere an einer Behandlungsebenen 5 angeordnet. In other exemplary embodiments, the plate 29 shown in FIG. 2B can also be designed as a continuous bulkhead, or the plate can be arranged optionally in an inclined orientation and / or optionally pivotably and / or translationally displaceable. At least one sensor unit 105 can be provided, in particular for temperature, pressure, force, displacement, mass and / or flow. The respective sensor unit 105 is arranged in particular on a treatment level 5.
Fig. 2C zeigt ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20c), bei welchem der Schüttgut-Materialfluss von unten nach oben entgegen der Schwerkraft erfolgt. Eine Förderschnecke fördert das Schüttgut bei Rotation bis zu einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Fallrohr, durch welches das Schüttgut gravitationsgetrieben nach unten gefördert und aus dem Behälter ausgetragen werden kann. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit einer einzelnen insbesondere homogenen rotatorischen Stellbewegung (optional konstante Dreh-Geschwindigkeit) zum Verlagern der Chargen entgegen der Schwerkraft und zum gravitationsgetrieben Austragen aus dem Hochdruckbehälter. 2C shows an exemplary embodiment (pressure container device 20c) in which the bulk material flow takes place from bottom to top against gravity. A screw conveyor conveys the bulk material during rotation up to an essentially vertically oriented downpipe, through which the bulk material can be conveyed downwards by gravity and discharged from the container. The continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a single, in particular homogeneous, rotary actuating movement (optionally constant rotational speed) for shifting the batches against gravity and for gravitationally discharging them from the high-pressure container.
Fig. 2D zeigt ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20d) mit einer Förderschnecke mit deren Längsachse/Drehachse in horizontaler Ausrichtung. Die Förderschnecke ist in Bezug auf die radiale Richtung im gesamten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi vorgesehen und ist geometrisch korrespondierend zur Innenmantelfläche der Wandung 23 ausgebildet. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit einer einzelnen insbesondere homogenen rotatorischen Stellbewegung (optional konstante Dreh-Geschwindigkeit) zum Verlagern der Chargen in zumindest annähernd horizontaler Richtung. Bei dieser Anordnung des Behälters kann die Charge auch hinsichtlich Druck/Pressung und Expansionsmöglichkeiten optimiert gelagert/verlagert werden. Auch bei teilchargenweisem Zuführen von Material kann sich die Schüttung dank der Förderschnecke als eine einzelne zusammenhängende Charge ausbilden (wie auch bei der Variante gemäß Fig. 2C, 2E). 2D shows an exemplary embodiment (pressure container device 20d) with a screw conveyor with its longitudinal axis / axis of rotation in a horizontal orientation. The screw conveyor is provided with respect to the radial direction in the entire high-pressure treatment volume Vi and is geometrically designed to correspond to the inner surface of the wall 23. The continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a single, in particular homogeneous, rotary one Adjustment movement (optional constant speed of rotation) for moving the batches in at least approximately horizontal direction. With this arrangement of the container, the batch can also be optimally stored / relocated with regard to pressure / compression and expansion possibilities. Even when material is fed in batches, the bed can be formed as a single coherent batch thanks to the screw conveyor (as in the variant according to FIGS. 2C, 2E).
Fig. 2E zeigt eine Variante (Druckbehältervorrichtung 20e) des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2D, wobei die Längsachse in einem Winkel von ca. 25 bis 35° gegenüber der Horizontalebene geneigt angeordnet ist, und wobei der radiale Durchmesser der Förderschnecke kleiner ist als der Durchmesser des Hochdruckbehandlungsvolumens. Ein zylindrischer Einsatz 21 bildet mit der Innenmantelfläche der Wandung 23 einen Ringspalt, über welchen insbesondere Lösungsmittel abgeführt werden kann. Die zylindrische fluiddurchlässige Innenwandung 21 umgibt das rotatorische Stellorgan 28a und schottet das Schüttgut von einer ringförmigen Kavität ab. In der ringförmigen Kavität zwischen der Innenwandung 21 und der Wandung 23 können Fluide auf vorteilhafte Weise zu- oder abgeführt werden. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit einer einzelnen insbesondere homogenen rotatorischen Stellbewegung (optional konstante Dreh-Geschwindigkeit) zum Verlagern der Chargen in einer gegenüber der Horizontalebene geneigten Richtung. Bei dieser Anordnung des Behälters bzw. der Achse der Förderschnecke kann die Charge auch hinsichtlich Abführung von Lösungsmittel(n) optimiert gehandhabt werden. FIG. 2E shows a variant (pressure vessel device 20e) of the exemplary embodiment according to FIG. 2D, the longitudinal axis being arranged at an angle of approximately 25 to 35 ° with respect to the horizontal plane, and the radial diameter of the screw conveyor being smaller than the diameter of the High pressure treatment volume. A cylindrical insert 21 forms an annular gap with the inner lateral surface of the wall 23, through which in particular solvent can be removed. The cylindrical fluid-permeable inner wall 21 surrounds the rotary actuator 28a and seals off the bulk material from an annular cavity. Fluids can advantageously be supplied or removed in the annular cavity between the inner wall 21 and the wall 23. The continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a single, in particular homogeneous, rotary actuating movement (optionally constant rotational speed) for displacing the batches in a direction inclined with respect to the horizontal plane. With this arrangement of the container or the axis of the screw conveyor, the batch can also be handled in an optimized manner with regard to the removal of solvent (s).
Fig. 2F, 2G zeigt jeweils ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20f, 20g) mit einem vergleichsweise schmalen, langgestreckten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi, insbesondere bereitgestellt durch eine rohrartige Hochdruckbehälterwandung. Die stirnseitig in das Hochdruckbehandlungsvolumen geführten Kolben dienen gemäß einer Variante dem Druckaufbau bzw. dem Druckabbau, und können auch in Kombination mit einseitig sperrenden Einbauten in der Art eines Rückschlagventils oder in Kombination mit unidirektional sperrenden Klappen vorgesehen werden. Die Rückschlagventile sind für Fluid durchlässig (insbesondere mit Sperrelementen in Ausgestaltung als Lochblech/Drahtgewebe). Wahlweise können die Einbauten auch als Förderorgane bereitgestellt sein, welche bei bereits anliegendem Hochdruck beschickt werden. 2F, 2G each show an exemplary embodiment (pressure container device 20f, 20g) with a comparatively narrow, elongated high-pressure treatment volume Vi, in particular provided by a tubular high-pressure container wall. According to one variant, the pistons guided into the high-pressure treatment volume on the end face serve to build up or reduce the pressure, and can also be provided in combination with one-way blocking internals in the manner of a check valve or in combination with unidirectionally blocking flaps. The check valves are permeable to fluid (especially with blocking elements in Design as perforated sheet / wire mesh). Optionally, the internals can also be provided as conveying elements which are loaded when high pressure is already present.
Die jeweils optimale Ausgestaltung der Klappen oder Absperrorgane kann vom Anwendungsfall oder von der Art des Schüttgutes abhängen; beispielsweise können auch halbkreisförmige, klappbare Teller-Hälften vorgesehen sein. Fig. 2F beschreibt einen Aufbau mit einer einzelnen Kavität für das Hochdruckbehandlungsvolumen (keine Unterteilung, keine Abschottung). Fig. 2G beschreibt einen mehrstufigen Aufbau mit mehreren voneinander abgegrenzten Kavitäten innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens, wobei die Kavitäten durch die Abschottungs-Organe 29 voneinander abgeschottet sind. The optimal design of the flaps or shut-off devices can depend on the application or the type of bulk material; for example, semicircular, foldable plate halves can also be provided. FIG. 2F describes a structure with a single cavity for the high-pressure treatment volume (no division, no partitioning). 2G describes a multi-stage structure with a plurality of cavities delimited from one another within the high-pressure treatment volume, the cavities being sealed off from one another by the partitioning members 29.
Bei dem in Fig. 2H gezeigten Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20h) sind Druckaufbau- und Entspannungseinheiten ausgelagert, also nicht an das Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. an den Druckbehälter gekoppelt, sondern stromauf bzw. stromab davon vorgesehen. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2H (pressure vessel device 20h), pressure build-up and relaxation units are outsourced, that is, they are not coupled to the high-pressure treatment volume or to the pressure vessel, but are provided upstream or downstream thereof.
Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung gemäß Fig. 2F, 2G, 2H kann jeweils insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit dem druckgetriebenen teilchargenweisen Zuführen und Austragen von Teilchargen der Schüttung. The continuity of the high-pressure treatment according to FIGS. 2F, 2G, 2H can be ensured in each case in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with the pressure-driven partial batch supply and discharge of partial batches of the fill.
Fig. 2J zeigt ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20j) mit Platten 29 bzw. Klappen 29a in paarweiser Anordnung. Sowohl die Platten 29 als auch die Klappen 29a sind einseitig sperrend; die Platten 29 sind ortsfest angeordnet, und die Klappen 29a sind mitlaufend, also an das translatorische Stellorgan 28a gekuppelt, insbesondere in einem Drehgelenk daran gelagert. Prinzipiell kann das in Fig. 2J gezeigte Ausführungsbeispiel als Konzept einer Hubkolbenpumpe oder Schwengelpumpe beschrieben werden. Die Klappen sind jeweils durchlässig für Fluid (insbesondere mit Sperrelementen in Ausgestaltung als Lochblech/Drahtgewebe). Gelenke oder Lager für die feststehenden Platten 29 können insbesondere an der Behälterwandung befestigt sein; dort können auch Gegenlager bzw. Anschläge für die mitlaufenden Klappen 29a befestigt sein. Auch können mittig feststehende Stege vorgesehen sein, insbesondere um daran gelenkig eine Platte vorzusehen. Sowohl die Platten 29 als auch die Klappen 29a öffnen in Förderrichtung (nach rechts in Fig. 2J). Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit aufeinanderfolgend wiederholt durchgeführten translatorischen Stellbewegungen hin und her zwischen einer translatorischen Null-Position und einer translatorischen End-Position, wobei die translatorische Bewegung in die eine Richtung (in Fig. 2J nach rechts) eine Hubbewegung zur Förderung des Materials ist (aktiv eingeleiteter/aktuierter Materialfluss durch unidirektionale translatorische Stellbewegung), und wobei die Schüttung in Teilchargen auf den einzelnen Ebenen bzw. in den einzelnen durch die Platten definierten Kompartimente im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi schrittweise verlagert wird. Die verwendete Kinematik (28, 28b, 29, 29a) für den einseitig sperrenden Mechanismus kann als translatorische Schwenk-Kinematik beschrieben werden. 2J shows an exemplary embodiment (pressure container device 20j) with plates 29 or flaps 29a in a paired arrangement. Both the plates 29 and the flaps 29a are blocking on one side; the plates 29 are arranged in a stationary manner, and the flaps 29a are rotating, that is to say coupled to the translational actuator 28a, in particular mounted thereon in a swivel joint. In principle, the exemplary embodiment shown in FIG. 2J can be described as a concept of a reciprocating piston pump or a lever pump. The flaps are each permeable to fluid (in particular with blocking elements in the form of a perforated plate / wire mesh). Joints or bearings for the fixed plates 29 can in particular be attached to the container wall; there can also be counter bearings or stops for the moving flaps 29a be attached. Fixed webs can also be provided in the center, in particular in order to provide a plate in an articulated manner thereon. Both the plates 29 and the flaps 29a open in the conveying direction (to the right in FIG. 2J). The continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with successive repeated translational positioning movements back and forth between a translatory zero position and a translatory end position, the translational movement in one direction ( 2J to the right) is a lifting movement to convey the material (actively initiated / activated material flow through unidirectional translational actuating movement), and the filling in partial batches on the individual levels or in the individual compartments defined in the plates in the high-pressure treatment volume Vi is gradual is shifted. The kinematics (28, 28b, 29, 29a) used for the one-sided locking mechanism can be described as translational swivel kinematics.
Fig. 2K zeigt in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20k), welches Materialfluss mittels lokalen geometrischen Variationen von Kompartimenten oder Abschnitten innerhalb vom Hochdruckbehandlungsvolumen Vi ermöglicht. Zwei Kolben 29b sind am translatorischen Stellorgan 28b befestigt und werden damit im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi verlagert (gemäß Fig. 2K in horizontaler Richtung). Die Kolben 29b wirken bidirektional: in einer ersten Richtung generiert der jeweilige Kolben einlassseitig eine (im Vergleich zum Hochdruckniveau vernachlässigbare oder zumindest nicht als Druckzyklus zu bewertende) negative Druckdifferenz, so dass Schüttgut in das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi gefördert wird (Klappe oder Rückschlagventil 29 öffnet an der Einlassseite zum Hochdruckbehandlungsvolumen Vi), und in einer zweiten entgegengesetzten Aktuierungs-Richtung generiert der jeweilige Kolben einlassseitig einen Überdruck, so dass Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen Vi ausgetragen wird (Klappe oder Rückschlagventil 29 schließt an der Einlassseite zum Hochdruckbehandlungsvolumen Vi). Auslassseitig vom Hochdruckbehandlungsvolumen Vi führt dieselbe Bewegung des Kolbens 29a zu einem gegenteiligen Effekt. Der Kolben schottet dabei auch zwei Kompartimente des Hochdruckbehandlungsvolumens Vi voneinander ab, die jeweils über einen Leitungsabschnitt miteinander verbunden sind. Die Klappen 29 werden gemäß der Anordnung in Fig. 2K in lateraler Richtung verlagert (gemäß Fig. 2K nach oben bzw. nach unten). Die Anordnung gemäß Fig. 2K lässt sich auch mehrstufig in Reihe hintereinander aufbauen. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit aufeinanderfolgend wiederholt durchgeführten translatorischen Stellbewegungen hin und her zwischen zwei translatorischen End-Positionen, wobei die translatorische Bewegung bidirektional eine Hubbewegung zur Förderung des Materials ist (bidirektional translatorisch aktuierter Materialfluss), und wobei die Schüttung in Teilchargen in den einzelnen Abschnitten bzw. Kompartimenten im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi verlagert wird. 2K shows a top view of an exemplary embodiment (pressure container device 20k) which enables material flow by means of local geometric variations of compartments or sections within the high-pressure treatment volume Vi. Two pistons 29b are attached to the translational actuator 28b and are thus displaced in the high-pressure treatment volume Vi (in the horizontal direction according to FIG. 2K). The pistons 29b act bidirectionally: in a first direction, the respective piston generates a negative pressure difference on the inlet side (negligible compared to the high-pressure level or at least not to be evaluated as a pressure cycle), so that bulk material is conveyed into the high-pressure treatment volume Vi (flap or check valve 29 opens at the Inlet side to high-pressure treatment volume Vi), and in a second opposite actuation direction, the respective piston generates an overpressure on the inlet side, so that bulk material is discharged from high-pressure treatment volume Vi (flap or check valve 29 closes on the inlet side to high-pressure treatment volume Vi). On the outlet side of the high-pressure treatment volume Vi, the same movement of the piston 29a leads to an opposite effect. The piston also seals two compartments of the High-pressure treatment volume Vi from each other, which are each connected via a line section. The flaps 29 are moved in the lateral direction according to the arrangement in FIG. 2K (upwards or downwards according to FIG. 2K). The arrangement according to FIG. 2K can also be constructed in several stages in a row. The continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with successively repeated translational positioning movements back and forth between two translational end positions, the translational movement being a bidirectional stroke movement for conveying the material (bidirectional translational Actuated material flow), and the bulk is shifted in partial batches in the individual sections or compartments in the high-pressure treatment volume Vi.
Fig. 2L zeigt ein Ausführungsbeispiel (Druckbehältervorrichtung 20I), bei welchem der Materialfluss unabhängig von Klappen oder Ventilen entlang des gesamten Hochdruckbehandlungsvolumens Vi unabhängig von Gravitationskräften erfolgen kann, insbesondere mittels einer horizontal durch das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi geführten Fördereinrichtung, insbesondere Förderband, welche eine Hochdruckbehandlungsebene zur Anordnung des Schüttguts definiert. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit einer rotatorischen Stellbewegung (Drehantrieb für Förderband), welche mittels der Kinematik der Fördereinrichtung in eine translatorische Materialfluss-Bewegung der gesamten Schüttung überführt wird. Auch bei dieser Variante kann der Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi unabhängig von der Zufuhr oder vom Austragen von Teilchargen geregelt werden. 2L shows an exemplary embodiment (pressure container device 20I) in which the material flow can take place independently of flaps or valves along the entire high-pressure treatment volume Vi independently of gravitational forces, in particular by means of a conveyor device, in particular a conveyor belt, which is guided horizontally through the high-pressure treatment volume Vi and which has a high-pressure treatment level for arrangement of the bulk goods defined. The continuity of the high-pressure treatment can be ensured in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained at the high-pressure level, in particular in combination with a rotary actuating movement (rotary drive for conveyor belt), which is converted into a translatory material flow movement of the entire bed by means of the kinematics of the conveying device. In this variant, too, the material flow in the high-pressure treatment volume Vi can be regulated independently of the supply or discharge of partial batches.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann wahlweise eine Temperaturregelung zum Einhalten/Regeln eines konstanten Temperaturniveaus erfolgen. Die in den Fig. 2A bis 2L gezeigten Einbauten innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens können wahlweise fest installiert und verbaut sein oder als wenigstens ein Einsatz ausgestaltet sein, insbesondere zur Montage an einem Deckel der Druckbehältervorrichtung. Fig. 3A, 3B zeigen in Anlehnung an Fig. 2F zwei Ausführungsbeispiele, bei welchen der Materialfluss eingangs- und ausgangsseitig vom Hochdruckbehandlungsvolumen Vi mittels eines translatorischen Kolben-Mechanismus bewerkstelligt wird. Gemäß Fig. 3A kann das Hochdruckbehandlungsvolumen dabei z.B. durch eine zylindrische oder rohrartige Druckbehältervorrichtung bereitgestellt werden. Fig. 3B zeigt ein Ausführungsbeispiel mit dem Druckbehälter in Ausgestaltung als Leitung mit zwei Ventilen 29, die jeweils nach rechts durchströmbar sind. Das erste (links angeordnete) Rückschlagventil 29 umfasst eine Rückschlagfunktion, und das zweite (rechts angeordnete) Ventil 29 ist ohne Rückschlagfunktion ausgestaltet. Der Materialfluss wird mittels zweier Kolben bzw. Kolbenmotoren 33 hervorgerufen, wobei die Kolben bidirektional wirken, einerseits druckmindernd (Druckabfall), andererseits drückend/drucksteigernd (Druckaufbau). Das zweite Ventil ist über eine Regelschleife (Strichlinie) mit dem Kolbenmotor 33 verbunden. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere auf die im Zusammenhang mit den Fig. 2F, 2G, 2H beschriebene Weise sichergestellt werden. In the exemplary embodiments described above, a temperature control can optionally be carried out to maintain / regulate a constant temperature level. The internals shown in FIGS. 2A to 2L within the high-pressure treatment volume can optionally be permanently installed and installed or configured as at least one insert, in particular for mounting on a cover of the pressure vessel device. 3A, 3B show two exemplary embodiments based on FIG. 2F, in which the material flow on the inlet and outlet sides of the high-pressure treatment volume Vi is brought about by means of a translatory piston mechanism. According to FIG. 3A, the high-pressure treatment volume can be provided, for example, by a cylindrical or tubular pressure vessel device. 3B shows an exemplary embodiment with the pressure vessel in the form of a line with two valves 29, each of which can be flowed through to the right. The first (on the left) check valve 29 comprises a check function, and the second (on the right) valve 29 is designed without a check function. The material flow is brought about by means of two pistons or piston motors 33, the pistons acting bidirectionally, on the one hand reducing pressure (pressure drop), on the other hand pushing / increasing pressure (pressure build-up). The second valve is connected to the piston engine 33 via a control loop (dashed line). The continuity of the high pressure treatment can be ensured in particular in the manner described in connection with FIGS. 2F, 2G, 2H.
Fig. 4A, 4B, 4C, 4D zeigen Ausführungsbeispiele, welche artverwandt zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2F sind. Ein eingangsseitig angeordnetes erstes Rückschlagventil 29 öffnet nach rechts in Materialflussrichtung und sperrt nach links, und ein ausgangsseitig angeordnetes zweites Rückschlagventil 29 öffnet nach links entgegen der Materialflussrichtung und sperrt nach rechts. Der in der Geometrie rohrartig ausgestaltete Hochdruckbehälter 20 weist bodenseitig einen Auslass auf, insbesondere für Lösungsmittel. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere auf die im Zusammenhang mit den Fig. 2F, 2G, 2H beschriebene Weise sichergestellt werden. 4A, 4B, 4C, 4D show exemplary embodiments which are related to the exemplary embodiment of FIG. 2F. A first check valve 29 arranged on the inlet side opens to the right in the material flow direction and blocks to the left, and a second check valve 29 arranged on the outlet side opens to the left against the material flow direction and blocks to the right. The high-pressure container 20, which is of tubular design in geometry, has an outlet on the base, in particular for solvents. The continuity of the high pressure treatment can be ensured in particular in the manner described in connection with FIGS. 2F, 2G, 2H.
Die Fig. 4A bis 4C zeigen dasselbe Ausführungsbeispiel. Fig. 4A zeigt einen Betriebszustand, in welchem Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragen wird (erstes Rückschlagventil 29 links in Geschlossen-Stellung; zweites Rückschlagventil 29 rechts in Offen-Stellung). 4A to 4C show the same embodiment. 4A shows an operating state in which bulk material is discharged from the high-pressure treatment volume (first check valve 29 on the left in the closed position; second check valve 29 on the right in the open position).
Fig. 4B zeigt einen Betriebszustand, in welchem das Hochdruckbehandlungsvolumen beidseitig abgeschottet ist (erstes und zweites Rückschlagventil in Geschlossen- Stellung). Im von der Umgebung U abgeschotteten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi erfolgt beispielsweise eine Extraktion von Lösungsmittel(n). 4B shows an operating state in which the high-pressure treatment volume is sealed off on both sides (first and second check valve in the closed position). Position). An extraction of solvent (s) takes place, for example, in the high-pressure treatment volume Vi which is sealed off from the environment U.
Fig. 4C zeigt einen Betriebszustand, in welchem Schüttgut in das Hochdruckbehandlungsvolumen eingetragen wird (erstes Rückschlagventil 29 links in Offen-Stellung, sobald Druckausgleich vorliegt bzw. sobald leichter Überdruck anliegt; zweites Rückschlagventil 29 rechts in Geschlossen-Stellung). 4C shows an operating state in which bulk material is introduced into the high-pressure treatment volume (first check valve 29 on the left in the open position as soon as there is pressure equalization or as soon as there is slight overpressure; second check valve 29 on the right in the closed position).
Bei dem in Fig. 4D gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Kompartimenten (hier: drei Kompartimente) im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi vorgesehen, die jeweils in Reihe zueinander angeordnet sind und voneinander mittels einseitig öffnender Rückschlagventile 29 abgeschottet sind; diese Rückschlagventile können aneinander gekuppelt sein, insbesondere mittels einer Kolbenstange, so dass alle auslassseitigen Rückschlagventile 29 zusammen mittels einer translatorischen Stellbewegung aktuierbar sind. Die Mehrzahl von Kompartimenten begünstigt eine möglichst exakte Kontrolle bzw. Regelung über die Art und Weise der Durchströmung der Schüttung sowie über die Verweilzeit (Kontaktzeit). Wahlweise können z.B. auch nur zwei oder vier oder noch mehr Kompartimente/Stufen vorgesehen sein. In the exemplary embodiment shown in FIG. 4D, a plurality of compartments (here: three compartments) are provided in the high-pressure treatment volume Vi, which are each arranged in a row with respect to one another and are sealed off from one another by means of check valves 29 that open on one side; these check valves can be coupled to one another, in particular by means of a piston rod, so that all check valves 29 on the outlet side can be actuated together by means of a translational adjusting movement. The majority of compartments favor the most precise possible control or regulation of the manner in which the bed flows and the dwell time (contact time). Optionally, e.g. only two or four or even more compartments / stages may be provided.
In den Fig. 4A, 4B, 4C, 4D veranschaulicht die Schraffur- Dichte schematisch die Höhe des Hochdruckniveaus. 4A, 4B, 4C, 4D, the hatching density schematically illustrates the level of the high pressure level.
Fig. 5 veranschaulicht einzelne Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere in exemplarischer Verfahrensfolge. Eine erste Schrittfolge V1 (Druckbeaufschlagung) umfasst insbesondere drei voneinander abgrenzbare oder individuell regelbare Schritte: 5 illustrates individual steps of a method according to the invention, in particular in an exemplary method sequence. A first sequence of steps V1 (pressurization) comprises, in particular, three steps which can be delimited or regulated individually:
51.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Druckbeaufschlagungsvolumen 51.1 Feeding bulk material as a (partial) batch into a pressurization volume
51.2 Druckaufbau im Druckbeaufschlagungsvolumen, und Halten des Drucks51.2 Pressure build-up in the pressurization volume, and maintaining the pressure
51.3 Fördern des Schüttguts ins Hochdruckbehandlungsvolumen 51.3 Conveying the bulk material into the high-pressure treatment volume
Eine zweite Schrittfolge V2 (kontinuierliche Hochdruckbehandlung) umfasst insbesondere die folgenden Schritte: A second step sequence V2 (continuous high-pressure treatment) comprises in particular the following steps:
52.1 Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen 52.1 Relocating the bulk material in the high-pressure treatment volume
52.2 Hochdruckbehandeln durch Extrahieren 52.3 Hochdruckbehandeln durch Imprägnieren 52.2 High pressure treatment by extraction 52.3 High pressure treatment by impregnation
52.4 Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen 52.4 Discharge of bulk material from the high pressure treatment volume
Das Verlagern S2.1 kann wahlweise einen der folgenden Schritte umfassen: Moving S2.1 can optionally include one of the following steps:
S2.1a teilchargenweises Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen S2.1a Partial batch conveying of the bulk material in high pressure volume
S2.1 b kontinuierliches Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen S2.1 b continuous conveying of the bulk material in high pressure volume
S2.1c Anordnen von Teilchargen des Schüttguts jeweils auf einer Ebene S2.1c Arranging partial batches of the bulk goods on one level
Eine dritte Schrittfolge V3 (Entspannung) umfasst insbesondere die folgenden Schritte:A third step sequence V3 (relaxation) comprises in particular the following steps:
53.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Entspannungsvolumen 53.1 Feeding bulk material as a (partial) batch into a relaxation volume
53.2 Druckabbau im Entspannungsvolumen 53.2 Pressure reduction in the relaxation volume
53.3 Austragen von Schüttgut aus dem Entspannungsvolumen 53.3 Discharge of bulk material from the expansion volume
Fig. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F zeigen einzelne Varianten für Schritte der ersten Schrittfolge V1. Fig. 6A zeigt einen Kolben 33, wahlweise in Ausgestaltung als Druckaufbauorgan (insbesondere Pumpe) und/oder als Förderorgan. Es können weitere Pumpenbauformen eingesetzt werden. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F show individual variants for steps of the first step sequence V1. 6A shows a piston 33, optionally in the form of a pressure build-up element (in particular a pump) and / or as a delivery element. Other pump designs can be used.
Fig. 6B zeigt eine Mehrzahl von Kolben 33, die zusammen an eine zur zweiten Schrittfolge V2 führende Leitung gekoppelt sind. 6B shows a plurality of pistons 33, which are coupled together to a line leading to the second sequence of steps V2.
Fig. 6C zeigt eine Förderschnecke mit rotatorischem Stellorgan zum Bereitstellen eines kontinuierlichen Materialflusses zur zweiten Schrittfolge V2. 6C shows a screw conveyor with a rotary actuator for providing a continuous material flow for the second step sequence V2.
Fig. 6D zeigt eine Mehrzahl von Förderschnecken jeweils mit rotatorischem Stellorgan, die zusammen an eine zur zweiten Schrittfolge V2 führende Leitung gekoppelt sind. 6D shows a plurality of screw conveyors, each with a rotary actuator, which are coupled together to a line leading to the second sequence of steps V2.
Fig. 6E zeigt einen Aufbau mit einer einzelnen Druckbeaufschlagungseinheit 11a.6E shows a structure with a single pressurizing unit 11a.
Fig. 6F verdeutlicht eine Variante, mittels welcher Vorteile hinsichtlich vereinfachter Realisierung von Kontinuität des Verfahrens sichergestellt werden können. Dank einfacher oder mehrfacher Redundanz der Druckbeaufschlagungseinheiten 11a, 11 b kann der Druckaufbau parallel bei zeitlichem Versatz erfolgen. 6F illustrates a variant by means of which advantages with regard to the simplified implementation of continuity of the method can be ensured. Thanks to single or multiple redundancy of the pressurizing units 11a, 11b, the pressure can be built up in parallel with a time offset.
Vergleichbar zur ersten Schrittfolge V1 kann dieses Konzept auch für die dritte Schrittfolgen V3 angewandt werden, also für die Anordnung und Verschaltung von Entspannungseinheiten 31a, 31 b. Auch die Entspannung kann parallel bei zeitlichem Versatz erfolgen. Zunächst erfolgt ein Austragen des Schüttguts aus dem Hochdruckvolumen in einzelne der Entspannungseinheiten 31 , und nach Entspannung werden die Teil-Ströme wieder zu einem einzigen Materialstrom zusammengeführt. Das Zuführen zu den einzelnen Entspannungseinheiten 31 kann jeweils individuell geregelt werden. Comparable to the first step sequence V1, this concept can also be used for the third step sequences V3, that is to say for the arrangement and connection of relaxation units 31a, 31b. The relaxation can also take place in parallel with a time offset. First the bulk goods are discharged from the High-pressure volume in individual of the expansion units 31, and after expansion, the partial flows are brought together again to form a single material flow. The supply to the individual relaxation units 31 can be regulated individually.
Fig. 7A, 7B, 7C, 7D zeigen einzelne Varianten für die dritte Schrittfolge V3. Fig. 7A zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6F. Das Austragen des Schüttguts aus dem Hochdruckvolumen erfolgt in die redundant vorhandenen Entspannungseinheiten 31 , 31a, 31 b, insbesondere abwechselnd bzw. der Reihe nach, und nach Entspannung wird jeder Teil-Strom individuell weitergeführt. Die Entspannungseinheiten 31 können nicht nur parallel zueinander angeordnet sein, sondern zumindest teilweise auch in Reihe. Dank Redundanz kann zu jedem Verfahrenszeitpunkt wenigstens eine Entspannungseinheit 31 verfügbar bereitgestellt werden. 7A, 7B, 7C, 7D show individual variants for the third sequence of steps V3. FIG. 7A shows a variant of the exemplary embodiment according to FIG. 6F. The bulk material is discharged from the high-pressure volume into the redundant expansion units 31, 31a, 31b, in particular alternately or one after the other, and after expansion each partial flow is continued individually. The relaxation units 31 can not only be arranged parallel to one another, but also at least partially in series. Thanks to redundancy, at least one relaxation unit 31 can be made available at any point in the process.
Fig. 7B zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Kolben/Kolbenmotor 33 und einer daran gekoppelten Entspannungseinheit 31 , wobei der Kolbenmotor 33 als Organ zum Regeln eines volumetrisch eingestellten Materialflusses verwendet wird, indem der Kolben mittels Überdruck angetrieben wird. Der Kolbenmotor ist insbesondere eingerichtet zum Einstellen des Materialdurchsatzes. Der Kolbenmotor ermöglicht dabei auch die Rückgewinnung von Energie aus mechanischer Arbeit. 7B shows an exemplary embodiment with a piston / piston motor 33 and a relaxation unit 31 coupled to it, the piston motor 33 being used as an organ for regulating a volumetric material flow by driving the piston by means of excess pressure. The piston engine is in particular set up to adjust the material throughput. The piston engine also enables energy to be recovered from mechanical work.
Fig. 7C, 7D veranschaulichen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die Annahme getroffen werden kann, dass das Schüttgut allein aufgrund eines sich entlang einer vergleichsweise langen (Entspannungs-)Leitung 34 ausbildenden Druckgradienten gefördert werden kann, wobei simultan eine Entspannung über die entsprechende Lauflänge vorgesehen ist. Der über eine vordefinierbare Lauflänge geschaffene Materialflusspfad ist dabei eingerichtet, die Funktion einer Drossel zu erfüllen. Es hat sich gezeigt, dass für den Druckabbau wahlweise eine einzelnen zusammenhängende lange Leitung (Rohr) 34 verwendbar ist, wobei die sich im Rohr über eine vordefinierbare Längeneinheit einstellenden Druckdifferenz als treibende Kraft für den Materialfluss genutzt wird, insbesondere ausschließlich, also unabhängig von irgendwelchen weiteren Fördereinrichtungen. Wahlweise kann entlang des Materialflusspfades wenigstens ein Regelorgan vorgesehen sein. 7C, 7D each illustrate a further exemplary embodiment, in which the assumption can be made that the bulk material can be conveyed solely on the basis of a pressure gradient forming along a comparatively long (relaxation) line 34, with relaxation simultaneously over the corresponding run length is provided. The material flow path created over a predefinable run length is set up to perform the function of a throttle. It has been shown that a single continuous long line (pipe) 34 can optionally be used for the pressure reduction, the pressure difference arising in the pipe over a predefinable unit of length being used as the driving force for the material flow, in particular exclusively, that is to say independently from any other funding agencies. At least one control element can optionally be provided along the material flow path.
In Fig. 7D wird eine Variante mit Temperierung gezeigt, insbesondere um eine bei Entspannung erfolgende Abkühlung durch Zufuhr von Wärmeenergie (Heizen) entlang der Leitung 34 kompensieren zu können. Die Leitung 34 kann abschnittsweise oder komplett in einem Wärmebad bzw. in einer gegenüber der Umgebung abgeschotteten Wärmezufuhreinheit angeordnet sein. Der in den Fig. 7C, 7D als kontinuierlicher Entspannungs- und Transportvorgang veranschaulichte Prozess kann synonym auch als eine Vielzahl von minimal kleinen Entspannungsschritten verstanden werden. A variant with temperature control is shown in FIG. 7D, in particular in order to be able to compensate for a cooling that occurs during relaxation by supplying thermal energy (heating) along line 34. The line 34 can be arranged in sections or completely in a heat bath or in a heat supply unit which is sealed off from the surroundings. The process illustrated in FIGS. 7C, 7D as a continuous relaxation and transport process can also be understood synonymously as a large number of minimally small relaxation steps.
Bezugszeichenliste: Reference symbol list:
1 Schüttgut bzw. Granulat(-Schüttung) 1 bulk or granulate (fill)
2.1 zugeführte Teilcharge 2.1 Partial batch fed
3 Schüttgut-Charge unter Hochdruckbehandlung 3 Bulk batch under high pressure treatment
3.1 , 3.2, 3.n Schüttgut-Teilcharge unter Hochdruckbehandlung 3.1, 3.2, 3.n Partial bulk goods batch under high pressure treatment
4.1 ausgetragene Teilcharge 4.1 Partial batch carried out
5 Hochdruckbehandlungsebene 5 high pressure treatment level
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f Druckbeaufschlagungseinrichtung 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f pressurization device
11a, 11b Druckbeaufschlagungseinheit 11a, 11b pressurizing unit
11 Druckerzeugungsmittel, insbesondere Pumpe oder Kolben 11 pressure generating means, in particular pump or piston
12 Einlassarmatur 12 inlet fitting
12.1 Einlassorgan, insbesondere Ventil und/oder Schleuse 12.1 Inlet element, in particular valve and / or lock
20,20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g,20h,20j,20k,20l Druckbehältervorrichtung 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20j, 20k, 20l pressure vessel device
21 zylindrische Innenwandung 21 cylindrical inner wall
22 Einlassarmatur 22 inlet fitting
22.1 Einlassorgan, insbesondere Einlassstutzen 22.1 Inlet element, in particular inlet socket
23 hochdruckbeständige Wandung 23 high pressure resistant wall
24 Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel 24 heating device, in particular heating jacket
25 Auslassarmatur 25 outlet fitting
25.1 Auslassorgan, insbesondere Auslassstutzen 25.1 outlet element, in particular outlet nozzle
26 Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere Stutzen 26 inflow / outflow fitting, in particular nozzle
27 Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere Stutzen 27 Inlet / outlet fitting, in particular nozzle
28 Stellorgan 28 actuator
28a rotatorisches Stellorgan 28a rotary actuator
28b translatorisches Stellorgan 28b translational actuator
29 Platte, Schott, Klappe, Organ, jeweils zumindest teilweise abschottend, wahlweise in geneigter Ausrichtung, schwenkbar und/oder verlagerbar 29 plate, bulkhead, flap, organ, each at least partially partitioning, optionally in an inclined orientation, pivotable and / or relocatable
29a mitlaufende Klappe 29a moving flap
29b Kolben 29b pistons
30, 30a, 30b, 30c, 30d Entspannungseinrichtung 31 , 31a, 31 b Entspannungseinheit 30, 30a, 30b, 30c, 30d relaxation device 31, 31a, 31b relaxation unit
32 Einlassarmatur 32 inlet fitting
33 Kolben oder Kolbenmotor oder Kolbenpumpe 33 pistons or piston engine or piston pump
34 Entspannungsleitung 34 relaxation line
35 Auslassarmatur 35 outlet fitting
100 Hochdruckbehandlungsanordnung 100 high pressure treatment assembly
101 Steuerungseinrichtung 101 control device
103 Logikeinheit 103 logic unit
105 Sensoreinheit, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss 105 sensor unit, in particular for temperature, pressure, force, displacement, mass and / or flow
M1 erster Medienstrom: Schüttgut M1 first media stream: bulk material
M2 zweiter Medienstrom: Hochdruckmedium bzw. Extraktionsmedium, wahlweise umfassend Imprägnierungsmedium M2 second media stream: high pressure medium or extraction medium, optionally comprising impregnation medium
M3 dritter Medienstrom: Lösungsmittel M3 third media stream: solvent
V1 erste Schrittfolge: Druckbeaufschlagung V1 first step: pressurization
51.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Druckbeaufschlagungsvolumen 51.1 Feeding bulk material as a (partial) batch into a pressurization volume
51.2 Druckaufbau im Druckbeaufschlagungsvolumen, und Halten des Drucks51.2 Pressure build-up in the pressurization volume, and maintaining the pressure
51.3 Fördern des Schüttguts ins Hochdruckbehandlungsvolumen 51.3 Conveying the bulk material into the high-pressure treatment volume
V2 zweite Schrittfolge: kontinuierliche Hochdruckbehandlung umfassend Extraktion und/oder Imprägnierung V2 second step sequence: continuous high pressure treatment including extraction and / or impregnation
52.1 Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen 52.1 Relocating the bulk material in the high-pressure treatment volume
S2.1a teilchargenweises Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen S2.1a Partial batch conveying of the bulk material in high pressure volume
S2.1 b kontinuierliches Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen S2.1 b continuous conveying of the bulk material in high pressure volume
S2.1c Anordnen von Teilchargen des Schüttguts jeweils auf einer Ebene S2.1c Arranging partial batches of the bulk goods on one level
52.2 Hochdruckbehandeln durch Extrahieren 52.2 High pressure treatment by extraction
52.3 Hochdruckbehandeln durch Imprägnieren 52.3 High pressure treatment by impregnation
52.4 Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen 52.4 Discharge of bulk material from the high pressure treatment volume
V3 dritte Schrittfolge: Entspannung V3 third step sequence: relaxation
53.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Entspannungsvolumen 53.1 Feeding bulk material as a (partial) batch into a relaxation volume
53.2 Druckabbau im Entspannungsvolumen S3.3 Austragen von Schüttgut aus dem Entspannungsvolumen 53.2 Pressure reduction in the relaxation volume S3.3 Discharge of bulk material from the expansion volume
U Umgebung U environment
Vi Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. hochdruckdicht umschlossene Kavität für Hochdruckbehandlung Vi high pressure treatment volume or cavity sealed for high pressure tightness for high pressure treatment
V1 erste Schrittfolge V1 first step sequence
V2 zweite Schrittfolge V2 second sequence of steps
V3 dritte Schrittfolge V3 third sequence of steps

Claims

1. Verfahren zum Hochdruckbehandeln von Schüttgut (1) durch Extrahieren und/oder Imprägnieren, welches Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) einer Druckbehältervorrichtung (20) angeordnet wird und auf einem Hochdruckniveau behandelt wird, insbesondere Hochdruck im Bereich von 40 bis 1000bar, wobei das Verfahren wenigstens die drei folgenden jeweils individuell regelbaren Schrittfolgen umfasst: 1. A method for high-pressure treatment of bulk material (1) by extraction and / or impregnation, which bulk material is arranged in the high-pressure treatment volume (Vi) of a pressure vessel device (20) and is treated at a high-pressure level, in particular high pressure in the range from 40 to 1000 bar, the method includes at least the following three individually adjustable sequences:
Druckbeaufschlagung (V1), Hochdruckbehandlung (V2), Entspannung (V3); Pressurization (V1), high pressure treatment (V2), relaxation (V3);
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Hochdruckbehandlung (V2) auf kontinuierliche Weise im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) durchgeführt wird, wobei das Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) oder die gesamte Druckbehältervorrichtung (20) während der Hochdruckbehandlung (V2) ortsfest angeordnet ist, und wobei die Kontinuität der Hochdruckbehandlung (V2) allein mittels des einen Hochdruckbehandlungsvolumens (Vi) sichergestellt wird. characterized in that the high-pressure treatment (V2) is carried out in a continuous manner in the high-pressure treatment volume (Vi), the high-pressure treatment volume (Vi) or the entire pressure vessel device (20) being arranged in a stationary manner during the high-pressure treatment (V2), and the continuity of the high-pressure treatment (V2 ) is ensured solely by means of the one high-pressure treatment volume (Vi).
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei während der Hochdruckbehandlung (V2) einzelne in der ersten Schrittfolge (V1) generierte Schüttgut-Teilchargen (2.1 , 3.1) dem Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) zugeführt werden, wobei die Teilchargen eine/die Charge (3) unter kontinuierlicher Hochdruckbehandlung bilden; und/oder wobei während der Hochdruckbehandlung einzelne Teilchargen (3.1 , 4.1) aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) ausgetragen werden. 2. The method according to the preceding method claim, wherein individual bulk batches (2.1, 3.1) generated in the first step sequence (V1) are fed to the high-pressure treatment volume (Vi) during the high-pressure treatment (V2), the partial batches being one / the batch (3) under continuous high pressure treatment; and / or wherein individual partial batches (3.1, 4.1) are discharged from the high-pressure treatment volume (Vi) during the high-pressure treatment.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei eine jeweilige durch die Druckbeaufschlagung (V1) bereitgestellte Schüttgut-Teilcharge (2.1 , 3.1) im Volumen oder in der Masse kleiner ist als eine/die Charge (3) unter kontinuierlicher Hochdruckbehandlung, insbesondere um den Faktor 3 bis 1000 kleiner. 3. The method according to any one of the preceding method claims, wherein a respective bulk material batch (2.1, 3.1) provided by the pressurization (V1) is smaller in volume or mass than one / the batch (3) under continuous high-pressure treatment, in particular by the Factor 3 to 1000 smaller.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch Regeln einer stetigen Verlagerungsgeschwindigkeit des Schüttguts (1) oder durch Regeln einer Taktung einer Verlagerung von hochdruckbehandelten Teilchargen (3.1) zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5) die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut (1) im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) eingestellt wird; und/oder wobei beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln der Schüttgut-Materialfluss geregelt wird, indem das Schüttgut (1) in Abhängigkeit der Größe und/oder einer zeitliche Taktung zugeführter Teilchargen (3.1) kontinuierlich oder in einzelnen diskontinuierlichen Teilchargen (3.2, 3.n) im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) verlagert wird; und/oder wobei durch ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts (1) oder durch ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5) beim Hochdruckbehandeln eine Verweilzeit des Schüttguts (1) im Hochdruckbehandlungsvolumen durch Einstellen einer Drehgeschwindigkeit von rotatorischen Stellorganen (28a) oder durch Taktung von translatorischen Stellorganen (28b) oder gravitationskraftgetrieben eingestellt wird. 4. The method according to any one of the preceding method claims, wherein in the continuous high pressure treatment by regulating a constant speed of displacement of the bulk material (1) or by regulating a cycle a relocation of high-pressure-treated partial batches (3.1) between individual high-pressure treatment levels (5) the dwell time or the high-pressure treatment time for the bulk material (1) in the high-pressure treatment volume (Vi) is set; and / or in the case of continuous high-pressure treatment, the bulk material flow is regulated by the bulk material (1) depending on the size and / or a timing of supplied partial batches (3.1) continuously or in individual discontinuous partial batches (3.2, 3.n) in the high-pressure treatment volume (Vi) is relocated; and / or by a continuous displacement of the bulk material (1) or by a discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels (5) during high-pressure treatment, a residence time of the bulk material (1) in the high-pressure treatment volume by setting a rotational speed of rotary actuators (28a) or by clocking translatory ones Actuators (28b) or gravitational force is set.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts (1) oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5) jeweils durch eine Rotation umfasst, insbesondere durch eine Rotation wenigstens eines rotatorischen Stellorgans (28a) um eine in Materialflussrichtung ausgerichtete Drehachse; oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein teilchargenweises Verlagern des Schüttguts (1) jeweils durch eine Rotation umfasst, insbesondere durch zeitlich getaktete Rotation wenigstens eines rotatorischen Stellorgans (28a); oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts (1) oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5) jeweils durch Translation wenigstens eines translatorischen Stellorgans (28b) umfasst; oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein autonom gravitationskraftgetriebenes kontinuierliches Verlagern des Schüttguts (1 , 3) ohne rotatorische oder translatorische Stellorgane umfasst; und/oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Fluidisieren des Schüttguts (1 , 3) umfasst, insbesondere in einer Wirbelschicht, insbesondere in einem ausgangsseitigen Bereich der Druckbehältervorrichtung (20). 5. The method according to any one of the preceding method claims, wherein the continuous high-pressure treatment comprises a continuous displacement of the bulk material (1) or a discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels (5) in each case by a rotation, in particular by a rotation of at least one rotary actuator (28a) by one axis of rotation aligned in the direction of material flow; or wherein the continuous high-pressure treatment comprises shifting the bulk material (1) in batches in each case by means of a rotation, in particular by means of at least one rotational actuating element (28a) rotated in time; or wherein the continuous high-pressure treatment comprises a continuous displacement of the bulk material (1) or a discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels (5) in each case by translation of at least one translatory actuator (28b); or wherein the continuous high-pressure treatment comprises an autonomously gravitationally driven continuous displacement of the bulk material (1, 3) without rotational or translational actuators; and / or wherein the continuous high-pressure treatment comprises fluidizing the bulk material (1, 3), in particular in a fluidized bed, in particular in an outlet-side area of the pressure vessel device (20).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die erste Schrittfolge Druckbeaufschlagung (V1) auf diskontinuierlich Weise durchgeführt wird und wenigstens einen Schritt aus der folgenden Gruppe umfasst: teilchargenweises Druckerzeugen mittels einer Pumpe (11), und/oder teilchargenweises Zuführen von Schüttgut (2.1) zur Hochdruckbehandlung (V2) mittels einer die jeweilige Teilcharge (2.1) aufnehmenden Einlassarmatur (12) umfassend einen Stempel, eine Sitz-Kegel-Armatur, einen Kugelhahn und/oder eine Klappe; und/oder wobei die dritte Schrittfolge Entspannung (V3) auf diskontinuierlich Weise durchgeführt wird und wenigstens einen Schritt aus der folgenden Gruppe umfasst: teilchargenweises Entspannen mittels eines Kolbenmotors (33), und/oder teilchargenweises Austragen von Schüttgut (3.n) aus der zweiten Schrittfolge Hochdruckbehandlung (V2) mittels einer die jeweilige Teilcharge aufnehmenden Auslassarmatur (25) umfassend einen Stempel, eine Sitz-Kegel-Armatur, einen Kugelhahn und/oder eine Klappe. 6. The method according to any one of the preceding method claims, wherein the first step sequence of pressurization (V1) is carried out discontinuously and comprises at least one step from the following group: partial batch pressure generation by means of a pump (11), and / or partial batch supply of bulk material (2.1 ) for high pressure treatment (V2) by means of an inlet fitting (12) accommodating the respective partial batch (2.1) comprising a plunger, a seat-cone fitting, a ball valve and / or a flap; and / or wherein the third step sequence relaxation (V3) is carried out in a discontinuous manner and comprises at least one step from the following group: relaxation in batches by means of a piston engine (33), and / or discharge of bulk goods (3.n) in batches from the second Sequence of steps high pressure treatment (V2) by means of an outlet fitting (25) receiving the respective partial batch comprising a plunger, a seat-cone fitting, a ball valve and / or a flap.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren, insbesondere Extrahieren von Lösungsmittel umfasst; und/oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Imprägnieren umfasst, insbesondere das Imprägnieren von Polymeren; und/oder wobei das Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren von Lösungsmittel umfasst und oberhalb der kritischen Temperatur und oberhalb des kritischen Drucks des Extraktionsmediums durchgeführt wird; und/oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln sowohl ein kontinuierliches Extrahieren als auch ein kontinuierliches Imprägnieren umfasst, insbesondere das Extrahieren von Monomeren und das Imprägnieren mit Additiven. 7. The method according to any one of the preceding method claims, wherein the continuous high-pressure treatment comprises at least one continuous extraction, in particular extraction of solvent; and / or wherein the continuous high-pressure treatment comprises at least one continuous impregnation, in particular the impregnation of polymers; and / or wherein the high pressure treatment comprises at least one continuous extraction of solvent and is carried out above the critical temperature and above the critical pressure of the extraction medium; and / or wherein the continuous high-pressure treatment comprises both a continuous extraction and a continuous impregnation, in particular the extraction of monomers and the impregnation with additives.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Durchströmen des Schüttguts (3) mit Hochdruckmedium (M2) umfasst, insbesondere im Gegenstrom zu einer Verlagerung des Schüttguts. 8. The method according to any one of the preceding method claims, wherein the continuous high pressure treatment comprises flowing through the bulk material (3) with high pressure medium (M2), in particular in countercurrent to a displacement of the bulk material.
9. Steuerungseinrichtung (101) eingerichtet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die9. Control device (101) set up to carry out a method according to one of the preceding method claims, the
Steuerungseinrichtung mit wenigstens einer Sensoreinheit (105) eingerichtet zum Erfassen eines Durchflusses von Schüttgut (1) oder einer Masse oder einer Massendifferenz oder eines Volumens gekoppelt ist, wobei die Steuerungseinrichtung wahlweise auch wenigstens eine Sensoreinheit (105) eingerichtet zum Erfassen eines Weges und/oder einer Kraft und/oder eines Drucks umfasst. Control device is coupled to at least one sensor unit (105) set up for detecting a flow of bulk material (1) or a mass or a mass difference or a volume, the control device optionally also set up at least one sensor unit (105) set up for detecting a path and / or one Force and / or pressure includes.
10. Hochdruckbehandlungsanordnung (100) eingerichtet zur Hochdruckbehandlung von Schüttgut (1) durch Extraktion und/oder Imprägnierung auf einem10. High-pressure treatment arrangement (100) set up for high-pressure treatment of bulk material (1) by extraction and / or impregnation on one
Hochdruckniveau, insbesondere Hochdruck im Bereich von 40 bis 1000bar, umfassend: High pressure level, in particular high pressure in the range from 40 to 1000 bar, comprising:
eine Druckbeaufschlagungseinrichtung (10) mit Druckerzeugungsmitteln, insbesondere mit wenigstens einer Pumpe (11), eingerichtet für eine Druckbeaufschlagung (V1) als eine erste Schrittfolge; a pressurization device (10) with pressure generating means, in particular with at least one pump (11), set up for pressurization (V1) as a first step sequence;
eine an die Druckbeaufschlagungseinrichtung gekoppelte Druckbehältervorrichtung (20) mit einer ein Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) umschließenden hochdruckbeständigen Wandung (23), eingerichtet für die Hochdruckbehandlung (V2) als eine zweite Schrittfolge; a pressure vessel device (20) coupled to the pressurization device and having a high-pressure-resistant wall (23) enclosing a high-pressure treatment volume (Vi), set up for the high-pressure treatment (V2) as a second step sequence;
eine an die Druckbehältervorrichtung gekoppelte Entspannungseinrichtung (30) eingerichtet für eine Entspannung (V3) als eine dritte Schrittfolge; a relaxation device (30) coupled to the pressure vessel device, designed for relaxation (V3) as a third sequence of steps;
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Druckbehältervorrichtung (20) für die Hochdruckbehandlung (V2) ortsfest anordenbar ist und eingerichtet ist für eine kontinuierliche Hochdruckbehandlung allein mittels des einen ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumens (Vi) auf dem Hochdruckniveau. characterized in that the pressure vessel device (20) for the high pressure treatment (V2) can be arranged in a stationary manner and is set up for continuous high pressure treatment solely by means of the one fixedly arranged high pressure treatment volume (Vi) at the high pressure level.
11. Hochdruckbehandlungsanordnung nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, wobei die Hochdruckbehandlungsanordnung (100) eingerichtet ist zum Zuführen einzelner Schüttgut-Teilchargen (2.1) zum Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) während der Hochdruckbehandlung und zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verlagern des Schüttguts (1) als einzelne Charge (3) oder in Teilchargen (3.1 , 3.n) im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung; und/oder wobei die Hochdruckbehandlungsanordnung (100) eingerichtet ist zum Austragen einzelner Teilchargen (3.n) aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) während der Hochdruckbehandlung. 11. High-pressure treatment arrangement according to the preceding device claim, wherein the high-pressure treatment arrangement (100) is set up for supplying individual bulk batches (2.1) to the high-pressure treatment volume (Vi) during the high-pressure treatment and for continuously or discontinuously displacing the bulk material (1) as a single batch (3). or in partial batches (3.1, 3.n) in the high pressure treatment volume during the high pressure treatment; and / or wherein the high-pressure treatment arrangement (100) is set up to discharge individual partial batches (3.n) from the high-pressure treatment volume (Vi) during the high-pressure treatment.
12. Hochdruckbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Druckbehältervorrichtung (20) wenigstens eine Hochdruckbehandlungsebene (5) aufweist, welche derart im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) ortsfest angeordnet ist oder verstellbar oder verlagerbar anordenbar ist und bei geschlossener Druckbehältervorrichtung (20) mit Schüttgut (3, 3.1) beladbar ist und welche derart bei der erfolgenden Hochdruckbehandlung oder nach der erfolgten Hochdruckbehandlung bei geschlossener Druckbehältervorrichtung (20) entladbar ist, dass die Hochdruckbehandlung auf kontinuierliche Weise ausführbar ist; und/oder wobei die Hochdruckbehandlungsebene (5) durch wenigstens eine horizontale oder gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnete gasdurchlässige Platte (29) oder gasdurchlässiges Schott definiert ist. 12. High-pressure treatment arrangement according to one of the preceding device claims, wherein the pressure container device (20) has at least one high-pressure treatment level (5), which is arranged in the high-pressure treatment volume (Vi) in such a way that it is stationary or adjustable or relocatable, and with closed pressure container device (20) with bulk material (3 3.1) is loadable and which can be discharged during the high pressure treatment or after the high pressure treatment has taken place with the pressure vessel device (20) closed, such that the high pressure treatment can be carried out in a continuous manner; and / or wherein the high-pressure treatment plane (5) is defined by at least one gas-permeable plate (29) or gas-permeable bulkhead arranged horizontally or inclined relative to the horizontal.
13. Hochdruckbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Druckbehältervorrichtung (20) wenigstens ein Stellorgan (28) eingerichtet zum Aktuieren wenigstens einer Hochdruckbehandlungsebene (5) in der Druckbehältervorrichtung aufweist, insbesondere ein rotatorisch verlagerbares Stellorgan (28a) oder ein translatorisch verlagerbares Stellorgan (28b), insbesondere wenigstens ein von der Umgebung (U) in das Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) hochdruckdicht eingekoppeltes Stellorgan (28, 28a, 28b). 13. High-pressure treatment arrangement according to one of the preceding device claims, wherein the pressure vessel device (20) has at least one actuator (28) set up for actuating at least one high-pressure treatment level (5) in the pressure vessel device, in particular a rotationally displaceable actuator (28a) or a translationally displaceable actuator (28b ), in particular at least one actuator (28, 28a, 28b) that is coupled in from the environment (U) into the high-pressure treatment volume (Vi) so as to be pressure-tight.
14. Verwendung einer Druckbehältervorrichtung (20) zur kontinuierlichen14. Use of a pressure vessel device (20) for continuous
Hochdruckbehandlung von Schüttgut (1) durch Extraktion und/oder Imprägnierung in einem geschlossenen, von der Umgebung (U) hochdruckdicht abgeschotteten System, wobei die Hochdruckbehandlung (V2) als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung (V1) und einer Entspannung (V3) durchgeführt und individuell geregelt wird, wobei das Schüttgut (1 , 3) in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) in der Druckbehältervorrichtung (20) kontinuierlich verlagert wird oder in Teilchargen (3.1) zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen zu vordefinierbaren Zeitpunkten verlagert wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung (20) bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung (20) in einer Hochdruckbehandlungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, insbesondere bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. High-pressure treatment of bulk material (1) by extraction and / or impregnation in a closed system that is sealed off from the environment (U) so that it is pressure-tight, whereby the high-pressure treatment (V2) is carried out and individually regulated as a sequence between pressurization (V1) and relaxation (V3) the bulk material (1, 3) is continuously shifted in a fixedly arranged high-pressure treatment volume (Vi) in the pressure vessel device (20) or in partial batches (3.1) between individual high-pressure treatment levels at predefined times, in particular when using the pressure vessel device (20) a method according to one of the preceding method claims, in particular use of the pressure container device (20) in a high-pressure treatment arrangement (100) according to one of the preceding device claims, in particular at pressures above 40 to 1000 bar.
15. Verwendung einer Druckbehältervorrichtung (20) zur kontinuierlichen15. Use of a pressure vessel device (20) for continuous
Hochdruckbehandlung von Schüttgut (1) in Ausgestaltung als Polymere, durch Extraktion und wahlweise auch durch Imprägnierung, zur überkritischen Trocknung zum Bereitstellen der Polymere als Super-Isolatoren, wobei die kontinuierliche Hochdruckbehandlung (V2) als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung (V1) und einer Entspannung (V3) durchgeführt wird, wobei das Schüttgut (1 , 3) in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau behandelt wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung (20) bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung (20) in einer Hochdruckbehandlungsanordnung (100) nach einem der vorhergehendenHigh-pressure treatment of bulk material (1) in the form of polymers, by extraction and optionally also by impregnation, for supercritical drying to provide the polymers as super-insulators, the continuous high-pressure treatment (V2) as a sequence of steps between pressurization (V1) and relaxation ( V3) is carried out, the bulk material (1, 3) being treated in a stationary high-pressure treatment volume (Vi) in a continuous manner at the high-pressure level, in particular using the pressure container device (20) in a method according to one of the preceding method claims, in particular using the pressure container device (20) in a high-pressure treatment arrangement (100) according to one of the preceding
Vorrichtungsansprüche, insbesondere bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. Device claims, especially at pressures above 40 to 1000 bar.
16. Verwendung einer Druckbehältervorrichtung (20) zur kontinuierlichen16. Use of a pressure vessel device (20) for continuous
Hochdruckbehandlung von Schüttgut (1) in Ausgestaltung als Aerogele, durch Extraktion und/oder durch Imprägnierung, wobei die kontinuierliche Hochdruckbehandlung (V2) als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung (V1) und einer Entspannung (V3) durchgeführt wird, wobei das Schüttgut (1 , 3) in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau behandelt wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung (20) bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung (20) in einer Hochdruckbehandlungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, insbesondere bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. High pressure treatment of bulk material (1) in the form of aerogels, by Extraction and / or impregnation, the continuous high-pressure treatment (V2) being carried out as a sequence of steps between pressurization (V1) and relaxation (V3), the bulk material (1, 3) in a fixedly arranged high-pressure treatment volume (Vi) in a continuous manner is treated at the high pressure level, in particular using the pressure container device (20) in a method according to one of the preceding method claims, in particular using the pressure container device (20) in a high pressure treatment arrangement (100) according to one of the preceding device claims, in particular at pressures above 40 to 1000 bar.
EP19831718.2A 2017-12-22 2019-12-20 Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof Pending EP3897899A2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017223712 2017-12-22
DE102018222881.7A DE102018222881A1 (en) 2017-12-22 2018-12-21 Apparatus and method for continuous high-pressure treatment of bulk material and use
PCT/EP2019/086552 WO2020127889A2 (en) 2017-12-22 2019-12-20 Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3897899A2 true EP3897899A2 (en) 2021-10-27

Family

ID=64902112

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18829404.5A Pending EP3727626A1 (en) 2017-12-22 2018-12-21 Device and method for the high-pressure treatment of bulk material by extraction and/or impregnation and use
EP19831718.2A Pending EP3897899A2 (en) 2017-12-22 2019-12-20 Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof
EP19832108.5A Pending EP3897900A2 (en) 2017-12-22 2019-12-20 Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18829404.5A Pending EP3727626A1 (en) 2017-12-22 2018-12-21 Device and method for the high-pressure treatment of bulk material by extraction and/or impregnation and use

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19832108.5A Pending EP3897900A2 (en) 2017-12-22 2019-12-20 Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof

Country Status (6)

Country Link
US (3) US11612831B2 (en)
EP (3) EP3727626A1 (en)
KR (3) KR102369887B1 (en)
CN (1) CN111757772B (en)
DE (4) DE102018222883A1 (en)
WO (3) WO2019122387A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11051532B2 (en) 2017-09-22 2021-07-06 Impossible Foods Inc. Methods for purifying protein
EP3727626A1 (en) * 2017-12-22 2020-10-28 Uhde High Pressure Technologies GmbH Device and method for the high-pressure treatment of bulk material by extraction and/or impregnation and use
US12011016B2 (en) 2020-09-14 2024-06-18 Impossible Foods Inc. Protein methods and compositions
KR102603231B1 (en) 2021-07-21 2023-11-15 와이케이케이 가부시끼가이샤 Vehicle seat assembly device
CN114307246B (en) * 2022-03-08 2022-05-17 江西艾施特制药有限公司 Full-automatic extraction device and method for efficiently extracting medicinal components in medicinal materials
CN116999901B (en) * 2023-10-07 2023-12-01 山东中科医药科技有限公司 Extraction device

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7103843U (en) 1971-05-06 Foerdertechnik Und Steuerungsbau Gmbh & Co Reactor for the treatment of debris, with built-in vibrating spiral conveyor as a debris carrier and as an emitter and discharge device
US2156236A (en) 1935-11-07 1939-04-25 Extractol Process Ltd Process and apparatus for extraction of oils, fats, and other soluble constituents from materials containing the same
DE878188C (en) 1936-11-18 1953-06-01 A Olier Sa Des Ets Reaction column, especially for the continuous extraction of one or more constituents from solids
US2292716A (en) * 1938-10-20 1942-08-11 Universal Oil Prod Co Treating chamber
US2539732A (en) * 1945-10-08 1951-01-30 William J Donohue Liquid and solids processing apparatus
DE864309C (en) 1948-10-02 1953-01-22 Koppers Gmbh Heinrich Tower-like gas cleaning device
US2664967A (en) 1950-03-13 1954-01-05 Standard Oil Dev Co Method for contacting gaseous material with finely divided solids
DE865505C (en) 1951-06-08 1953-02-02 Koppers Gmbh Heinrich Tower-like gas cleaner
US2729550A (en) * 1951-11-09 1956-01-03 Shell Dev Method and apparatus for contacting liquids by reciprocal dispersion
US2893945A (en) * 1954-03-22 1959-07-07 Union Oil Co Combined hydrodesulfurization and reforming process
US3131202A (en) * 1961-01-24 1964-04-28 Depmer Wilhelm Process and apparatus for the continuous extraction of oils and soluble substances from solid materials
US3894128A (en) * 1970-02-27 1975-07-08 Seitetsu Kagaku Co Ltd Tray for fluid contactor apparatus
GB1384762A (en) * 1972-02-21 1975-02-19 Shell Int Research Continuous process and an apparatus for the catalytic treatment of hydrocarbon oils
GB1475082A (en) * 1973-05-16 1977-06-01 Shell Int Research Process and apparatus for the catalyric treatment of materials containing solid contaminants
US4039424A (en) * 1976-03-29 1977-08-02 Arthur D. Little, Inc. Process for producing fluid fuel from coal
NL7711019A (en) * 1977-10-07 1979-04-10 Shell Int Research DEVICE FOR CATALYTIC TREATMENT OF HYDROCARBONS.
US4258011A (en) * 1979-12-26 1981-03-24 Prazmowski Bogdan D E Vegetable oil extraction apparatus
GB8327756D0 (en) 1983-10-17 1983-11-16 Ici Plc Extraction process
US5290959A (en) 1985-09-10 1994-03-01 Vitamins, Inc. Mass separation of materials
CA1303770C (en) 1985-10-21 1992-06-16 Goodrich(B.F.) Company (The) Process for incorporating an additive into a polymer and product produced thereby
US4778588A (en) * 1987-05-20 1988-10-18 Phillips Petroleum Company Hydrotreating process employing an impregnated alumina containing material
DE3815726A1 (en) * 1988-05-07 1989-11-16 Heinz Schumacher Process and apparatus for the thermal treatment of substances and mixtures of substances in a fluidised bed
JPH01293129A (en) 1988-05-20 1989-11-27 Kobe Steel Ltd Continuous high temperature and high pressure treatment device
US5096832A (en) * 1990-08-03 1992-03-17 Wayne State University Method of detecting cations using a tetra substituted cyclohexane
DE4143541C2 (en) * 1991-02-19 1999-03-04 Mls Gmbh High pressure reaction appts. for microwave-assisted reaction
US5456385A (en) * 1992-03-25 1995-10-10 Institut Francais Du Petrole Enclosure containing several beds of solid material separated and unloadable by gravity without mixing material
DE4216295A1 (en) 1992-05-16 1993-11-18 Lentz Harro Cylinder for quasi-continuous technical-chemical production of solid and paste products - is subdivided into multiple chambers by single piston
US5340614A (en) 1993-02-11 1994-08-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Methods of polymer impregnation
US5545312A (en) * 1994-05-06 1996-08-13 Uop Replacement of particles in a moving bed process
US6569313B1 (en) * 1995-12-22 2003-05-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Integrated lubricant upgrading process
NL1007442C2 (en) * 1997-11-04 1998-12-07 Josephus Johannes Petrus Maria Batch-Continuous counter-current equipment with superior performance.
US6048494A (en) * 1998-01-30 2000-04-11 Vlsi Technology, Inc. Autoclave with improved heating and access
DE69907217T2 (en) 1998-08-11 2004-03-25 Jaime Marti Sala SILO FOR STORAGE AND REGULATED SUPPLY OF LIGHT, HOLLOW VESSELS AND METHOD FOR USE THEREOF
DE19946146B4 (en) 1999-09-27 2006-07-06 Kehler, Dirk, Dr.-Ing. Process for the treatment of solids and recovery of solid components
DE20119064U1 (en) 2001-11-23 2002-05-08 Bluemelhuber Gerrit Device for the continuous high pressure treatment of liquids and pasty media
DE20201949U1 (en) 2002-02-08 2002-05-23 Bluemelhuber Gerrit Device for the continuous high-pressure treatment of packaged products
NL1021142C2 (en) 2002-07-24 2004-01-27 Stork Prints Bv Device and method for piece-by-piece or batch-wise finishing of pieces of substrate, in particular textile substrate.
JP2007511357A (en) 2003-11-19 2007-05-10 エスセーエフ テクノロジーズ アクティーゼルスカブ Methods and processes for controlling the temperature, pressure and density of dense fluid processes
DE102004013338A1 (en) 2004-03-17 2005-10-06 Uhde High Pressure Technologies Gmbh Method for suspending and feeding solids into a high pressure process
NL1028037C2 (en) 2005-01-14 2006-07-17 Stork Prints Bv Device for treating parts of a substrate with a supercritical or near-critical treatment medium under high pressure or batchwise.
CN100427172C (en) 2005-03-04 2008-10-22 山东大学 Apparatus for continuous extracting and sterilizing solid materials under high and ultrahigh pressure
US7897050B2 (en) 2007-04-12 2011-03-01 Accudyne Systems, Inc. Dense gas means for extraction of a solute from solids
AU2008259821B2 (en) * 2007-06-04 2013-09-05 Pressure Biosciences Inc. Pressure-enhanced extraction and partitioning of molecules
WO2010032260A1 (en) 2008-08-05 2010-03-25 Sameer Sudhir Kulkarni Stacked basket bioreactor for solid state fermentation
DE102008039106B4 (en) 2008-08-21 2010-12-30 Nateco2 Gmbh & Co. Kg Pressure vessel assembly comprising an outer pressure vessel and at least one insert basket
KR20100086297A (en) 2009-01-22 2010-07-30 주식회사 에넨 Method of preparing aerogel using contionuous countercurrent supercritical process and contionuous countercurrent supercritical equipment
US9757664B2 (en) * 2009-06-05 2017-09-12 David McGhee Extraction methods
DE102010030287B4 (en) * 2010-03-22 2022-07-14 Mwt Mikrowellen Labor Technik Ag Pressure vessel with holding means, system with a housing arrangement which has such a pressure vessel, and method with pressure vessel and holding means
EP2727637B1 (en) 2012-11-06 2019-08-28 Uhde Inventa-Fischer GmbH Extraction reactor and method for extraction of granular material
CN103272539B (en) * 2013-05-07 2015-08-12 李光武 Drying under reduced pressure prepares the method for aeroge
US10399006B2 (en) * 2015-03-17 2019-09-03 California Extraction Ventures, Inc. Catalyzing pressure wave extraction method and apparatus
MY186642A (en) * 2015-11-09 2021-08-02 Ifp Energies Now Filtering and distribution device for catalytic reactor
WO2017124106A1 (en) 2016-01-15 2017-07-20 The Coca-Cola Company Continuous high pressure processing of food and beverage products
US10328361B2 (en) * 2016-02-25 2019-06-25 Jeffrey M. Skell Extracting substances from botanical matter
US10625175B2 (en) * 2016-04-06 2020-04-21 Kiinja Corporation Extractor for high pressure extraction of a matrix
CN110022957A (en) * 2016-07-29 2019-07-16 思比迪公司 The methods, devices and systems of oils are extracted from plant material
WO2018163104A1 (en) * 2017-03-09 2018-09-13 Waters Technologies Corporation Diffuser assembly and associated methods
DE202017007003U1 (en) * 2017-12-22 2019-03-25 Thyssenkrupp Ag Apparatus for high-pressure treatment of bulk material by extraction and / or impregnation and use
EP3727626A1 (en) * 2017-12-22 2020-10-28 Uhde High Pressure Technologies GmbH Device and method for the high-pressure treatment of bulk material by extraction and/or impregnation and use

Also Published As

Publication number Publication date
EP3727626A1 (en) 2020-10-28
DE102018222883A1 (en) 2019-06-27
US20220072447A1 (en) 2022-03-10
KR102556664B1 (en) 2023-07-19
CN111757772B (en) 2022-10-21
KR102369887B1 (en) 2022-03-07
WO2020127889A4 (en) 2020-11-05
WO2020127889A2 (en) 2020-06-25
US20220062788A1 (en) 2022-03-03
US11980832B2 (en) 2024-05-14
DE102018222881A1 (en) 2019-06-27
KR102592507B1 (en) 2023-10-24
WO2020127957A4 (en) 2021-03-18
WO2020127957A2 (en) 2020-06-25
DE102018222874A1 (en) 2019-06-27
US20200324223A1 (en) 2020-10-15
KR20200097340A (en) 2020-08-18
CN111757772A (en) 2020-10-09
WO2020127957A3 (en) 2021-01-28
WO2020127889A3 (en) 2020-09-03
WO2019122387A1 (en) 2019-06-27
KR20210095715A (en) 2021-08-02
US11612831B2 (en) 2023-03-28
DE102018222882A1 (en) 2019-06-27
EP3897900A2 (en) 2021-10-27
KR20210119971A (en) 2021-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020127889A2 (en) Device and method for the continuous high-pressure treatment of bulk material and use thereof
DE19910562A1 (en) Treating solid materials with a liquid gas
EP2130768B1 (en) Tank for storing cryogenic fluids and storable fuels
WO2007131728A1 (en) Process and apparatus for continuous polymerization of polymer in solid phase
WO2012152258A1 (en) Device for the continuous treatment of solids in a fluidised bed apparatus
EP0570032B1 (en) Process and apparatus for quasi-isostatic pressing, especially of precisely shaped thermoplastic-bonded explosive charges
DE3133032C2 (en)
DE2432857B2 (en) Method and device for preheating bulk material
EP3542986B1 (en) Device for forming and filling plastic containers with controlled filling
DE3706654A1 (en) SHAFT OVEN LOADING SYSTEM
DE202017007003U1 (en) Apparatus for high-pressure treatment of bulk material by extraction and / or impregnation and use
DE1779393B1 (en) Vacuum drying chamber for the continuous freeze-drying of coarse, small-sized goods in the final state
WO2017211501A1 (en) Fluidized bed installation
DE3215577A1 (en) Process and apparatus for solidifying vapours, melts or pastes
DE102011113825A1 (en) Hydrothermal carbonization of biomass, comprises carrying out quasi-continuous flow of biomass using many batch pressure reactors, which are connected in series, and transporting biomass or product by gravity and internal reactor pressure
DE2729094B2 (en) Device for the production of artificial fish roe from solutions or suspensions of proteins
WO2018137795A1 (en) Centrifuge, extraction method for treating a mixture and use of a centrifuge
EP1272253B1 (en) Device for separating oil constituents from loose bulk
DE1779393C (en) Vacuum drying chamber for the continuous freeze-drying of coarse pieces, which are finely divided into small pieces
DE3544298A1 (en) Device for keeping constant the output pressure of continuously operating expanders
DD256657A1 (en) EQUIPMENT FOR THE INPUT AND OUTPUT OF LIQUID AND / OR GAS-CONTAINING LIQUID PRODUCTS IN AND OUT OF PRESSURE PLANTS
DE8500429U1 (en) Device for treating workpieces by means of temperature and pressure surges by igniting a gas mixture, in particular thermal deburring system
DD256656A1 (en) DEVICE FOR PRESSURE ENERGY RECYCLING OF LIQUIDS WHICH MAY BE GAS AND SOLIDS-FILLED
DE102008021629A1 (en) Apparatus for the production of raw materials, fuels and fuels from organic substances
DE2037973A1 (en) Autoclave system

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210721

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20230803