EP3897900A2 - Vorrichtung und verfahren zum kontinuierlichen hochdruckbehandeln von schüttgut sowie verwendung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum kontinuierlichen hochdruckbehandeln von schüttgut sowie verwendung

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EP3897900A2
EP3897900A2 EP19832108.5A EP19832108A EP3897900A2 EP 3897900 A2 EP3897900 A2 EP 3897900A2 EP 19832108 A EP19832108 A EP 19832108A EP 3897900 A2 EP3897900 A2 EP 3897900A2
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EP
European Patent Office
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pressure treatment
pressure
bulk material
volume
continuous
Prior art date
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Pending
Application number
EP19832108.5A
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English (en)
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
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Publication date
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    • C08J2300/30—Polymeric waste or recycled polymer
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    • C12C3/00—Treatment of hops
    • C12C3/04—Conserving; Storing; Packing
    • C12C3/08—Solvent extracts from hops
    • C12C3/10—Solvent 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 with at least one actuator for adjusting the material flow in 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 referred to 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 manufacture of various intermediate and end-user products, especially from the food industry, the number of variants is also different from Extraction process comparatively high. This is also reflected in the different variants with regard to construction and the 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.
  • extraction in particular extractive solvent removal
  • a basket-like insert which is also referred to as a product holding basket, is usually used to arrange the bulk material in the high-pressure treatment volume (i.e. in the receiving cavity for the granulate defined by the pressure container), for example with a volume of approx.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • EP 1 725 706 B1 describes the transfer of pretreated solid as a suspension to a high pressure stage.
  • the object of the invention is to provide a device and a method with the features described at the outset, with which the high-pressure treatment of bulk material can be simplified or the device or process engineering outlay associated with the high-pressure treatment can be reduced, in particular with the highest possible efficiency of the method (Throughput per unit of time). Aspects of Occupational safety and health risks can be taken into account. 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 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 / remaining stationary (static) during the high-pressure treatment, whereby 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, and the bulk material is conveyed by the high-pressure treatment volume by means of a rotary actuating movement or as a function of at least one translatory actuating movement, in particular by continuous or discontinuous relocation of a single batch or a plurality of partial batches.
  • a / the rotary actuating movement is preferably carried out by rotating a rod or shaft or similar rotary drive means arranged in the high-pressure treatment volume (optionally guided through the wall of the pressure vessel device), and takes place about at least one longitudinal axis or actuating axis of the pressure vessel device arranged centrally or eccentrically in the inner volume .
  • several rotary positioning movements around several positioning axes can take place.
  • a material flow of one or more batches can be ensured through the entire high-pressure treatment volume by means of a respective adjusting movement.
  • a material flow of a plurality of partial batches can be ensured over a section along the material flow path through the high-pressure treatment volume by means of a respective adjusting movement.
  • the rotary actuating movement can be a continuous and / or an at least temporarily actuated movement.
  • the (respective) rotary actuating movement can be specified uniformly for the entire high-pressure treatment volume, and / or at least at times can be specified specifically for individual predefinable high-pressure treatment levels.
  • a / the translational actuating movement is preferably carried out by translating a rod or similar drive means arranged in the high-pressure treatment volume (optionally led through the wall of the pressure container device), in particular along at least one longitudinal axis or adjusting axis of the pressure container device arranged centrally or eccentrically in the inner volume.
  • Several translational positioning movements can optionally be carried out.
  • a material flow of one or more batches can be ensured through the entire high-pressure treatment volume by means of a respective adjusting movement.
  • a material flow of a plurality of partial batches can be ensured over a section along the material flow path through the high-pressure treatment volume by means of a respective adjusting movement.
  • the translational actuating movement can be a continuous and / or an at least temporarily timed actuating movement.
  • the (respective) translatory adjusting movement can be uniform for the whole High-pressure treatment volumes are specified, and / or at least from time to time are specified specifically for individual predefinable high-pressure treatment levels.
  • 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 controllable, especially independent of material flow and high pressure conditions in the second step sequence V2.
  • the discontinuous procedure upstream and downstream of the high-pressure treatment
  • 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 in particular also be set 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).
  • 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 at the high-pressure level is optionally continuously unchanged without any time interruption and (at least theoretically ) can be carried out without time restriction and (at least theoretically) without restriction with regard to the amount (mass, volume) of the bulk material treated, in particular also with continuous material flow within the high-pressure treatment volume.
  • the desired or required high pressure can be ensured at any desired 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 either be 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.
  • 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.
  • 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 volumes are driven, especially in connection with the supply and / or discharge of material.
  • a stationary 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 arranged in a stationary manner.
  • the pressure vessel device or the entire arrangement does not have to take on any function with regard to bulk material shifting by shifting the high-pressure treatment volume.
  • no displacement of the high-pressure treatment volume relative to the other components of the arrangement is necessary.
  • the material flow function does not have to be fulfilled by means of the high-pressure treatment volume.
  • high-pressure treatment volume does not have to be moved (neither absolutely nor relatively) in order to ensure the continuity of the process (continuous material flow). Rather, the bulk material can be supplied to the high-pressure treatment volume and discharged again without having to interrupt the high-pressure treatment.
  • One or more (continuous or discontinuous) actuating movements can optionally be carried out within the high-pressure treatment volume, in particular to define a specific type of material flow in the continuous high-pressure treatment, but the high-pressure treatment volume can remain stationary. This not least facilitates the coupling of the high-pressure treatment volume 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 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 limit the entire material flow path of the bulk material provided for the high-pressure treatment.
  • the high-pressure treatment volume can therefore also be as a high pressure treatment cavity enclosed by the pressure vessel device in a high pressure-tight manner can be described.
  • 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 for material flow and high pressure medium in counterflow to one another can also be advantageous.
  • the high-pressure medium can correspond to an extraction medium used.
  • the manner in which bulk material 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 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.
  • This can be done in particular according to two variants.
  • 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 for one to provide the respective bulk goods batch for the pressure container 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, depending on the high pressure level, in particular in several stages. The respective container can be locked for this.
  • a comparatively long expansion line can optionally also be provided, in particular immediately downstream of the second sequence of steps 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 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 granulate (bulk material) can be introduced into the high-pressure container at extraction pressure and can be discharged again after a defined time.
  • extraction medium can also be continuously conveyed through the high-pressure container.
  • a pressure vessel device with a translatory conveying device in the form of a push rod with pivotally mounted plates for defining series-connected cavities for partial batches in the high-pressure treatment volume in the respective cavity can be filled with bulk material up to half the maximum filling height, in relation to a volume of the unexpanded bulk material, so that for the high-pressure treatment, a doubling of the volume of the bulk material is tolerable when the high-pressure treatment volume is gradually passed through from cavity to cavity.
  • 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 (high-pressure treatment volume).
  • the process pressure prevails at all times, so that in the second volume, the high pressure treatment can be carried out in a continuous manner.
  • the treated bulk material (granulate) is conveyed from the second volume (continuously or in individual partial batches) to a third volume in which the relaxation can take place. Exemplary embodiments according to the invention are described in more detail below.
  • 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.
  • a pressure vessel device with a conveyor in the form of a screw conveyor, in particular in a horizontal orientation can be filled with bulk goods up to half the maximum fill level in relation to a volume of the unexpanded bulk goods, so that a doubling of the volume of the bulk goods is tolerable for the high pressure treatment .
  • 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 in particular have the following components:
  • Pressurization device with at least one pump set up to apply high pressure to the granulate in the first step sequence V1;
  • 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;
  • Inlet / outlet member and optionally also inlet / outlet fitting in particular each comprising a connecting piece (connection), the outlet member being part of an outlet fitting, in particular also comprising a downpipe;
  • Granules or bulk goods are fed under high pressure into the pressure vessel device, in particular directed to the lower end of a conveyor device or to the upper side of a translationally displaceable and / or pivotable level, and / or the granules (in particular a partial batch) is promoted from one partial volume to an adjacent partial volume.
  • a / the conveying device conveys the bulk material in the high-pressure treatment volume by moving the bulk material along the material flow path in the
  • High pressure treatment volume especially upwards and further into a downpipe.
  • extraction medium in particular C0 2
  • 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.
  • the bulk material is passed into one of several expansion tanks. These are shut off with a valve, whereupon the relaxation can take place in the respective relaxation tank.
  • a further exemplary embodiment (in particular a second variant) can, in a modification or in addition to the variant described above, in particular have the following components:
  • pivotable and / or translationally displaceable levels or plates arranged individually or in pairs in a plurality of translational longitudinal positions.
  • the conveying device is in particular arranged within a tube made of perforated sheet metal or wire mesh (inside the bulkhead arranged inside the high-pressure treatment volume), which is permeable to fluids, but acts as a bulkhead for the bulk material.
  • the bulk material is brought to pressure as already described and introduced into the high-pressure treatment volume at the appropriate connection piece (inlet fitting).
  • the bulk material is conveyed through the high-pressure treatment volume by means of the conveying device, while at the same time C0 2 is passed through the bed, for the extraction of the solvent from the bulk material.
  • Liquid solvent can pass through a fluid-permeable wall (internal partitioning, for example with perforated sheet metal) and be collected and discharged at an exit point, in particular on an underside of the pressure vessel device.
  • the bulk material can be discharged, for example, by falling or being discharged into an outlet connection at one end of the tube / extractor.
  • the relaxation can be carried out as in the variant described above.
  • a piston engine with (in relation to a pump) reverse function can be used for the relaxation.
  • This piston engine 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 that is set up to supply the high pressure medium with energy via mechanical work To remove relaxation, in particular by means of pistons or turbines driven by the high pressure medium.
  • relaxation in the third step sequence V3 can take place in particular 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 (respective) 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.
  • the bulk material in the first step sequence V1, 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 extraction medium
  • the C0 2 extraction medium
  • 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 bulk material can be shifted by means of rotary adjustment movements.
  • externally operable / unlockable check valves can also be provided, in particular in order to facilitate regulated conveying of the bulk material.
  • the pressure vessel device can be heavily utilized in the respective mode of operation, in particular in terms of space almost 100% with regard to the volume available for high pressure treatment, and in particular also in terms of time (no time intervals without high pressure treatment). Pressure build-up or relaxation phases are not necessary. Compared to a discontinuous process, only a fraction of the load changes are required, if at all. Ultimately, there are also economic advantages, in particular thanks to the high throughput of bulk material.
  • individual partial batches are supplied to the high-pressure treatment volume and / or discharged from the high-pressure treatment volume during the high-pressure treatment. Handling the material flow in partial batches can also provide advantages in terms of pressure build-up and relaxation.
  • a constant displacement speed of the bulk material or a clocking of a discontinuous partial batch-wise displacement, in particular between individual high-pressure treatment levels, and thereby the dwell time or the high-pressure treatment time for the bulk material in the high-pressure treatment volume is set by means of the rotary actuating movement.
  • This also provides an advantageous distribution, mixing and / or flow around the bulk material or the respective batch.
  • the volume available for the high-pressure treatment can be used well, in particular by adapting the bed volumetrically to the available high-pressure treatment volume with regard to volume increases.
  • the bulk material flow is regulated in continuous high-pressure treatment by the bulk material being shifted continuously or in individual discontinuous partial batches in the high-pressure treatment volume by the rotary actuating movement depending on the size and / or a timing of supplied (partial) batches.
  • This adjustability can further improve the variability of the entire process.
  • a timing with alternating direction of an actuating movement can also be provided, for example for a back and forth movement.
  • the inlet and the outlet can be provided on the same side of the pressure vessel device.
  • the direction of material flow within the high-pressure treatment volume can be reversed, in particular by switching the direction of rotation of at least one rotary actuator.
  • the pressure vessel device is arranged inclined, in particular with an inclination of the longitudinal axis in the range of approximately 10 to 30 degrees with respect to the horizontal plane, the inclination being able to increase or decrease in the direction of material flow.
  • the pressure vessel device is arranged inclined, in particular with an inclination of the longitudinal axis in the range of approximately 10 to 30 degrees with respect to the horizontal plane, the inclination being able to increase or decrease in the direction of material flow.
  • 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 is provided for the fluidized bed (in particular in the form of a displaceable or pivotable flap level or as a rotatable or rotating plate level), in particular at a lower end of the
  • 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 treated bulk materials. For example, with polystyrene (PS) granules, a targeted surface treatment can also be carried out. For example, with polystyrene (PS) granules, a targeted surface treatment can also be carried out.
  • the gas flow is preferably reduced (reduced throughput) and the bulk material can be collected at the (respective) treatment level.
  • 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.
  • the high-pressure treatment step sequence V2 is carried out exclusively at the one (single) high-pressure level.
  • the (single) high-pressure level can be maintained also makes the continuous process more precise, because without the need for pressure fluctuations, the effect of high pressure treatment on the bulk material can be adjusted as precisely as possible, in particular via the dwell time, in particular depending on a single predefined / predefinable pressure levels.
  • 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.
  • partial batches can also be supplied at the desired high pressure level.
  • 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 first step sequence is preferred on the output side provided pressure at least as high as the high pressure level. This can also favor the material flow.
  • 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.
  • the (partial) batch material flow quantity that can be set in batches is calculated as a function of the Sequence of steps envisaged for the bulk material throughput (absolute material flow) or the high pressure level.
  • 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.
  • the relaxation of the batch-wise bulk material flow quantity in particular the size of the respective (partial) batch and / or a timing of the (partial) batches, as a function of the bulk material flow or the high-pressure level in the high-pressure treatment -Step sequence 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.
  • 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.
  • the factor can, for example, also be 10 or 100, depending on the application and the type of bulk material.
  • 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 a discontinuous displacement of high-pressure-treated partial batches between individual high-pressure treatment levels.
  • the bulk material flow is regulated in continuous high-pressure treatment, in that the bulk material is displaced 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.
  • 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.
  • advantageous configurations with regard to the high pressure treatment V2 step sequence are explained.
  • 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 (that is to say from high-pressure treatment level to high-pressure treatment level) in the high-pressure treatment volume during high-pressure treatment V2 by means of the rotary or translational actuating movement and / or shifted in response to the rotational or translational actuating movement.
  • further high-pressure treatment levels that is to say from high-pressure treatment level to high-pressure treatment level
  • 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.
  • 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.
  • the direction of material flow and the direction of flow of high-pressure medium can also be coordinated.
  • 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 and / or by clocking rotary or translatory actuators or optionally also gravitational force driven or optionally additionally by adjusting the speed or by clocking translatory actuators optionally additionally provided.
  • 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 a 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, namely a material flow direction predetermined by the rotary or translational actuating movement and in a second gravitational force-driven material flow direction.
  • This also makes it possible to implement advantageous configurations for moving the bulk material in the high-pressure treatment volume.
  • the entry and the discharge of the material can optionally take place at the same end of the pressure vessel device, for example on the floor.
  • the continuous high-pressure treatment comprises continuously displacing the bulk material against gravity (or gravitational force) by supplying potential energy into the bulk material by means of the rotary or translational actuating movement. In this way, the discharge of bulk material from the high-pressure treatment volume can be optimized in particular.
  • 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 means of a rotation or translation, in particular by a rotation or translation, of at least one rotary or translational actuating element about an axis of rotation oriented in the material flow direction.
  • the continuous high-pressure treatment comprises shifting the bulk material in batches by means of rotation or translation, in particular by means of temporally timed rotation or translation of at least one rotary or translatory actuator.
  • the rotary actuating movement can advantageously be coupled into the high-pressure treatment volume.
  • the continuous high-pressure treatment can optionally also comprise a continuous displacement of the bulk material or a discontinuous displacement between individual high-pressure treatment levels, each by translating at least one optionally additionally provided translatory actuating element, in addition to at least one rotary actuating movement. In this way, the material flow can also be decoupled from gravity.
  • the continuous high-pressure treatment comprises, at least in sections, an autonomous, gravitational force-driven continuous displacement of the bulk material.
  • this also provides a lean construction in terms of device technology, the material flow being able to take place at least in sections in an autonomous manner, for example in connection with a downpipe.
  • the continuous high-pressure treatment comprises fluidizing the bulk material, in particular in at least one fluidized bed, in particular in an area on the outlet side of the pressure vessel device.
  • the at least one fluidized bed is in particular generated exclusively by means of an extraction medium.
  • 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 means of turbulent flow behavior and associated turbulent fluidization 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 vortex areas).
  • the continuous high-pressure treatment comprises a continuous displacement of the bulk material by means of a continuous rotary actuating movement or by means of several discontinuous translatory actuating movements, in particular with the rotary actuator designed as a screw conveyor or coupled to a screw conveyor, or in particular with the translatory actuator designed as a push rod with at least one gas-permeable plate pivotally mounted thereon.
  • This also provides a device technology structure for a wide range of applications.
  • the positioning axis of the rotary actuator can define the axis of rotation of a screw conveyor.
  • the continuous high-pressure treatment comprises a discontinuous gravitational force-driven displacement of the bulk material by several discontinuous rotary actuating movements, in particular with the rotary actuator in the form of a shaft with at least one gas-permeable plate with at least one passage segment connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the rotary actuating movement can also be specified via the respective high-pressure treatment level (opposite kinematics; vice versa).
  • the continuous high-pressure treatment comprises discontinuous displacement of the bulk material in individually displaced / relocatable partial batches, in each case between predefined high-pressure treatment levels, in particular between high-pressure treatment levels, each defined by at least one gas-permeable plate or gas-permeable bulkhead that is arranged horizontally or inclined relative to the horizontal (in particular, can be actuated by rotation).
  • predefined high-pressure treatment levels in particular between high-pressure treatment levels, each defined by at least one gas-permeable plate or gas-permeable bulkhead that is arranged horizontally or inclined relative to the horizontal (in particular, can be actuated by rotation).
  • 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.
  • 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.
  • the plate can be in inclined orientation and / or can be arranged pivotably, alternatively also rotatably or additionally also translationally displaceable, or vice versa.
  • 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.
  • 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.
  • the ambient pressure can also be increased in relation to atmospheric pressure, in particular in the range from 3 to 10 bar.
  • Bulk material discharged from the high pressure treatment volume can also be conveyed based on a pressure difference (suction conveyance). 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.
  • 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).
  • 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 ball valve, a seat-cone fitting (fitting in the narrower sense) and / or a flap.
  • the relaxation sequence comprises a partial batch discharge of bulk material, the partial batch discharge being carried out by means of an outlet fitting with at least one outlet element, 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 sequence of steps.
  • 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).
  • inlet and / or outlet fittings are activated, in particular as a function of gravimetric measured values of partial batches of bulk material recorded in real time. This favors further optimization measures, especially with regard to material flow.
  • the continuous high-pressure treatment comprises at least one continuous extraction, in particular extraction of 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 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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
  • solids are subjected to extraction. The following can be mentioned as examples of high-pressure treated bulk goods:
  • Granules in particular polymer granules
  • airgel bodies pellets, powders, beans, particles and / or other free-flowing accumulations of a large number of bodies.
  • the continuous high-pressure treatment comprises high-pressure medium flowing through the bulk material, in particular in countercurrent to a continuous or discontinuous displacement (or
  • 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.
  • an active pressure control in the direction of the target 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.
  • the high pressure level can be considered / defined according to the present definition as constant.
  • the pressure container device comprises a pneumatic, hydraulic, electrical, electromagnetic and / or magnetic drive unit, which is coupled to at least one rotationally actuatable treatment level, in particular by means of an actuator.
  • a pneumatic, hydraulic, electrical, electromagnetic and / or magnetic drive unit which is coupled to at least one rotationally actuatable treatment level, in particular by means of an actuator.
  • the at least one translational actuator is designed as a pull and / or push rod (unidirectionally or bidirectionally actuating), which extends in the radial direction. This also provides advantages in terms of customizable control of a single one of a large number of high-pressure treatment levels.
  • the translatory actuator has a promoting effect on the bulk material for material flow at least approximately in the direction of gravity. Last but not least, this also has advantages in terms of gravity-driven discharge of bulk material.
  • the translational actuating movement sets a displacement speed or a clocking of a discontinuous partial batch-wise displacement, in particular between individual high-pressure treatment levels or between individual partial volumes, the residence time or the high-pressure treatment time for the bulk material in the high-pressure treatment volume thereby being set.
  • the bulk material is conveyed in batches through the high-pressure treatment volume in batches during the high-pressure treatment, in that the translational actuator is moved back and forth between a first stroke position and a second stroke position and thereby actuates at least one swivel kinematics for the passage or blocking of material flow.
  • the bulk material is conveyed in batches through the high-pressure treatment volume in batches during the high-pressure treatment, in that the translational actuator is moved back and forth between at least two translationally displaceable levels between a first stroke position and a second stroke position.
  • the bulk material is conveyed in batches through the high-pressure treatment volume in batches during the high-pressure treatment, in that the translational actuator is moved back and forth between a first stroke position and a second stroke position, the respective stroke position being defined in each case by a fixedly arranged high-pressure treatment level.
  • the bulk material is conveyed in batches through the high-pressure treatment volume in batches during the high-pressure treatment, in that the translational actuator is moved back and forth between a first stroke position and a second stroke position, the first stroke movement from the first to the second stroke position being a blocking stroke movement with a displaced pivoting kinematics and a passing pivoting kinematics, and wherein the second lifting movement from the second to the first stroke position is a permitting lifting motion with a displacing pivoting kinematics arranged and a blocking pivoting kinematics arranged.
  • the bulk material for the high-pressure treatment is arranged on at least one predefined first high-pressure treatment level and, based on this first high-pressure treatment level, is shifted between further high-pressure treatment levels in the high-pressure treatment volume during the high-pressure treatment by means of the respective translational actuating movement.
  • a discontinuous partial batch transfer between individual high-pressure treatment levels during high-pressure treatment by means of the respective translational actuating movement sets a dwell time of the bulk material in the high-pressure treatment volume, in particular by clocking the respective translatory actuating element, in particular by clocking a plurality of translatory actuating elements, in each case as a function of time.
  • the continuous high-pressure treatment comprises a discontinuous batch-wise gravitational force-driven displacement of the bulk material, in particular at least approximately in the direction of gravity.
  • the continuous high-pressure treatment comprises discontinuous partial batch displacement of the bulk material by a plurality of individual translatory positioning movements, in particular back and forth movements, in particular with at least one translatory positioning element in the form of a push rod with at least one pivot kinematics mounted axially fixed thereon.
  • the continuous high-pressure treatment comprises a discontinuous partial batch-wise gravitational force-driven displacement of the bulk material by several discontinuous translatory positioning movements, in particular with at least one translatory positioning element in the form of a push / pull rod with at least one unidirectionally locking pivoting kinematics comprising at least one gas-permeable plate.
  • Control device set up to carry out a previously described method wherein the control device is coupled to at least one sensor unit set up 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
  • 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, the control device being configured to evaluate and regulate a rotary actuating movement or a translatory actuating movement in each case for specifying the bulk material -Material flow through a / the high pressure treatment volume.
  • the control device or the sensor unit can be connected to an actuator
  • Pressure vessel device can be coupled.
  • the respective sensor unit can in particular also be coupled to an inlet or outlet fitting or integrated therein.
  • High-pressure treatment arrangement set up 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;
  • 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;
  • 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;
  • the pressure vessel device for the high pressure treatment can be arranged / arranged in a fixed manner and is set up for continuous high pressure treatment solely by means of the one (single) fixedly arranged high pressure treatment volume at the high pressure level, and wherein the pressure vessel device is a rotary actuator (an actuator which can be adjusted by rotation) or an actuator which can be displaced in translation has and is set up for a rotary adjustment movement or for at least one translatory adjustment movement in each case for the displacement of the bulk material during the high pressure treatment by the high pressure treatment volume, in particular from an inlet fitting to an outlet fitting or to a unit coupled to the outlet fitting.
  • 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.
  • 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.
  • the high-pressure treatment arrangement is set up to discharge individual partial batches from the high-pressure treatment volume during the high-pressure treatment. This also allows the material flow to be adjusted in a flexible manner or be regulated.
  • at least one predefined first high-pressure treatment level or optionally also further high-pressure treatment levels can be provided, each configured to arrange 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.
  • 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 can be regulated individually, 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.
  • the rotary actuator is designed as a screw conveyor, in particular with its longitudinal axis in alignment with the longitudinal axis of the high-pressure treatment volume or parallel to it. Last but not least, this provides a very robust structure.
  • the rotary actuator is designed as a screw conveyor, which extends around a down pipe for discharging the bulk material. Last but not least, this also has advantages in terms of gravity-driven discharge of bulk material.
  • the rotary actuator is designed as a screw conveyor, which is arranged in a fluid-permeable, in particular gas-permeable and bulk material partitioning tube (internal partitioning). Last but not least, this favors the separation of extracted media from the bed.
  • the rotary actuator is designed as an eccentric screw arranged in the high-pressure treatment volume, optional also several actuators can be provided. Last but not least, this also allows for variations in the dwell time. In particular, comparatively sensitive, sensitive bulk goods in smaller partial batches can simultaneously be simultaneously treated with high pressure.
  • the rotary actuator is set up to actuate at least one plate with at least one passage segment, to arrange or to pass bulk material in each case in a high-pressure treatment plane defined by the plate. This also favors a partial batch transfer of the bulk goods.
  • 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.
  • 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.
  • the inlet fitting for the partial batch feed of the bulk material to the second step sequence V2 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 pressure container device defines an at least approximately vertically oriented material flow direction through the high-pressure treatment volume, in particular through the rotary actuating movement. This also offers advantages through the use of gravity; the discharge of the bulk material can also be simplified.
  • the pressure vessel device defines a material flow direction that is inclined with respect to the vertical or the horizontal, in particular at an angle of 10 to 30 °, in particular by the rotary actuating movement.
  • the material flow direction can be specified by means of the actuating movement.
  • the pressure container device defines an at least approximately horizontally oriented material flow direction, in particular by means of the rotary actuating movement.
  • This also provides advantages in terms of draining extracted media, particularly in terms of collecting and discharging liquid solvent.
  • the material flow can also be set and controlled largely independently of gravitational forces, so that comparatively high variability with regard to the selection of the bulk material (mass, density, surface quality) can also be ensured.
  • the use of non-return valves may also be advantageous, in particular as barriers between individual compartments of the high-pressure treatment volume.
  • 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.
  • the plate preferably extends only over approximately 3/4 of the diameter of the pressure vessel device.
  • the plates can be cascaded be arranged to each other. This configuration is also advantageous with regard to volume changes in the bulk material.
  • a horizontal arrangement can also be understood to mean an arrangement at least approximately orthogonal to the longitudinal extent of the pressure vessel device.
  • a plurality of high-pressure treatment levels are defined in the high-pressure treatment volume by gas-permeable plates, each of which is arranged in pairs, one of which is in a rotationally fixed connection with the rotary actuator. This also enables a simple, robust construction in which the material flow between individual levels can be predefined in a simple manner.
  • a plurality of high-pressure treatment levels are defined in the high-pressure treatment volume by gas-permeable plates arranged in pairs, each of which is axially fixed to the respective translational actuating element via a pivoting kinematics, in particular with pivoting kinematics which block on one side.
  • a plurality of high-pressure treatment levels are defined in the high-pressure treatment volume each by at least one gas-permeable plate with bevels and with at least one passage segment, in particular in an aligned arrangement centrally in the high-pressure treatment volume. Last but not least, this also facilitates an arrangement that is gentle on the granules and has advantageous bed thicknesses.
  • the rotary or translationally displaceable actuator is set up for individually actuating one high-pressure treatment level of the pressure vessel device and / or for simultaneous synchronous actuation of all high-pressure treatment levels of the pressure vessel device.
  • the actuator can, for example, be connected in a rotationally fixed manner to a plate in a respective high-pressure treatment level.
  • a locking mechanism can also be provided.
  • the pressure vessel device has at least one rotationally displaceable actuator designed to actuate at least one high-pressure treatment level of the pressure vessel device, and in particular optionally additionally also a translationally displaceable actuator, in particular at least one actuator that is coupled from the environment into the high-pressure treatment volume in a pressure-tight manner.
  • High-pressure treatment volumes can be shifted individually.
  • 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
  • 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.
  • the translational actuator can be moved back and forth between a first stroke position and a second stroke position, the first and second stroke positions each being defined by a high-pressure treatment level.
  • the translational actuator is kinematically coupled to a pivoting kinematics that can be arranged in a blocking and permeable manner. Last but not least, this favors the relocation of partial batches using robust, simple kinematics.
  • the pressure vessel device has at least one pivoting kinematics which can be arranged in a blocking and permeable manner and are arranged in a fixed manner in the high-pressure treatment volume.
  • the pressure vessel device has at least a first and at least a second pivoting kinematics, which are respectively blocking and transmitting in the same pivoting direction.
  • the pressure vessel device has at least one displaceable pivoting kinematics which are coupled to the translational actuating element, and therefore at least one second pivoting kinematics which are arranged in a stationary manner in the high-pressure treatment volume.
  • This favors a batch-wise conveying of partial batches through the high-pressure treatment volume in predefined length sections.
  • the local arrangement of the bed can thus be predefined in a comparatively exact manner. This can e.g. can also be advantageous with regard to impregnation or series connection of several high-pressure treatment steps.
  • the first and second pivot kinematics of the pressure container device are designed to pivot autonomously without a pivot drive, that is to say pivoting solely in response to translational movement or in response to a force exerted by bulk material.
  • a respective high-pressure treatment level is defined by at least one gas-permeable plate.
  • the pressure vessel device has at least one drive unit and a plurality of actuators in the form of push / pull rods set up for bidirectional translational actuation of the respective high-pressure treatment level, in particular with the actuators in a linear arrangement next to one another in a transverse plane.
  • the respective high-pressure treatment level or a plate of the high-pressure treatment level is coupled via at least one adjusting lever and two swivel joints to an actuatable actuator that is guided into the high-pressure treatment volume in a high-pressure-tight manner.
  • This kinematics in particular also enables a bidirectionally controllable swiveling movement.
  • the pressure container device comprises a pneumatic, hydraulic, electrical, electromagnetic and / or magnetic drive unit which is coupled to the at least one level or high-pressure treatment level. With regard to the type of drive, the optimization can take place in the respective application.
  • the translational actuator is designed as a push rod, in particular with its longitudinal axis in alignment with the longitudinal axis of the high-pressure treatment volume or parallel to it. This also favors a simple construction.
  • the translational actuator is designed as a push rod with a plurality of pivot kinematics connected axially fixed thereto. This can simplify the entire kinematics, in particular thanks to a central actuating movement.
  • the 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 displaced in partial batches, in particular between individual high-pressure treatment levels, at predefinable / predefined times by the bulk material being used by means of at least one rotary actuating movement or depending on at least one translatory actuating movement is promoted (shifted) through the high-pressure treatment volume, in particular using the pressure vessel 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 at 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 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 that the bulk material is conveyed through the high-pressure treatment volume by means of at least one rotary actuating movement or as a function of at least one translatory actuating movement
  • Use of the pressure container device in a previously described method in particular use of the pressure container device in a previously described high pressure Jerk treatment arrangement, especially under high pressure at pressures above 40 to 1000 bar.
  • the 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 in the form of aerogels, by extraction and / or by impregnation in a closed system which is sealed off from the environment in a high-pressure-tight manner, the continuous high-pressure treatment V2 being a sequence of steps between pressurization V1 and a relaxation V3 is carried out, the bulk material being treated in a fixedly arranged high-pressure treatment volume Vi in a continuous manner at the high-pressure level, the bulk material being continuously displaced in the pressure vessel device or in partial batches, in particular between individual high-pressure treatment levels, at predefined / predefined times is by the bulk material by means of at least one rotary actuating movement or by means of at least one translatory actuating movement by the high pressure treatment volume is conveyed through, in particular using the pressure vessel device in a previously described method, in particular Use of the pressure container device in a high-pressure treatment arrangement described above, in particular under high pressure at pressures above
  • FIG. 1A, 1B each in a schematic representation or in an at least partially sectioned 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 one exemplary embodiment;
  • FIG. 2 in a sectional side view in a schematic representation
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of individual steps of a method according to a
  • Fig. 7A in a schematic representation or in at least partially sectioned
  • FIG. 1A, 1B show individual variants of a high-pressure treatment arrangement 100 according to the invention.
  • Individual variants of a pressurization device 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f are shown for a first step sequence V1.
  • 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, 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.
  • individual variants of a pressure vessel device 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g (reference to rotary actuating movement) of the high-pressure treatment arrangement 100 are shown for a second sequence of steps V2.
  • a relaxation device 30, 30a, 30b, 30c, 30d of the high-pressure treatment arrangement 100 are shown for a third sequence of steps V3.
  • a plurality of expansion units 31 can be provided, which can be coupled to a respective 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 31 to an outlet fitting 35 for the final discharge of the bulk material.
  • a control device 101 indicated by way of example for variant 20b is connected to or comprises a logic unit 103.
  • 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.
  • 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 step sequence V2 are shown in detail in FIGS. 2 to 5C.
  • the pressure vessel device 20a shown in FIG. 1A illustrates the use of a rotary actuator in a horizontal orientation; this variant is also described in detail in FIGS.
  • the pressure vessel device 20b shown in FIG. 1A illustrates the use of a rotary actuator in a vertical orientation; this variant is also described in detail in FIG. 2.
  • the pressure vessel device 20c shown in FIG. 1A illustrates the use of a rotary actuator in a vertical orientation, the actuator being coupled to a plurality of levels or plates; this variant is also described in detail in FIGS.
  • the pressure vessel device 20d shown in FIG. 1A is distinguished (in contrast to the pressure vessel device according to variant 20c) by an annular gap for supplying or removing extraction medium or extracted solvent; Another annular gap can be provided on the central tube (double tube; tube-in-tube) inside the high-pressure treatment volume, at least one outlet being provided for each high-pressure treatment level, in particular in such a way that the extraction medium in the respective high-pressure treatment level radially (inwards or outwards) outside) can flow through.
  • the keyword “cross flow” can be mentioned: the inner tube and the outer double wall are designed to be fluid-permeable, so that the fluids used flow through the respective bed in the radial direction.
  • the individual high-pressure treatment levels are preferably not made fluid-permeable, but rather fluid-impermeable.
  • the pressure vessel device 20e shown in FIG. 1B illustrates the use of a rotary actuator in a vertical orientation, the actuator being coupled to a multiplicity of levels or plates, each level being arranged radially spaced from the inner wall of the pressure vessel arrangement by an internal partition. so that an annular gap lying radially outside of the batch is created.
  • the rotation kinematics can be permanently installed together with the levels or can be retrofitted individually for each level.
  • the pressure container device 20f shown in FIG. 1B shows the use of a rotary conveying device which is supported on the cover of the pressure container device. This variant makes it possible, for example, to adapt the conveying device to the type of bulk material being treated.
  • the pressure vessel device 20g shown in FIG. 1B illustrates the use of a rotary actuator in an inclination with respect to the horizontal and vertical; Variants of this exemplary embodiment are also described in detail in FIGS. 3.
  • the continuity of the high-pressure treatment in the variants 20a, 20b, 20e, 20f, 20g according to FIG. 1A, 1B, 2, 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 5A, 5B, 5C, in particular thanks to the high-pressure level High-pressure treatment volume Vi are ensured in particular in combination with a single, in particular homogeneous, rotary actuating movement (optionally constant rotational speed) for moving the batch against gravity and for gravity-driven discharge from the high-pressure container, or for moving the batches in at least approximately a horizontal direction. If the container is arranged horizontally, the batch can also be optimally stored / relocated with regard to pressure / compression and expansion options.
  • the fill can also form as a single continuous batch even when material is fed in batches.
  • the batch can also be moved 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).
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in the variants 20c, 20d according to FIG. 1A, in particular thanks to the high-pressure treatment volume Vi maintained 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 one individual rotary actuation movement or in response to actuation movements activated individually for each level.
  • the respective pressure vessel device 20 has, in particular, components from the following group: internal partitioning 21, inlet fitting 22, high-pressure-resistant wall 23, heating device, in particular heating jacket 24, outlet fitting 25, inflow / outflow fitting 26, inflow / outflow fitting 27, rotary actuator 28.
  • FIG. 2 shows a variant of the high-pressure treatment arrangement 100, in which a rotary actuator 28 (in particular rod / shaft) is coupled in a rotationally fixed manner to a conveyor device 28.1 in the form of a conveyor screw, and the conveyor screw is coupled to a down pipe 25.2 of an outlet fitting 25.
  • a rotary actuator 28 in particular rod / shaft
  • This variant also has the advantage that the bulk material can be shifted against gravity in a comparatively well-controlled manner, in particular in the case of comparatively long dwell times, and can also unfold before being discharged, that is to say not in the form of a sealed, packed bed. Last but not least, this also favors an operationally reliable material flow with a minimized risk of material jam or disadvantageously strong mechanical pressure on the bed.
  • the entire conveyor can be inserted into the high-pressure treatment volume and, for example, screwed to the lid of the high-pressure container and / or supported at least laterally on the inner wall 23.
  • Sieve-like inserts can be provided on the inside of the inflow and outflow fittings 26, 27, in particular for retaining bulk material.
  • the fitting 26 can also be arranged in the lid of the pressure vessel device.
  • a material flow of an individual batch through the entire high-pressure treatment volume can be ensured by means of the actuating movement, which is preferably continuous in this exemplary embodiment and which takes place about a single longitudinal axis or actuating axis L.
  • the batch is composed of individual partial batches fed into the high-pressure treatment volume, but is treated and relocated as a single batch within the high-pressure treatment volume.
  • Extraction medium can circulate via the inflow / outflow fittings 26, 27.
  • 3A, 3B, 3C show in detail a variant of the high-pressure treatment arrangement 100 with an inclined arrangement of the pressure vessel device 20.
  • the inclined arrangement can provide advantages in certain bulk materials with regard to material flow and also with regard to the density of the filling (porosity); In addition, the loading of the bed with extraction medium and the discharge / discharge of extract or solvent can be favored.
  • the inclined arrangement provides advantages, particularly when extracting solvent, with regard to collecting the solvent in order to be able to discharge the solvent in the liquid state at a central outlet.
  • FIG. 3A also shows an internal bulkhead, in particular a cylindrical bulkhead (fluid-permeable inner wall) 21, which surrounds the rotary actuator 28 and bulkhead the bulk material from an annular cavity.
  • a cylindrical bulkhead fluid-permeable inner wall 21
  • Fluids can advantageously be supplied or removed between the partition 21 and the wall 23.
  • the adjusting movement takes place continuously and / or clocked about a single adjusting axis L for the entire high-pressure treatment volume Vi along the entire material flow path.
  • the energy efficiency can in particular also be optimized by means of an arrangement according to FIG. 3B.
  • the two piston units 33 shown can in particular be aligned with one another with the longitudinal axes in a coaxial arrangement, so that energy recovery and energy use for the other piston unit can be realized when one piston unit is operating.
  • FIG. 4A, 4B, 4C show in detail individual variants of the high-pressure treatment arrangement 100 with an at least approximately horizontal arrangement of the pressure container device 20, with a plurality of rotary actuators 28 optionally being provided, in particular in at least approximately parallel alignment with one another, in particular each coupled to a conveyor 28.1 in one embodiment as a screw conveyor.
  • a variant with three actuators 28 is shown in FIG. 4C.
  • the three variants shown in FIG. 4A differ in that the high-pressure treatment volume Vi can optionally be limited by a partition 21.
  • the cavity defined and limited by the device as the high-pressure treatment volume Vi is delimited by the bulkhead 21 (which can be permeable in particular to fluids, for example due to perforation or perforation or a wire mesh), and the bulkhead is externally delimited by the high-pressure-resistant wall 23, so that an annular cavity V21 lying further outside of the high-pressure treatment volume is defined, which is kept free of bulk material.
  • the partition 21 is not necessarily resistant to high pressure; in particular, the bulkhead is gas-permeable and a bulkhead that only acts on the bulk material.
  • the rotary actuating movement is preferably designed as an actuating movement that displaces the entire batch, in particular as one continuous adjustment movement, which is specified uniformly for the entire high-pressure treatment volume.
  • three rotary actuating movements are provided around an individual actuating axis L, each of which displaces one batch (independently of the other batches) along the entire material flow path in the high-pressure treatment volume, so that despite a plurality of high-pressure-treated batches is not spoken of partial batches.
  • a plurality of batches 3 are arranged in the high-pressure treatment volume Vi, which are shifted individually by means of individual adjusting movements along the respective material flow path (here corresponding to the respective adjusting axis L).
  • the high-pressure treatment volume is divided into several partial volumes by fluid-permeable inner walls 21, in which the high-pressure treatment can be carried out simultaneously.
  • the respective rotary actuating movement can be a continuous and / or at least temporarily actuated movement.
  • the respective rotary actuating movement is specified uniformly along the entire material flow path.
  • this exemplary embodiment also provides advantages with regard to the most homogeneous possible flow or charging of the bed with solvent.
  • 5A, 5B, 5C show in detail a variant of the high-pressure treatment arrangement 100, in which a rotary actuator 28 (in particular rod / shaft) is coupled to a plurality of treatment levels 5, each treatment level 5 being formed by a pair of plates 29; 29a, 29b is defined, of which one is arranged in a stationary and static manner and the other is rotatably displaceable and is connected in a rotationally fixed manner to the actuator 28.
  • a respective partial batch 3.1, 3.2, 3.n can be shifted between the individual treatment levels 5, in particular driven by gravity in response to a relative rotation of the two plates 29a, 29b of a respective treatment level 5 relative to one another.
  • the rotary actuating movement can be at least approximately a continuous movement, or alternatively the rotary actuating movement can also be discontinuous between at least two positions (in particular open position and closed position).
  • 5A shows in detail the use and arrangement of individual treatment levels 5 in the fixed volume Vi, at least one rotary actuator 28 being provided.
  • 5A shows three different media streams: first media stream 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 with which the bulk material is loaded / loaded.
  • the media flows M2, M3 can be single or two-phase.
  • the material flow can also be explained using the example of FIG. 5A: 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 under high-pressure treatment. The bulk material flow is e.g. through several partial batches 4.1 carried out. 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 in particular also arranged on at least one treatment level 5.
  • 5B, 5C illustrate how the respective treatment level 5 can be set in a partitioning state or in a transmitting state.
  • FIG. 5B illustrates a permeable state in which a respective passage segment 29.1 of the upper plate 29a, which is non-rotatably connected to the actuator, is arranged in a rotational position in alignment with a respective passage segment 29.1 of the lower stationary plate 29b.
  • a respective inclined, in particular conical (or full roof-shaped) segment 29.3 of the upper plate 29a is arranged in alignment with a respective flat segment 29.2 of the lower plate 29b.
  • the respective paired plate arrangement 29a, 29b lets through.
  • the inclined surfaces can perform a function as run-off slopes for the bulk material and also reduce the risk of unwanted local bulk material deposits.
  • 5C illustrates a partitioning state in which a respective inclined, in particular conical segment 29.3 of the upper plate 29a is arranged in alignment with a respective passage segment 29.1 of the lower plate 29b in response to a rotary actuating movement Da (change in the angle of rotation).
  • the respective paired plate arrangement 29a, 29b blocks.
  • the individual plates 29 are each designed in particular as a circular disk with the recesses (passage openings) already described.
  • the levels can be actuated individually separately or simultaneously with the rotary actuation movement.
  • the passage openings 29.1 can be arranged in alignment or offset.
  • the plate pair 29 shown in FIG. 5B can also be designed as a pair of two flat plates, each with at least one passage 29.1 for bulk material.
  • the plates are each designed to be fluid permeable.
  • the respective adjusting movement in the exemplary embodiment shown in FIGS. 5A, 5B, 5C can ensure a material flow of a plurality of partial batches 3.1, 3.n over a section along the material flow path through the high-pressure treatment volume Vi.
  • the rotary actuating movement can be a continuous and / or an at least temporarily actuated movement.
  • the (respective) rotary actuating movement can be specified uniformly for the entire high-pressure treatment volume for all high-pressure treatment levels, and / or at least temporarily in each case be specified specifically for individual predefinable high-pressure treatment levels 5.
  • a first step sequence V1 (pressurization) comprises in particular three different steps:
  • 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:
  • the displacement S2.1 comprises at least one rotary actuating movement, in particular by means of at least one actuator in the form of a rod or shaft (rotary drive means), in particular by means of plates coupled to it in a rotationally fixed manner.
  • the shifting can be designed individually with regard to the following aspects: a single or multiple positioning axes; Actuating movement for material flow of one or more batches through the entire high-pressure treatment volume or actuating movement for material flow of a plurality of partial batches over a section along the material flow path through the high-pressure treatment volume; continuous and / or at least temporarily clocked actuating movement; uniform actuating movement for the entire high-pressure treatment volume and / or at least temporarily actuating movement that is specified in each case specifically for individual predefinable high-pressure treatment levels.
  • a third step sequence V3 (relaxation) comprises in particular the following steps:
  • Discharge of bulk material from the expansion volume 7A shows individual variants of a high-pressure treatment arrangement 100 according to the invention.
  • Individual variants of a pressurization device 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f are shown for a first sequence of steps V1.
  • 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, 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.
  • a relaxation device 30, 30a, 30b, 30c, 30d of the high-pressure treatment arrangement 100 are shown for a third sequence of steps V3.
  • a plurality of expansion units 31 can be provided, which can be coupled to a respective 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 31 to an outlet fitting 35 for the final discharge of the bulk material.
  • the individual variants of the pressure vessel device are designated by the reference numerals 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20j, 20k, 201, 20m, 20n.
  • the reference numerals 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g have also been assigned, but denote configurations that can be implemented independently of this and serve only for numbering purposes.
  • a control device 101 indicated by way of example for variant 20b is connected to or comprises a logic unit 103.
  • the controller 101 can e.g. also be coupled to one or more sensor units and / or to one or more actuators.
  • the control device can also include the logic unit and be set up to regulate the method steps described here in detail.
  • the pressure container device 20 which can be implemented in the second step sequence V2 is described in advance by a general description, in particular with reference to FIG. 70.
  • the respective pressure container device 20 has in particular components from the following group: inlet fitting 22, high pressure-resistant wall 23, heating device , in particular heating jacket 24, outlet fitting 25, inflow / outflow fitting 26, inflow / outflow fitting 27, translational actuator 28.
  • FIG. 7B shows two exemplary embodiments in which individual treatment levels can be actuated laterally.
  • Feed-throughs for lateral actuating means (in particular actuating element 28) are provided in the wall of the pressure container device 20b, each specifically for each treatment level.
  • the actuatable lateral actuating means enable kinematics, at least comprehensively, a swivel mechanism, in particular actuated by means of push rods.
  • the actuating means can be coupled directly to the respective plate or indirectly to the respective treatment level by means of a kinematic coupling.
  • 7B shows the principle of lateral actuation in the case of centric or eccentric mounting of plates, with one or more plates which can be pivoted downwards on one side or upwards and downwards on both sides being provided for each treatment level.
  • an inlet fitting and / or outlet fitting can also be provided laterally at the level of the respective treatment level.
  • the translational adjusting movement can take place, for example, in the radial direction in each plane (bidirectional; back and forth).
  • FIG. 7C shows three exemplary embodiments of a pressure container device 20c, in each of which a kinematics with a flap construction that opens from the inside is provided, it being possible to optionally provide drainage slopes and / or edge areas for support structures in the respective treatment level.
  • a kinematics with a flap construction that opens from the inside
  • the kinematics can in particular also include coupling joints and / or traction means and / or at least one spring mechanism with a return movement. The translatory adjusting movement takes place in the axial direction.
  • FIG. 7D shows two exemplary embodiments of a pressure container device 20d, in which a plurality of treatment levels are provided, each of which is formed by an integral plate.
  • the kinematics for moving the plates is formed in particular by a respective pull / push rod 28 (actuator) (in particular an eccentric arrangement of the push rod (lever linkage), with only one centrally arranged inlet fitting).
  • actuator in particular an eccentric arrangement of the push rod (lever linkage)
  • the plates swivel downwards on one side and optionally upwards.
  • the respective (partial) batch can be fed centrally via the lid.
  • the discharge can be carried out centrally via an outlet fitting on the bottom.
  • the central discharge on the bottom provides e.g. Process-technical advantages, especially with gravity-driven discharge, especially with regard to complete discharge without residues.
  • the translatory adjusting movement takes place in the axial direction.
  • FIG. 7E shows an exemplary embodiment of a pressure container device 20e, in which a pivot kinematics is arranged in a pressure container device with lateral inlet fittings. Bulk material can be discharged centrally on the bottom outlet fitting.
  • the kinematics can be optimized for pivoting and discharging downwards.
  • the translational actuating movement (actuator 28) takes place in the axial direction.
  • FIG. 7F, 7G each show an exemplary embodiment of a 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 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.
  • Figure 7F describes an assembly with a single cavity for the high pressure treatment volume (no subdivision, no partitioning).
  • 7G 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. 7F, 7G, 7H can in each case be ensured 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. 7J shows an embodiment of a 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 (blocking for bulk goods; however, gas or fluid permeable); 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. 7J can be described as a concept of a reciprocating piston pump or a lever pump.
  • Joints or bearings for the fixed plates 29 can in particular be fastened to the container wall or to central webs which are fixedly connected to the container wall; counter-bearings or stops for the flaps 29a which move along can also be fastened there. Both the plates 29 and the flaps 29a open in the conveying direction (to the right in FIG. 7J).
  • 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 ( 7J to the right) is a lifting movement for conveying the material (actively initiated / activated material flow by means of unidirectional translatory actuating movement), and the bed in partial batches on the individual levels or in the individual compartments defined by the plates in the high-pressure treatment volume Vi is gradually shifted.
  • the kinematics (28, 28b, 29, 29a) used for the one-sided locking mechanism can be described as translational swivel kinematics.
  • FIG. 7K shows a top view of an exemplary embodiment of a pressure vessel 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. 7K).
  • 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 assessed 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 off two compartments of the high-pressure treatment volume Vi, which are each connected to one another via a line section.
  • the flaps 29 are shifted in the lateral direction according to the arrangement in FIG. 7K (upwards or downwards according to FIG. 7K).
  • the arrangement according to FIG. 7K can be built up in series in several stages.
  • 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. 7L shows an exemplary embodiment of a 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 arranging 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. 7B to 7E and 7L to 70 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.
  • the design variants shown in FIGS. 7F to 7K can optionally consist of several assemblies, for example connected with high-pressure-tight flange connections, which are assembled one behind the other.
  • FIG. 7M shows two exemplary embodiments of a pressure container device 20m, in which the translational kinematics has a centrally arranged lever linkage, by means of which the individual plates (levels) can be pivoted by translation.
  • the individual plates levels
  • the pivoting takes place either without a control lever or by means of a kinematics comprising one control lever per plate half.
  • the plates are shown redundantly in the individual shift / pivot positions in FIG. 7M.
  • Each Treatment level is provided a plate which is pivotally mounted eccentrically (eccentrically arranged pivot axis) and is pivotable up and down. Edge areas of each treatment level can be used for support structures. The translatory adjusting movement takes place here in the axial direction.
  • 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 with which the bulk material is loaded / loaded.
  • the media flows M2, M3 can be single or two-phase.
  • the third media flow M3 can also be generally understood as an (extracted) loading of the bulk material.
  • first swivel angle ⁇ in particular upwards against the direction of gravity
  • second swivel angle ⁇ in particular downwards in the direction of gravity
  • the respective treatment level can each be formed by a first and a second part (in particular by two halves), which are each arranged in a pivotable mounting in a stationary or translationally displaceable manner.
  • Extraction medium can circulate via the inflow / outflow fittings 26, 27.
  • 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F a cyclic translatory actuating movement to ensure the material flow for continuous high pressure treatment is explained in more detail.
  • 8A shows a process state in which a translational actuator 28 is arranged in a neutral zero position, in particular in the middle between a first stroke position and a second stroke position.
  • FIG. 8B shows a process state in which the translational actuator 28 is arranged in the first stroke position, here corresponding to a maximally retracted position.
  • An inlet fitting clears the way to the first partial volume, so that a material flow path can be formed from the first step sequence to the first partial volume of the second step sequence.
  • a (first) partial batch is conveyed into a first partial volume of the high-pressure treatment volume Vi, for example by means of a pump or a piston.
  • FIG. 8C shows a process state in which the translational actuator is actuated by being shifted from the first to the second stroke position, a respective stationary flap / plate being simultaneously opened / pivoted by the material flow.
  • the partial batch is conveyed from the first partial volume into a second partial volume by means of the respective translationally displaceable flap / plate (translational displacement).
  • FIG. 8D shows a process state in which the actuator has reached the second stroke position, here corresponding to an end position.
  • the partial batch has been completely requested in the second partial volume, so that the first partial volume is empty. From this position the actuator can now be moved back.
  • FIG. 8E shows the rear translatory stroke movement of the actuator, the displaceable flaps / plates pivoting and the fixed flaps / plates locking.
  • This movement corresponds to the stroke movement in the narrower sense, that is to say the part of the movement cycle in which the stroke is created in order to be able to ensure the material flow in the subsequent part of the movement cycle.
  • FIG. 8F An arrangement corresponding to that of FIG. 8B is shown in FIG. 8F, wherein the first partial volume can be loaded with a further partial batch 2.1.
  • the process sequence described in FIGS. 8A to 8E can be repeated accordingly for a respective partial batch.
  • the arrangement shown in FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F can also be oriented in a different orientation, in particular also in the opposite vertical direction.
  • Swivel joints or swivel mechanisms can optionally be actuated, for example, by means of drives and / or spring forces, in particular independently of gravitational forces.
  • 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 cyclic translatory lifting / actuating movements.
  • a material flow of a plurality of partial batches can be ensured simultaneously by means of the high-pressure treatment volume by means of the translatory actuating movement, which in the exemplary embodiment in FIG. 8 is preferably designed as a cyclical to-and-fro movement and which takes place along a single longitudinal axis or actuating axis L. .
  • the entire batch is composed of individual partial batches fed into the high-pressure treatment volume in the respective partial volumes.
  • FIGS. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E describe an arrangement that is independent of gravitational forces (in particular horizontal alignment of the longitudinal axis of the pressure vessel device; in particular translational adjusting movement in the horizontal plane), the material flow being comparable to the exemplary embodiment in FIG 8 can be done.
  • FIGS. 9C, 9D the focus is on the process of removing material from the last partial volume.
  • the partial batch in FIG. 9C is already shown in an arrangement in the last partial volume, the translational actuator being already in the end position (second stroke position).
  • the actuator is moved back.
  • the stroke of the translatory actuating movement (change in position) can be described by Dc (analogously by Dz in the case of an arrangement according to FIG. 8A).
  • FIG. 9A The arrangement according to FIG. 9A can be described as follows:
  • the actuator is in the first stroke position
  • a plurality of (second) stationary levels on the outlet side are arranged in a blocking manner;
  • the term “on the inlet side” relates to a level which is arranged upstream of a respective partial volume.
  • the term “on the outlet side” relates to a level which is arranged downstream of a respective partial volume.
  • the actuator is moved from the first stroke position to the second stroke position in translation in the material flow direction;
  • a plurality of blocking levels on the inlet side are shifted in the material flow direction, in particular together with the actuator;
  • a plurality of stationary outlet-side planes are arranged to pass through;
  • the blocking levels push the material (partial batch) in the material flow direction into the adjacent partial volume, the levels on the outlet side being pivoted in a first direction of rotation.
  • the actuator is arranged in the second stroke position
  • a plurality of blocking inlet-side levels are arranged blocking
  • a plurality of stationary outlet-side planes are arranged to pass through;
  • the actuator is shifted from the second stroke position back to the first stroke position translationally against the material flow direction (stroke movement for reloading a further batch);
  • a plurality of levels on the inlet side are shifted, in a passage arrangement, counter to the material flow direction, in particular together with or by means of the actuator (s);
  • a plurality of stationary outlet-side planes are arranged in a blocking manner
  • the stationary planes are pivoted back in a second direction of rotation, back into a blocking arrangement, and the displaceable planes are displaced back and pivoted in this / the first direction of rotation during this backward movement.
  • the arrangement according to FIG. 9E essentially corresponds to that according to FIG. 8A.
  • Movable and stationary levels are arranged in pairs adjacent to one another, in particular in a blocking arrangement.
  • the material flow between the individual partial volumes can be ensured by two successive, opposite stroke movements (back and forth), in particular regardless of the number of partial volumes arranged in series.
  • the displaceable levels are pivoted back in a second direction of rotation, back into a locking arrangement; either the fixed planes can then be pivoted into a passage arrangement, or at least a pivoting kinematics can be released so that the stationary planes can be freely pivoted and in particular are pivoted into the passage arrangement due to material being displaced, in response to the translational actuating movement.
  • 9A to 9E describe two types of levels, namely fixed levels and displaceable levels. Both types of planes can be arranged either blocking or transmitting, in particular blocking exclusively against the target material flow direction.
  • the blocking or transmitting position of the respective level can be set, for example, using a swivel kinematics.
  • the respective level has a plurality of pivotable or tiltable plates.
  • the swivel kinematics can optionally have a drive or can be swiveled without drive around at least one swivel joint.
  • FIG. 9B accordingly illustrates four successive translational positioning movements through the four partial volumes, starting from the first partial volume up to the last partial volume.
  • FIGS. 9 also show a partial batch cavity V21 of the high-pressure treatment volume Vi, the cavity V21 being sealed off in a unidirectional manner.
  • the continuity of the high-pressure treatment can be ensured in the exemplary embodiment in FIGS. 9 in the same way as in the exemplary embodiment in FIGS.
  • the material flow can also be explained in a more general manner using the example of FIGS. 8, 9: 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 under high-pressure treatment. The bulk material flow is e.g. through several partial batches 4.1 carried out. 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 in particular also arranged on at least one treatment level 5.
  • the shifting S2.1 can alternatively comprise at least one translational actuating movement, in particular by means of at least one actuating element in the form of a push / pull rod, in particular by means of pivotally coupled plates.
  • pressure generating means in particular pump or piston
  • heating device in particular heating jacket
  • 29; 29a, 29b (first and second) plate, bulkhead, in each case at least partially partitioning, optionally rotatable, in particular in the form of a circular disk; or
  • 29; 29a, 29b first and second plate, bulkhead, in each case at least partially partitioning, optionally translationally relocatable, in particular in the form of a circular, foldable or pivotable disc
  • M2 second media stream high pressure medium or extraction medium, optionally comprising impregnation medium
  • V2 second step sequence continuous high pressure treatment including extraction and / or impregnation
  • V21 partial batch cavity in particular unidirectionally sealed off
  • x transverse axis in particular width direction
  • a first swivel angle in particular upwards against the direction of gravity
  • ß second swivel angle in particular downwards in the direction of gravity

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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: Druckbeaufschlagung (V1), Hochdruckbehandlung (V2), Entspannung (V3); wobei 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, und wobei das Schüttgut mittels einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung während der Hochdruckbehandlung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird. Dies ermöglicht insbesondere eine prozesstechnische Optimierung von Hochdruckbehandlungsvorgängen wie z.B. der Extraktion. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Hochdruckbehandeln von Schüttgut.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut sowie Verwendung
Beschreibung:
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 mit wenigstens einem Stellorgan zum Einstellen des Materialflusses beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren jeweils gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.
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 bezeichnet) als auch durch Extraktion gewonnene Extrakte können je nach Anwendungsfall als Produkt der Hochdruckbehandlung bezeichnet werden.
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-Branche, ist auch die Anzahl der Varianten von Extraktionsverfahren vergleichsweise hoch. Dies spiegelt sich auch in den unterschiedlichen Varianten hinsichtlich konstruktivem 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.
Für Imprägnierungsverfahren, seien sie separat oder in Kombination mit einer Extraktion durchgeführt, lassen sich vergleichbare Beispiele aufzählen.
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 im Hochdruckbehandlungsvolumen (also in der vom Druckbehälter definierten Aufnahme-Kavität für das Granulat) dient üblicherweise ein korbartiger Einsatz, der auch als Produktaufnahmekorb bezeichnet wird, 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 Einsatzkorb 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.
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.
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.
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.
CN 1827201 A beschreibt ein Hochdruckbehandlungsverfahren, bei welchem der Hochdruckbehälter durch eine Art Druckschleuse gefördert wird.
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.
EP 1 725 706 B1 beschreibt die Überführung von vorbehandeltem Feststoff als Suspension in eine Hochdruckstufe.
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). Dabei sollen auch Aspekte der Arbeitssicherheit und gesundheitliche Risiken berücksichtigt werden können. 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, damit das Verfahren - trotz etwaiger Optimierungsmaßnahmen hinsichtlich effizienter Hochdruckbehandlung (Stichwort: maximierter Durchsatz) - eine möglichst große Variabilität gewährleisten kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Folgenden beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren.
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.
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, wobei die Kontinuität der Hochdruckbehandlung beziehungsweise der Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge allein mittels des einen (einzigen) Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt wird, und wobei das Schüttgut mittels einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung während der Hochdruckbehandlung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird, insbesondere durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Verlagerung einer einzelnen Charge oder einer Mehrzahl von Teilchargen. 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.
Eine/die rotatorische Stellbewegung erfolgt dabei bevorzugt durch Rotation einer im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordneten (optional durch die Wandung der Druckbehältervorrichtung hindurch geführten) Stange bzw. Welle oder dergleichen Drehantriebsmittel, und erfolgt dabei um wenigstens eine zentrisch oder exzentrisch im Innenvolumen angeordnete Längsachse bzw. Stellachse der Druckbehältervorrichtung. Wahlweise können mehrere rotatorische Stellbewegungen um mehrere Stellachsen erfolgen. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer oder mehrerer Chargen durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen über einen Abschnitt entlang des Materialfluss-Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die rotatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die (jeweilige) rotatorische Stellbewegung kann dabei einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen vorgegeben werden, und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen vorgegeben werden.
Eine/die translatorische Stellbewegung erfolgt dabei bevorzugt durch Translation einer im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordneten (optional durch die Wandung der Druckbehältervorrichtung hindurch geführten) Stange oder dergleichen Antriebsmittel, insbesondere entlang wenigstens eine zentrisch oder exzentrisch im Innenvolumen angeordneten Längsachse bzw. Stellachse der Druckbehältervorrichtung. Wahlweise können mehrere translatorische Stellbewegungen erfolgen. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer oder mehrerer Chargen durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen über einen Abschnitt entlang des Materialfluss-Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die translatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die (jeweilige) translatorische Stellbewegung kann dabei einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen vorgegeben werden, und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen vorgegeben werden.
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 V2. Die diskontinuierliche Verfahrensführung (stromauf und stromab vom Hochdruckbehandeln) 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 behandelten Charge oder Teilcharge.
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.
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).
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 auf dem Hochdruckniveau 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 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.
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.
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. Anders ausgedrückt: Die Druckbehältervorrichtung oder die gesamte Anordnung muss keine Funktion hinsichtlich Schüttgutverlagerung durch Verlagerung des Hochdruckbehandlungsvolumens übernehmen. Jedenfalls ist bei ortsfester Anordnung keine Verlagerung des Hochdruckbehandlungsvolumens relativ zu den weiteren Komponenten der Anordnung erforderlich. Mittels des Hochdruckbehandlungsvolumens muss dabei auch keine Materialfluss-Funktion erfüllt werden. Anders ausgedrückt: Das
Hochdruckbehandlungsvolumen muss erfindungsgemäß nicht bewegt werden (weder absolut noch relativ), um die Kontinuität des Verfahrens (kontinuierlicher Materialfluss) 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 eine oder mehrere (kontinuierliche oder diskontinuierliche) Stellbewegungen durchgeführt werden, insbesondere zur Definition einer bestimmten Art und Weise des Materialflusses bei der kontinuierlichen Hochdruckbehandlung, das Hochdruckbehandlungsvolumen kann dabei jedoch ortsfest angeordnet bleiben. Dies erleichtert nicht zuletzt die Kopplung des Hochdruckbehandlungsvolumens an die erste und dritte Schrittfolge, und nicht zuletzt ergeben sich auch Vorteile hinsichtlich der druckdichten Ausgestaltung der gesamten Anordnung.
Als ein einzelnes bzw. einziges Hochdruckbehandlungsvolumen ist dabei eine Ausgestaltung zu verstehen, bei welcher die Hochdruckbehandlung nicht in aufeinanderfolgenden einzelnen Volumina 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 dabei den gesamten für die Hochdruckbehandlung vorgesehenen Materialfluss-Pfad des Schüttguts umgrenzen. Das Hochdruckbehandlungsvolumen kann demnach 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.
Dabei kann auch eine Verfahrensweise bei Materialfluss und Hochdruckmedium im Gegenstrom zueinander 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 des Lösungsmittels). Wahlweise können Hochdruckmedium, insbesondere Extraktionsmedium, und Schüttgut auch in derselben Richtung gefördert werden.
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 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, je nach Hochdruckniveau insbesondere in mehreren Stufen. Der jeweilige Behälter kann dafür abgesperrt werden.
In der dritten Schrittfolge V3 kann wahlweise auch 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.
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.
Erfindungsgemäß kann das Granulat (Schüttgut) 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.
Die hier beschriebenen Varianten für die Realisierung des Materialflusses sind insbesondere auch bei krassen Volumenänderungen vorteilhaft. Beispielsweise kann eine Druckbehältervorrichtung mit einer translatorischen Fördereinrichtung in Ausgestaltung als Schubstange mit schwenkbar daran gelagerten Platten zur Definition von hintereinandergeschalteten Kavitäten für Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen in der jeweiligen Kavität bis zur halben maximalen Füllhöhe mit Schüttgut befüllt werden, in Bezug auf ein Volumen des nicht expandierten Schüttgutes, so dass für die Hochdruckbehandlung eine Verdoppelung des Volumens des Schüttgutes beim schrittweisen Durchlaufen des Hochdruckbehandlungsvolumens von Kavität zu Kavität tolerabel ist.
Im Gegensatz dazu kann bei einer bisher üblicherweise durchgeführten 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.
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 (Hochdruckbehandlungsvolumen) gefördert werden. Im zweiten Volumen herrscht zu jeder Zeit der Prozessdruck, so dass im zweiten Volumen die Hochdruckbehandlung auf kontinuierliche Weise erfolgen kann. Das behandelte Schüttgut (Granulat) wird ausgehend vom zweiten Volumen (kontinuierlich oder in einzelnen Teilchargen) in ein drittes Volumen gefördert, in welchem die Entspannung erfolgen kann. Im Folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
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. Beispielsweise kann eine Druckbehältervorrichtung mit einer Fördereinrichtung in Ausgestaltung als Förderschnecke, insbesondere in horizontaler Ausrichtung, bis zur halben maximalen Füllhöhe mit Schüttgut befüllt werden, in Bezug auf ein Volumen des nicht expandierten Schüttgutes, so dass für die Hochdruckbehandlung eine Verdoppelung des Volumens des Schüttgutes tolerabel ist.
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.
Eines der Ausführungsbeispiele (insbesondere eine erste Variante) kann insbesondere folgende Komponenten aufweisen:
Druckbeaufschlagungseinrichtung mit wenigstens einer Pumpe eingerichtet zum Beaufschlagen des Granulats mit Hochdruck in der ersten Schrittfolge V1 ; 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;
Ein-/Auslassorgan und wahlweise auch Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere jeweils umfassend einen Stutzen (Anschluss), wobei das Auslassorgan Teil einer Auslassarmatur insbesondere auch umfassend ein Fallrohr sein kann;
Entspannungseinrichtung mit wenigstens einem Entspannungsbehälter
(Entspannungseinheit), für die dritte Schrittfolge V3.
Beispielhafte Funktionsweise: Granulat bzw. Schüttgut wird unter Hochdruck in die Druckbehältervorrichtung zugeführt, insbesondere auf das untere Ende einer Fördereinrichtung geleitet oder auf die obere Seite einer translatorisch verlagerbaren und/oder schwenkbaren Ebene geleitet, und/oder das Granulat (insbesondere eine Teil- Charge) wird von einem Teilvolumen zu einem benachbarten Teilvolumen gefördert. Optional fördert eine/die Fördereinrichtung das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen durch Verlagern des Schüttguts entlang des Materialfluss-Pfades 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 (kontinuierlichem oder diskontinuierlichem) Austragen aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen in einen von mehreren Entspannungsbehältern geleitet. Diese werden mit einer Armatur abgesperrt, woraufhin die Entspannung im jeweiligen Entspannungsbehälter erfolgen kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel (insbesondere eine zweite Variante) kann in Abwandlung oder in Ergänzung zur zuvor beschriebenen Variante insbesondere die folgenden Komponenten aufweisen:
horizontal oder leicht geneigte Druckbehältervorrichtung mit Extraktor (Druckbehältervorrichtung eingerichtet zur Extraktion); Fördereinrichtung, insbesondere Förderschnecke, insbesondere mit deren Längsachse in derselben Ausrichtung wie die Druckbehältervorrichtung, insbesondere in horizontaler oder leicht geneigter Ausrichtung; oder
schwenkbare und/oder translatorisch verlagerbare Ebenen bzw. Platten, einzeln oder paarweise angeordnet in einer Mehrzahl von translatorischen Längs-Positionen.
Die Fördereinrichtung ist insbesondere innerhalb eines Rohres aus Lochblech oder Drahtgewebe (innerhalb vom Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete, innenliegende Abschottung) 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 (Einlassarmatur) in das Hochdruckbehandlungsvolumen eingebracht. In einer vordefinierbaren Zeiteinheit wird das Schüttgut mittels der Fördereinrichtung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, während gleichzeitig C02 durch die Schüttung geleitet wird, zur Extraktion des Lösungsmittels aus dem Schüttgut. Flüssiges Lösungsmittel kann dabei durch eine fluiddurchlässige Wandung (innenliegende Abschottung z.B. mit Lochblech) gelangen und an einer Austrittsstelle, insbesondere an einer Unterseite der Druckbehältervorrichtung gesammelt und ausgebracht werden. Das Schüttgut kann z.B. dadurch ausgetragen werden, dass es an einem Ende des Rohres/Extraktors in einen Austrittsstutzen fällt bzw. ausgeleitet wird. Die Entspannung kann wie in der zuvor beschriebenen Variante ausgeführt werden.
Alternativ kann für die Entspannung auch ein Kolbenmotor mit (in Bezug auf eine Pumpe) umgekehrter Funktionsweise verwendet werden. Dieser Kolbenmotor 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.
Beispielsweise kann eine Entspannung in der dritten Schrittfolge V3 insbesondere 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 (jeweiligen) Auslassarmatur erfolgen, bei variabler Transfer-Kavität (insbesondere bereitgestellt durch einen druckgetriebenen Kolben). Mittels des Kolbens kann Entspannungsenergie zurückgewonnen werden.
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 (Extraktionsmedium) wird an einem Stutzen eingeleitet und verlässt das Hochdruckbehandlungsvolumen 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. Das Schüttgut kann dabei mittels rotatorischer Stellbewegungen verlagert werden.
Dabei können auch extern bedienbare/entsperrbare Rückschlagventile vorgesehen sein/werden, insbesondere um ein geregeltes Fördern des Schüttguts zu erleichtern.
Vorteilhafter Weise kann die Druckbehältervorrichtung bei der jeweiligen Funktionsweise stark ausgelastet sein, insbesondere in räumlicher Hinsicht zu nahezu 100% bezüglich des zur Hochdruckbehandlung verfügbaren Volumens, und insbesondere auch zu 100% in zeitlicher Hinsicht (gar keine Zeitintervalle ohne Hochdruckbehandlung). Druckaufbau- oder Entspannungsphasen sind nicht erforderlich. Im Vergleich zu einem diskontinuierlichen Prozess ist dabei wenn überhaupt dann nur ein Bruchteil der Lastwechsel erforderlich. Letztlich ergeben sich auch wirtschaftliche Vorteile, insbesondere dank hohen Durchsatzes von Schüttgut.
Gemäß einer Ausführungsform werden während der Hochdruckbehandlung einzelne Teilchargen dem Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführt und/oder aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragen. Die Handhabung des Materialflusses in Teilchargen kann auch Vorteile hinsichtlich des Druckaufbaus und hinsichtlich der Entspannung liefern.
Gemäß einer Ausführungsform wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch die rotatorische Stellbewegung eine stetige Verlagerungsgeschwindigkeit des Schüttguts oder eine Taktung einer diskontinuierlichen teilchargenweisen Verlagerung, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen, und dadurch die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt. Dies liefert auch eine vorteilhafte Verteilung, Durchmischung und/oder Umströmung des Schüttguts bzw. der jeweiligen Charge. Zudem kann das für die Hochdruckbehandlung zur Verfügung stehende Volumen gut ausgenutzt werden, insbesondere indem die Schüttung volumetrisch auch in Hinblick auf Volumenzunahmen auf das verfügbare Hochdruckbehandlungsvolumen angepasst wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln der Schüttgut-Materialfluss geregelt, indem das Schüttgut in Abhängigkeit der Größe und/oder einer zeitlichen Taktung zugeführter (Teil-)Chargen kontinuierlich oder in einzelnen diskontinuierlichen Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen durch die rotatorische Stellbewegung verlagert wird. Diese Einsteilbarkeit kann die Variabilität des gesamten Prozesses weiter verbessern.
Dabei kann auch eine Taktung mit wechselnder Richtung einer Stellbewegung vorgesehen sein, beispielsweise für eine Hin- und Her-Bewegung. Optional können dabei der Einlass und der Auslass an derselben Seite der Druckbehältervorrichtung vorgesehen sein. Wahlweise kann die Materialflussrichtung innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens umgekehrt werden, insbesondere durch Umschalten der Drehrichtung wenigstens eines rotativen Stellorgans. In einer vorteilhaften Anordnung ist die Druckbehältervorrichtung geneigt angeordnet, insbesondere mit einer Neigung der Längsachse im Bereich von ca. 10 bis 30 Grad gegenüber der Horizontalebene, wobei die Neigung in Materialflussrichtung auf- oder absteigend sein kann. Insbesondere bei einer geneigten Anordnung kann der
Materialflusspfad lateral durch ein gasdurchlässiges Rohr oder Schott oder Platte begrenzt sein.
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 Wrbelschicht eingebracht, in welcher nur eine Hochdruckbehandlungsebene für das Fließbett vorgesehen ist (insbesondere in Ausgestaltung als verlagerbare bzw. schwenkbare Klappenebene oder als verdrehbare bzw. rotierende Plattenebene), 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. Beispielsweise bei Polystyrol (PS)-Granulaten kann auch eine gezielte Oberflächenbehandlung erfolgen.
Nach erfolgter Hochdruckbehandlung wird der Gasstrom bevorzugt reduziert (verringerter Durchsatz), und das Schüttgut kann auf der (jeweiligen) Behandlungsebene gesammelt werden. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. 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.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln der Schüttgut-Materialfluss geregelt, indem das Schüttgut in Abhängigkeit der Größe und/oder einer zeitlichen 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.
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. Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert.
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 durch die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung und/oder in Reaktion auf die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung 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.
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.
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 und/oder durch Taktung von rotatorischen bzw. translatorischen Stellorganen oder optional auch gravitationskraftgetrieben oder optional zusätzlich auch durch Einstellen der Geschwindigkeit oder durch Taktung von optional zusätzlich vorgesehenen translatorischen Stellorganen. 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. 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, nämlich ein einer ersten durch die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung vorgegebenen Materialflussrichtung und in einer zweiten gravitationskraftgetriebenen Materialflussrichtung. Hierdurch lassen sich auch vorteilhafte Ausgestaltungen für das Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen realisieren. Zudem kann der Eintrag und der Austrag des Materials optional an demselben Ende der Druckbehältervorrichtung erfolgen, z.B. am Boden.
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 durch die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung. Hierdurch lässt sich insbesondere auch das Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen optimieren.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Art und Weise des Verlagerns von Schüttgut in der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch eine Rotation bzw. Translation, insbesondere durch eine Rotation bzw. Translation wenigstens eines rotatorischen bzw. translatorischen Stellorgans um eine in Materialflussrichtung ausgerichtete Drehachse. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein teilchargenweises Verlagern des Schüttguts durch eine Rotation bzw. Translation, insbesondere durch zeitlich getaktete Rotation bzw. Translation wenigstens eines rotatorischen bzw. translatorischen 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. Das kontinuierliche Hochdruckbehandeln kann wahlweise auch ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch Translation wenigstens eines optional zusätzlich vorgesehenen translatorischen Stellorgans umfassen, in Ergänzung zu wenigstens einer rotativen Stellbewegung. Hierdurch kann insbesondere auch eine Entkopplung des Materialflusses von der Schwerkraft erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest abschnittsweise ein autonom-gravitationskraftgetriebenes kontinuierliches Verlagern des Schüttguts. Dies liefert insbesondere auch einen schlanken vorrichtungstechnischen Aufbau, wobei der Materialfluss zumindest abschnittsweise auf autonome Weise erfolgen kann, beispielsweise in Verbindung mit einem Fallrohr.
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.
Sofern das Hochdruckbehandlungsvolumen durch ein einziges zusammenhängendes Kompartiment definiert ist bzw. nur eine Hochdruckbehandlungsebene aufweist, kann die Wirbelschicht im gesamten Kompartiment erzeugt werden (Wirbelschicht im klassischen, engeren Sinne). Sofern das Hochdruckbehandlungsvolumen durch eine Mehrzahl von Kompartiment definiert ist und/oder eine Mehrzahl von Hochdruckbehandlungsebenen aufweist, kann die Wirbelschicht 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 Wirbelbereichen).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts durch eine kontinuierliche rotatorische Stellbewegung oder durch mehrere diskontinuierliche translatorische Stellbewegungen, insbesondere mit dem rotatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Förderschnecke oder gekoppelt an eine Förderschnecke, oder insbesondere mit dem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schubstange mit wenigstens einer schwenkbar daran gelagerten gasdurchlässigen Platte. Dies liefert auch einen vorrichtungstechnischen Aufbau für ein breites Anwendungsspektrum. Die Stellachse des rotatorischen Stellorgans kann dabei die Drehachse einer Förderschnecke definieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts durch mehrere diskontinuierliche rotatorische Stellbewegungen, insbesondere mit dem rotatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Welle mit wenigstens einer drehfest damit verbundenen gasdurchlässigen Platte mit wenigstens einem Durchlasssegment. Dies ermöglicht auch eine gezielte Einflussnahme auf die Anordnung des Schüttguts bzw. der jeweiligen Teilchargen innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens. Die rotatorische Stellbewegung kann dabei auch über die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene vorgegeben werden (entgegengesetzte Kinematik; vice versa).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches Verlagern des Schüttguts in individuell verlagerten/verlagerbaren Teilchargen jeweils zwischen vordefinierten Hochdruckbehandlungsebenen, insbesondere zwischen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils definiert durch wenigstens eine horizontale oder gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnete gasdurchlässige Platte oder gasdurchlässiges Schott (insbesondere jeweils rotatorisch aktuierbar). 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.
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 angeordnet sein, wahlweise auch rotatorisch oder zusätzlich auch translatorisch verlagerbar angeordnet sein, oder vice versa.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Druckbeaufschlagung V1 erläutert.
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.
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.
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.
Das Fördern von aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragenem Schüttgut kann auch basierend auf einer Druckdifferenz erfolgen (Saugförderung). Ein Unterdrück ist nicht erforderlich. Ein Unterdrück kann wahlweise in der dritten Schrittfolge generiert werden, zur Förderung des Schüttguts stromab vom Hochdruckbehandlungsschritt.
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).
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Entspannung V3 erläutert.
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, einen Kugelhahn, eine Sitz-Kegel-Armatur (Armatur im engeren Sinne) und/oder eine Klappe umfassen.
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.
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). 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.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren, insbesondere Extrahieren von 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.
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.
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.
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.
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 1bar 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.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Druckbehältervorrichtung eine pneumatische, hydraulische, elektrische, elektromagnetische und/oder magnetische Antriebseinheit, welche insbesondere mittels eines Stellorgans an wenigstens eine rotatorisch aktuierbare Behandlungsebene gekoppelt ist. Hierdurch wird die Automatisierung vereinfacht, wobei die Art des Antriebs insbesondere in Abhängigkeit des zu behandelnden Schüttgutes gewählt werden kann. Bei den im Folgenden beschrieben Ausgestaltungen einer translatorischen Aktuierung ergeben sich insbesondere die zuvor im Zusammenhang mit einer rotatorischen Aktuierung geschilderten Vorteile.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das wenigstens eine translatorische Stellorgan als Zug- und/oder Druckstange (uni- oder bidirektional aktuierend) ausgebildet, welche sich in radialer Richtung erstreckt. Dies liefert auch Vorteile hinsichtlich individualisierbarer Regelung einer einzelnen von einer Vielzahl von Hochdruckbehandlungsebenen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wirkt das translatorische Stellorgan fördernd auf das Schüttgut für Materialfluss zumindest annähernd in Richtung der Schwerkraft. Dies hat nicht zuletzt auch Vorteile hinsichtlich gravitationsgetriebenem Austragen von Schüttgut.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch die translatorische Stellbewegung eine Verlagerungsgeschwindigkeit oder eine Taktung einer diskontinuierlichen teilchargenweisen Verlagerung eingestellt, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen oder zwischen einzelnen Teilvolumina, wobei dadurch die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird und dabei wenigstens eine Schwenkkinematik zum Durchlässen oder Sperren von Materialfluss aktuiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan wenigstens zwei translatorisch verlagerbare Ebenen zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird, wobei die jeweilige Hubstellung jeweils durch eine ortsfest angeordnete Hochdruckbehandlungsebene definiert ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird, wobei die erste Hubbewegung von der ersten zur zweiten Hubstellung eine sperrende Hubbewegung mit sperrend angeordneter verlagerter Schwenkkinematik und durchlassender ortsfest angeordneter Schwenkkinematik ist, und wobei die zweite Hubbewegung von der zweiten zur ersten Hubstellung eine durchlassende Hubbewegung mit durchlassend angeordneter verlagerter Schwenkkinematik und sperrender ortsfest angeordneter Schwenkkinematik ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut für die Hochdruckbehandlung auf wenigstens einer vordefinierten ersten Hochdruckbehandlungsebene angeordnet und ausgehend von dieser ersten Hochdruckbehandlungsebene zwischen weiteren Hochdruckbehandlungsebenen im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung durch die jeweilige translatorische Stellbewegung verlagert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird durch ein diskontinuierliches teilchargenweises Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen beim Hochdruckbehandeln durch die jeweilige translatorische Stellbewegung eine Verweilzeit des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt, insbesondere durch Taktung des jeweiligen translatorischen Stellorgans, insbesondere durch Taktung mehrerer translatorischer Stellorgane jeweils in zeitlicher Abhängigkeit voneinander.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts, insbesondere zumindest annähernd in Richtung der Schwerkraft. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises Verlagern des Schüttguts durch eine Mehrzahl einzelner translatorischer Stellbewegungen, insbesondere Hin- und Her-Bewegungen, insbesondere mit wenigstens einem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schubstange mit wenigstens einer axialfest daran gelagerten Schwenkkinematik.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts durch mehrere diskontinuierliche translatorische Stellbewegungen, insbesondere mit wenigstens einem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schub-/Zugstange mit wenigstens einer unidirektional sperrenden Schwenkkinematik umfassend wenigstens eine gasdurchlässigen Platte.
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, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist zum Auswerten und Regeln einer rotatorischen Stellbewegung oder einer translatorischen Stellbewegung jeweils zum Vorgeben des Schüttgut-Materialflusses durch ein/das Hochdruckbehandlungsvolumen. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
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.
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;
eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbeaufschlagungseinrichtung gekoppelte Druckbehältervorrichtung mit einer ein Hochdruckbehandlungsvolumen umschließenden hochdruckbeständigen Wandung, für die Hochdruckbehandlung V2 als zweite Schrittfolge; eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbehältervorrichtung gekoppelte Entspannungseinrichtung für eine Entspannung V3 als dritte Schrittfolge;
wobei die Druckbehältervorrichtung für die Hochdruckbehandlung ortsfest anordenbar/angeordnet ist und eingerichtet ist für eine kontinuierliche Hochdruckbehandlung allein mittels des einen (einzigen) ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumens auf dem Hochdruckniveau, und wobei die Druckbehältervorrichtung ein rotatorisches Stellorgan (ein durch Rotation verstellbares Stellorgan) oder translatorisch verlagerbares Stellorgan aufweist und eingerichtet ist für eine rotatorische Stellbewegung oder für wenigstens eine translatorische Stellbewegung jeweils zur Verlagerung des Schüttguts während der Hochdruckbehandlung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere von einer Einlassarmatur bis hin zu einer Auslassarmatur oder bis zu einer mit der Auslassarmatur gekoppelten Einheit. 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.
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.
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 weitere 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.
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.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet, insbesondere mit deren Längsachse in Ausrichtung der Längsachse des Hochdruckbehandlungsvolumens oder parallel dazu. Dies liefert nicht zuletzt einen sehr robusten Aufbau.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet, welche sich um ein Fallrohr zum Austragen des Schüttguts erstreckt. Dies hat nicht zuletzt auch Vorteile hinsichtlich gravitationsgetriebenem Austragen von Schüttgut.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet, welche in einem fluiddurchlässigen, insbesondere gasdurchlässigen und Schüttgut abschottenden Rohr (innenliegende Abschottung) angeordnet ist. Dies begünstigt nicht zuletzt die Abtrennung von extrahierten Medien aus der Schüttung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als exzentrisch im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Förderschnecke ausgebildet, wobei optional auch mehrere Stellorgane vorgesehen sein können. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch Variationen hinsichtlich der Verweilzeit. Insbesondere können auch vergleichsweise empfindliche, sensible Schüttgüter in kleineren Teilchargen parallel zueinander simultan hochdruckbehandelt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan eingerichtet zur Aktuierung wenigstens einer Platte mit wenigstens einem Durchlasssegment, zur Anordnung oder zum Durchlässen von Schüttgut jeweils in einer durch die Platte definierten Hochdruckbehandlungsebene. Dies begünstigt auch ein teilchargenweises Verlagern des Schüttguts.
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.
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. Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine zumindest annähernd vertikal ausgerichtete Materialflussrichtung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere durch die rotatorische Stellbewegung. Dies ermöglicht auch Vorteile durch Ausnutzung der Schwerkraft; auch das Austragen des Schüttguts kann dadurch vereinfacht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine gegenüber der Vertikalen oder der Horizontalen geneigte Materialflussrichtung, insbesondere in einem Winkel von 10 bis 30°, insbesondere durch die rotatorische Stellbewegung. Hierdurch können auch Vorteile hinsichtlich Stofftransport und/oder hinsichtlich Durchmischung der Schüttung realisiert werden. Dabei kann mittels der Stellbewegung die Materialflussrichtung vorgegeben werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine zumindest annähernd horizontal ausgerichtete Materialflussrichtung, insbesondere durch die rotatorische Stellbewegung. Dies liefert auch Vorteile hinsichtlich einem Ableiten von extrahierten Medien, insbesondere hinsichtlich Sammeln und Austragen von flüssigem Lösungsmittel. Auch kann bei horizontaler Anordnung der Materialfluss weitgehend unabhängig von Gravitationskräften eingestellt und geregelt werden, so dass auch vergleichsweise hohe Variabilität hinsichtlich der Auswahl des Schüttguts (Masse, Dichte, Oberflächenbeschaffenheit) sichergestellt werden kann. Dabei kann z.B. auch die Verwendung von Rückschlagklappen vorteilhaft sein, insbesondere als Absperrungen zwischen einzelnen Kompartimenten des Hochdruckbehandlungsvolumens.
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.
Als horizontale Anordnung kann auch eine Anordnung zumindest annähernd orthogonal zur Längserstreckung der Druckbehältervorrichtung verstanden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind im Hochdruckbehandlungsvolumen mehrere Hochdruckbehandlungsebenen durch jeweils paarweise angeordnete gasdurchlässige Platten definiert, von denen jeweils die eine in drehfester Verbindung mit dem rotatorischen Stellorgan steht. Dies ermöglicht auch einen einfachen, robusten Aufbau, bei welchem der Materialfluss zwischen einzelnen Ebenen auf einfache Weise vorgegeben werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind im Hochdruckbehandlungsvolumen mehrere Hochdruckbehandlungsebenen durch jeweils paarweise angeordnete gasdurchlässige Platten definiert, die jeweils über eine Schwenkkinematik in axialfester Verbindung mit dem jeweiligen translatorischen Stellorgan stehen, insbesondere mit einseitig sperrender Schwenkkinematik.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind im Hochdruckbehandlungsvolumen mehrere Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch wenigstens eine gasdurchlässige Platte mit Ablaufschrägen und mit wenigstens einem Durchlasssegment definiert, insbesondere in zueinander fluchtender Anordnung zentrisch im Hochdruckbehandlungsvolumen. Dies erleichtert nicht zuletzt auch eine das Granulat schonende Anordnung in vorteilhaften Schichtdicken der Schüttung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorisch oder translatorisch verlagerbare Stellorgan eingerichtet zum individuellen Aktuieren jeweils einer Hochdruckbehandlungsebene der Druckbehältervorrichtung und/oder zum simultanen synchronen Aktuieren aller Hochdruckbehandlungsebenen der Druckbehältervorrichtung. Dies liefert auch eine hohe Variabilität. Das Stellorgan kann beispielsweise drehfest mit einer Platte in einer jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene verbunden sein. Wahlweise kann auch ein Rastmechanismus vorgesehen sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens ein rotatorisch verlagerbares Stellorgan eingerichtet zum Aktuieren wenigstens einer Hochdruckbehandlungsebene der Druckbehältervorrichtung auf, und insbesondere wahlweise zusätzlich auch 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.
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.
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 T ransfer-Kavität.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegbar, wobei die erste und zweite Hubstellung jeweils durch eine Hochdruckbehandlungsebene definiert sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan kinematisch mit einer sperrend und durchlassend anordenbaren Schwenkkinematik gekoppelt. Dies begünstigt nicht zuletzt die Verlagerung von Teilchargen mittels einer robusten, einfach aufgebauten Kinematik.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine sperrend und durchlassend anordenbare und ortsfest im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Schwenkkinematik auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite Schwenkkinematik auf, welche jeweils in derselben Schwenkrichtung sperrend und durchlassend sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine erste an das translatorische Stellorgan gekoppelte verlagerbare Schwenkkinematik auf und wesit wenigstens eine zweite ortsfest im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Schwenkkinematik auf. Dies begünstigt ein hubweises Fördern von Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen in vordefinierten Längenabschnitten. Die örtliche Anordnung der Schüttung kann dadurch auf vergleichsweise exakte Weise vordefiniert werden. Dies kann z.B. auch hinsichtlich Imprägnierung oder Hintereinanderschaltung mehrerer Hochdruckbehandlungsschritte vorteilhaft sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind eine/die erste und zweite Schwenkkinematik der Druckbehältervorrichtung autonom schwenkend ohne Schwenkantrieb ausgebildet, also schwenkend allein in Reaktion auf translatorische Bewegung oder in Reaktion auf eine durch Schüttgut ausgeübte Kraft.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine jeweilige Hochdruckbehandlungsebene durch wenigstens eine gasdurchlässige Platte definiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine Antriebseinheit und eine Mehrzahl von Stellorganen in Form von Schub-/Zugstangen eingerichtet für bidirektionale translatorische Aktuierung der jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene auf, insbesondere mit den Stellorganen in linearer Anordnung nebeneinander in einer Querebene.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene oder eine Platte der Hochdruckbehandlungsebene über wenigstens einen Stellhebel und zwei Drehgelenke an ein aktuierbares, hochdruckdicht ins Hochdruckbehandlungsvolumen geführtes Stellorgan gekuppelt. Diese Kinematik ermöglicht insbesondere auch eine bidirektional regelbare Schwenkbewegung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Druckbehältervorrichtung eine pneumatische, hydraulische, elektrische, elektromagnetische und/oder magnetische Antriebseinheit, welche an die wenigstens eine Ebene oder Hochdruckbehandlungsebene gekoppelt ist. Bezüglich der Art des Antriebs kann die Optimierung am jeweiligen Anwendungsfall erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan als Schubstange ausgebildet, insbesondere mit dessen Längsachse in Ausrichtung der Längsachse des Hochdruckbehandlungsvolumens oder parallel dazu. Dies begünstigt auch einen einfachen konstruktiven Aufbau.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan als Schubstange mit einer Mehrzahl von axialfest damit verbundenen Schwenkkinematiken ausgebildet. Dies kann die gesamte Kinematik vereinfachen, insbesondere dank einer zentralen Stellbewegung.
Die zuvor bezüglich Translation beschriebenen Ausgestaltungen können je nach Anwendungsfall alternativ oder in Ergänzung zu den rotatorischen Ausgestaltungen zum Einsatz kommen.
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, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen, zu vordefinierbaren/vordefinierten Zeitpunkten verlagert wird, indem das Schüttgut mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen hindurch gefördert (verlagert) 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.
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, indem das Schüttgut mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen hindurch gefördert 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.
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 in einem geschlossenen, von der Umgebung hochdruckdicht abgeschotteten System, 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, wobei das Schüttgut in der Druckbehältervorrichtung kontinuierlich verlagert wird oder in Teilchargen, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen, zu vordefinierbaren/vordefinierten Zeitpunkten verlagert wird, indem das Schüttgut mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder mittels wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen hindurch gefördert 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
Fig. 1A, 1 B jeweils in schematischer Darstellung bzw. in zumindest teilweise geschnittener Seitenansicht eine Übersicht über einzelne Varianten einer ersten, zweiten und dritten Schrittfolge und die dafür vorgesehenen Vorrichtungen jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 in geschnittener Seitenansicht in schematischer Darstellung eine
Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3A, 3B, 3C jeweils in geschnittener Seitenansicht in schematischer
Darstellung einzelne Ausführungsbeispiele einer
Hochdruckbehandlungsanordnung;
Fig. 4A, 4B, 4C jeweils in geschnittener Seitenansicht in schematischer
Darstellung einzelne Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 5A, 5B, 5C in geschnittener Seitenansicht und in perspektivischen Detailansichten in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 in schematischer Darstellung einzelne Schritte eines Verfahrens gemäß einer
Ausführungsform;
Fig. 7A in schematischer Darstellung bzw. in zumindest teilweise geschnittener
Seitenansicht eine Übersicht über einzelne Varianten einer ersten, zweiten und dritten Schrittfolge und die dafür vorgesehenen Vorrichtungen jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7H, 7J, 7K, 7L, 7M, 7N, 70 jeweils in geschnittener Seitenansicht in Detailansichten einzelne Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung;
Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F jeweils in geschnittener Seitenansicht in aufeinanderfolgenden Betriebszuständen bzw. Prozess-Stufen ein
Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer
Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E jeweils in geschnittener Seitenansicht in aufeinanderfolgenden Betriebszuständen bzw. Prozess-Stufen ein
Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer
Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 in geschnittener Seitenansicht in aufeinanderfolgenden Betriebszuständen bzw. Prozess-Stufen ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Im Folgenden werden die einzelnen Ausführungsbeispiele zwecks besserer Übersichtlichkeit zumindest bezüglich einzelner Teilaspekte zunächst zusammen beschrieben, um dann im weiteren Verlauf durch Bezugnahme auf einzelne der Figuren eine jeweilige Besonderheit spezifischer Ausführungsbeispiele zu erläutern.
Die Fig. 1A, 1 B zeigen einzelne Varianten einer erfindungsgemäßen 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 aufweisen, insbesondere ein Ventil und/oder eine (Zellrad-)Schleuse. Eine Zellradschleuse liefert insbesondere auch den Vorteil, dass Gasübertritt erschwert wird. Ferner sind für eine zweite Schrittfolge V2 einzelne Varianten einer Druckbehältervorrichtung 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g (Bezugnahme auf rotatorische Stellbewegung) der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 gezeigt.
Ferner sind für eine dritte Schrittfolge V3 einzelne Varianten einer Entspannungseinrichtung 30, 30a, 30b, 30c, 30d der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 gezeigt. Dabei können mehrere Entspannungseinheiten 31 vorgesehen sein, welche über eine zentrale oder mehrere dezentrale Einlassarmaturen 32 mit einer jeweiligen zweiten Schrittfolge V2 koppelbar sind. Ein Kolben oder Kolbenmotor 33 kann über wenigstens eine Entspannungseinheit 31 mit einer Auslassarmatur 35 zum finalen Austragen des Schüttguts verbunden sein.
Eine exemplarisch für die Variante 20b 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.
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 im Detail in den Figuren 2 bis 5C gezeigt.
Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20a illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in horizontaler Ausrichtung; diese Variante wird auch im Detail in den Figuren 4 beschrieben.
Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20b illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in vertikaler Ausrichtung; diese Variante wird auch im Detail in Figur 2 beschrieben.
Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20c illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in vertikaler Ausrichtung, wobei das Stellorgan an eine Vielzahl von Ebenen bzw. Platten gekuppelt ist; diese Variante wird auch im Detail in den Figuren 5 beschrieben. Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20d zeichnet sich (in Abgrenzung zur Druckbehältervorrichtung gemäß Variante 20c) durch einen Ringspalt zum Zu- oder Abführen von Extraktionsmedium bzw. von extrahiertem Lösungsmittel aus; ein weiterer Ringspalt kann an dem zentralen Rohr (Doppelrohr; Rohr-in-Rohr) innen im Hochdruckbehandlungsvolumen vorgesehen sein, wobei je Hochdruckbehandlungsebene wenigstens ein Auslass vorgesehen ist, insbesondere derart, dass das Extraktionsmedium in der jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene die Schüttung radial (nach innen oder nach außen) durchströmen kann. Für die Konfiguration der Druckbehältervorrichtung 20d kann das Stichwort „Querstrom“ genannt werden: Innenrohr und äußere Doppelwand sind fluiddurchlässig ausgeführt, so dass die eingesetzten Fluide in radialer Richtung die jeweilige Schüttung durchströmen. Die einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen sind bevorzugt nicht fluiddurchlässig, sondern fluidundurchlässig ausgeführt.
Die in Fig. 1 B gezeigte Druckbehältervorrichtung 20e illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in vertikaler Ausrichtung, wobei das Stellorgan an eine Vielzahl von Ebenen bzw. Platten gekuppelt ist, wobei jede Ebene durch eine innenliegende Abschottung radial beabstandet von der Innenwandung der Druckbehälteranordnung angeordnet ist, so dass ein radial außen von der Charge liegender Ringspalt geschaffen wird. Die Rotations- Kinematik kann zusammen mit den Ebenen fest installiert sein oder individuell je Ebene nachrüstbar sein.
Die in Fig. 1 B gezeigte Druckbehältervorrichtung 20f zeigt eine Verwendung einer rotativen Fördereinrichtung, die am Deckel der Druckbehältervorrichtung abgestützt ist. Diese Variante ermöglicht beispielsweise, die Fördereinrichtung auf die Art des behandelten Schüttguts anzupassen.
Die in Fig. 1 B gezeigte Druckbehältervorrichtung 20g illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in gegenüber der Horizontalen und Vertikalen geneigten Ausrichtung; Varianten dieses Ausführungsbeispiels werden auch im Detail auch in den Figuren 3 beschrieben.
Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann bei den Varianten 20a, 20b, 20e, 20f, 20g gemäß Fig. 1A, 1 B, 2, 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 5A, 5B, 5C 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 Charge entgegen der Schwerkraft und zum gravitationsgetrieben Austragen aus dem Hochdruckbehälter, oder zum Verlagern der Chargen in zumindest annähernd horizontaler Richtung. Bei horizontaler 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. Wahlweise kann das Verlagern der Charge auch in einer gegenüber der Horizontalebene geneigten Richtung erfolgen. Bei einer solchen Anordnung des Behälters bzw. der Achse des Förderorgans kann die Charge auch hinsichtlich Abführung von Lösungsmittel(n) optimiert gehandhabt werden.
Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann bei den Varianten 20c, 20d gemäß Fig. 1A 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 eine einzelne rotatorische Stellbewegung oder in Reaktion auf individuell je Ebene aktuierten Stellbewegungen.
Zwecks besserer Übersicht wird die jeweils in der zweiten Schrittfolge V2 implementierbare Druckbehältervorrichtung 20 vorab durch eine allgemeine Beschreibung beschrieben. Die jeweilige Druckbehältervorrichtung 20 weist insbesondere Komponenten aus der folgenden Gruppe auf: innenliegende Abschottung 21 , Einlassarmatur 22, hochdruckbeständige Wandung 23, Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel 24, Auslassarmatur 25, Ein- /Ausströmarmatur 26, Ein-/Ausströmarmatur 27, rotatorisches Stellorgan 28.
Fig. 2 zeigt eine Variante der Hochdruckbehandlungsanordnung 100, bei welcher ein rotatorisches Stellorgan 28 (insbesondere Stange/Welle) drehfest an eine Fördereinrichtung 28.1 in Ausgestaltung als Förderschnecke gekoppelt ist, und die Förderschnecke ist an ein Fallrohr 25.2 einer Auslassarmatur 25 gekoppelt. Bei dieser Variante ergibt sich auch der Vorteil, dass das Schüttgut vergleichsweise gut kontrolliert entgegen der Schwerkraft verlagert werden kann, insbesondere bei vergleichsweise hohen Verweilzeiten, und sich zudem vor dem Austragen entfalten kann, also nicht als gestopfte dichte Schüttung vorliegt. Dies begünstigt nicht zuletzt auch einen betriebssicheren Materialfluss bei minimiertem Risiko hinsichtlich Materialstau oder nachteilig starkem mechanischem Druck auf die Schüttung. Die gesamte Fördereinrichtung kann in das Hochdruckbehandlungsvolumen eingesetzt werden und beispielsweise mit dem Deckel des Hochdruckbehälters verschraubt werden und/oder an der Innenwandung 23 zumindest seitlich abgestützt werden. Innen an den Ein- und Ausströmarmaturen 26, 27 können siebartige Einsätze vorgesehen sein, insbesondere zum Zurückhalten von Schüttgut. Wahlweise kann die Armatur 26 auch im Deckel der Druckbehältervorrichtung angeordnet sein.
Mittels der Stellbewegung, die bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt kontinuierlich ist, und die um eine einzige Längsachse bzw. Stellachse L erfolgt, kann ein Materialfluss einer einzelnen Charge durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die Charge setzt sich aus einzelnen in das Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführten Teilchargen zusammen, wird jedoch innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens als eine einzelne Charge behandelt und verlagert.
Im von der Umgebung U abgeschotteten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi erfolgt beispielsweise die Hochdruckbehandlung von Teeblättern, Kaffeebohnen oder Hopfen. Über die Ein-/Ausströmarmaturen 26, 27 kann Extraktionsmedium zirkulieren.
Fig. 3A, 3B, 3C zeigen im Detail eine Variante der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 mit geneigter Anordnung der Druckbehältervorrichtung 20. Die geneigte Anordnung kann bei bestimmten Schüttgütern Vorteile hinsichtlich Materialfluss und auch hinsichtlich der Dichte der Schüttung (Porosität) liefern; zudem kann die Beaufschlagung der Schüttung mit Extraktionsmedium und das Austragen/Ausleiten von Extrakt bzw. Lösungsmittel begünstigt werden. Die geneigte Anordnung liefert Vorteile insbesondere auch bei Extraktion von Lösungsmittel hinsichtlich Sammeln des Lösungsmittels, um das Lösungsmittel in flüssigem Zustand an einem zentralen Auslass austragen zu können.
In Fig. 3A ist ferner eine innenliegende Abschottung, insbesondere ein zylindrisches Schott (fluiddurchlässige Innenwandung) 21 gezeigt, welche das rotatorische Stellorgan 28 umgibt und das Schüttgut von einer ringförmigen Kavität abschottet. In der ringförmigen Kavität zwischen der Abschottung 21 und der Wandung 23 können Fluide auf vorteilhafte Weise zu- oder abgeführt werden.
Wie beim in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Stellbewegung um eine einzige Stellachse L für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen Vi entlang des gesamten Materialfluss-Pfades, kontinuierlich und/oder getaktet.
Mittels einer Anordnung gemäß Fig. 3B kann insbesondere auch die Energieeffizienz optimiert werden. Die beiden dargestellten Kolbeneinheiten 33 können insbesondere mit den Längsachsen in koaxialer Anordnung zueinander ausgerichtet sein, so dass bei Betrieb der einen Kolbeneinheit eine Energierückgewinnung und Energienutzung für die andere Kolbeneinheit realisierbar ist.
Fig. 4A, 4B, 4C zeigen im Detail einzelne Varianten der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 mit zumindest annähernd horizontaler Anordnung der Druckbehältervorrichtung 20, wobei wahlweise mehrere rotatorische Stellorgane 28 vorgesehen sind, insbesondere in zumindest annähernd paralleler Ausrichtung zueinander, insbesondere jeweils gekoppelt an eine Fördereinrichtung 28.1 in Ausgestaltung als Förderschnecke. In Fig. 4C ist eine Variante mit drei Stellorganen 28 gezeigt.
Die drei in Fig. 4A gezeigten Varianten unterscheiden sich dadurch, dass das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi optional durch eine Abschottung 21 eingegrenzt sein kann. Anders ausgedrückt: Die als Hochdruckbehandlungsvolumen Vi von der Vorrichtung definierte und begrenzte Kavität ist umgrenzt von der Abschottung 21 (welche insbesondere für Fluide durchlässig sein kann, z.B. aufgrund einer Lochung oder Perforierung oder eines Drahtgewebes), und die Abschottung ist außen umgrenzt von der hochdruckbeständigen Wandung 23, so dass eine weiter außen vom Hochdruckbehandlungsvolumen liegende ringförmige Kavität V21 definiert wird, welche frei von Schüttgut gehalten wird. Die Abschottung 21 ist nicht notwendigerweise hochdruckbeständig; insbesondere ist die Abschottung gasdurchlässig und eine nur bezüglich des Schüttguts wirkende Abschottung.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4A ist die rotatorische Stellbewegung bevorzugt als eine die gesamte Charge verlagernde Stellbewegung ausgestaltet, insbesondere als eine kontinuierliche Stellbewegung, welche einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen vorgegeben wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4B, 4C sind drei rotatorische Stellbewegungen um jeweils eine individuelle Stellachse L vorgesehen, die jeweils eine Charge (unabhängig von den anderen Chargen) entlang des gesamten Materialfluss-Pfades im Hochdruckbehandlungsvolumen verlagern, so dass trotz einer Mehrzahl von hochdruckbehandelten Chargen nicht von Teilchargen gesprochen wird. Im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi sind mehrere Chargen 3 angeordnet, welche individuell mittels individueller Stellbewegungen entlang des jeweiligen Materialfluss-Pfades (hier entsprechend der jeweiligen Stellachse L) verlagert werden. Bei dieser Hochdruckbehandlungsanordnung ist das Hochdruckbehandlungsvolumen durch fluiddurchlässige Innenwandungen 21 in mehrere Teilvolumina unterteilt, in welchen die Hochdruckbehandlung jeweils simultan durchgeführt werden kann. Die jeweilige rotatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die jeweilige rotatorische Stellbewegung ist dabei einheitlich entlang des gesamten jeweiligen Materialfluss-Pfades vorgegeben. Dieses Ausführungsbeispiel liefert insbesondere auch Vorteile hinsichtlich möglichst homogener Durchströmung bzw. Beschickung der Schüttung mit Lösungsmittel.
Fig. 5A, 5B, 5C zeigen im Detail eine Variante der Hochdruckbehandlungsanordnung 100, bei welcher ein rotatorisches Stellorgan 28 (insbesondere Stange/Welle) an eine Vielzahl von Behandlungsebenen 5 gekoppelt ist, wobei jede Behandlungsebene 5 durch ein Paar von Platten 29; 29a, 29b definiert wird, von welchen die eine ortsfest und statisch angeordnet ist und die andere rotatorisch verlagerbar ist und drehfest mit dem Stellorgan 28 verbunden ist. Eine jeweilige Teilcharge 3.1 , 3.2, 3.n kann zwischen den einzelnen Behandlungsebenen 5 verlagert werden, insbesondere schwerkraftgetrieben in Reaktion auf eine relative Verdrehung der beiden Platten 29a, 29b einer jeweiligen Behandlungsebene 5 relativ zueinander.
Die rotatorische Stellbewegung kann dabei zumindest annähernd eine kontinuierliche Bewegung sein, oder wahlweise kann die rotatorische Stellbewegung auch diskontinuierlich zwischen wenigstens zwei Stellpositionen erfolgen (insbesondere Offen-Steil ung und Geschlossen-Stellung).
Insbesondere zeigt Fig. 5A im Detail die Verwendung und Anordnung von einzelnen Behandlungsebenen 5 im ortsfesten Volumen Vi, wobei wenigstens ein rotatorisches Stellorgan 28 vorgesehen ist. In Fig. 5A 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.
Am Beispiel der Fig. 5A kann auch 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 unter Hochdruckbehandlung. Der Schüttgut-Materialfluss setzt sich z.B. durch mehrere ausgetragene Teilchargen 4.1 fort. Dabei kann wenigstens eine Sensoreinheit 105 vorgesehen sein, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss. Die jeweilige Sensoreinheit 105 ist insbesondere auch an wenigstens einer Behandlungsebenen 5 angeordnet.
In den Fig. 5B, 5C ist veranschaulicht, auf welche Weise die jeweilige Behandlungsebene 5 in einem abschottenden Zustand oder in einem durchlassenden Zustand eingestellt werden kann.
Fig. 5B veranschaulicht einen durchlassenden Zustand, in welchem ein jeweiliges Durchlasssegment 29.1 der oberen, drehfest mit dem Stellorgan verbundenen Platte 29a in einer Drehposition fluchtend zu einem jeweiligen Durchlasssegment 29.1 der unteren ortsfest angeordneten Platte 29b angeordnet ist. Dabei ist zudem ein jeweiliges geneigtes, insbesondere konisches (oder satte I dachförmig es) Segment 29.3 der oberen Platte 29a fluchtend zu einem jeweiligen ebenen Segment 29.2 der unteren Platte 29b angeordnet. Die jeweilige paarweise Plattenanordnung 29a, 29b lässt durch. Die geneigten Flächen können eine Funktion als Ablaufschrägen für das Schüttgut erfüllen und senken auch ein Risiko hinsichtlich ungewollter lokaler Schüttgut-Ablagerungen.
Fig. 5C veranschaulicht einen abschottenden Zustand, in welchem in Reaktion auf eine rotatorische Stellbewegung Da (Drehwinkeländerung) ein jeweiliges geneigtes, insbesondere konisches Segment 29.3 der oberen Platte 29a fluchtend zu einem jeweiligen Durchlasssegment 29.1 der unteren Platte 29b angeordnet ist. Die jeweilige paarweise Plattenanordnung 29a, 29b sperrt.
Die einzelnen Platten 29 sind insbesondere jeweils als kreisrunde Scheibe mit den bereits beschriebenen Aussparungen (Durchlassöffnungen) ausgestaltet.
Wahlweise können die Ebenen einzeln separat oder simultan zusammen der rotatorischen Stellbewegung aktuiert werden. Die Durchlassöffnungen 29.1 können fluchtend oder versetzt angeordnet sein.
Das in Fig. 5B gezeigte Platten-Paar 29 kann bei anderen Ausführungsbeispielen auch als ein Paar aus zwei ebenen Platten mit jeweils wenigstens einem Durchlass 29.1 für Schüttgut ausgestaltet sein. Die Platten sind jeweils fluiddurchlässig ausgestaltet.
Die jeweilige Stellbewegung beim in den Fig. 5A, 5B, 5C gezeigten Ausführungsbeispiel kann einen Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen 3.1 , 3.n über einen Abschnitt entlang des Materialfluss-Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi sicherstellen. Die rotatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die (jeweilige) rotatorische Stellbewegung kann dabei einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen für alle Hochdruckbehandlungsebenen vorgegeben werden, und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen 5 vorgegeben werden.
In Fig. 6 ist eine exemplarische Verfahrensfolge beschrieben.
Eine erste Schrittfolge V1 (Druckbeaufschlagung) umfasst insbesondere drei unterschiedliche Schritte:
S1.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Druckbeaufschlagungsvolumen 51.2 Druckaufbau im Druckbeaufschlagungsvolumen, und Halten des Drucks
51.3 Fördern des Schüttguts ins Hochdruckbehandlungsvolumen
Eine zweite Schrittfolge V2 (kontinuierliche Hochdruckbehandlung) umfasst insbesondere die folgenden Schritte:
52.1 Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen
52.2 Hochdruckbehandeln durch Extrahieren
52.3 Hochdruckbehandeln durch Imprägnieren
52.4 Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen
Das Verlagern S2.1 kann wahlweise einen der folgenden Schritte umfassen:
S2.1a teilchargenweises Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen
S2.1 b kontinuierliches Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen
S2.1c Anordnen von Teilchargen des Schüttguts jeweils auf einer Ebene
Das Verlagern S2.1 umfasst wenigstens eine rotatorische Stellbewegung, insbesondere mittels wenigstens eines Stellorgans in Ausgestaltung als Stange bzw. Welle (Drehantriebsmittel), insbesondere mittels drehfest daran gekuppelter Platten. Insbesondere kann das Verlagern individuell hinsichtlich folgender Aspekte ausgestaltet werden: eine einzelne oder mehrere Stellachsen; Stellbewegung für Materialfluss einer oder mehrerer Chargen durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen oder Stellbewegung für Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen über einen Abschnitt entlang des Materialfluss- Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen; kontinuierliche und/oder zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung; für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen einheitliche Stellbewegung und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen vorgegebene Stellbewegung.
Eine dritte Schrittfolge V3 (Entspannung) umfasst insbesondere die folgenden Schritte:
53.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Entspannungsvolumen
53.2 Druckabbau im Entspannungsvolumen
53.3 Austragen von Schüttgut aus dem Entspannungsvolumen Die Fig. 7A zeigt einzelne Varianten einer erfindungsgemäßen 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 aufweisen, insbesondere ein Ventil und/oder eine (Zellrad-)Schleuse. Eine Zellradschleuse liefert insbesondere auch den Vorteil, dass Gasübertritt erschwert wird.
Ferner sind für eine dritte Schrittfolge V3 einzelne Varianten einer Entspannungseinrichtung 30, 30a, 30b, 30c, 30d der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 gezeigt. Dabei können mehrere Entspannungseinheiten 31 vorgesehen sein, welche über eine zentrale oder mehrere dezentrale Einlassarmaturen 32 mit einer jeweiligen zweiten Schrittfolge V2 koppelbar sind. Ein Kolben oder Kolbenmotor 33 kann über wenigstens eine Entspannungseinheit 31 mit einer Auslassarmatur 35 zum finalen Austragen des Schüttguts verbunden sein.
Unter Bezugnahmen auf translatorische Stellbewegungen werden die einzelnen Varianten der Druckbehältervorrichtung mit den Bezugsziffern 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20j, 20k, 201, 20m, 20n bezeichnet. In Hinblick auf die zuvor beschriebenen rotatorischen Stellbewegungen sind die Bezugsziffern 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g ebenfalls vergeben worden, bezeichnen jedoch davon unabhängig realisierbare Ausgestaltungen und dienen insoweit lediglich der Nummerierung.
Eine exemplarisch für die Variante 20b angedeutete Steuerungseinrichtung 101 steht in Verbindung mit einer Logikeinheit 103 oder umfasst diese. Die Steuerungseinrichtung 101 kann z.B. auch an eine oder mehrere Sensoreinheiten und/oder an eine oder mehrere Stellorgane gekoppelt sein. Die Steuerungseinrichtung kann dabei auch die Logikeinheit umfassen und eingerichtet sein zum Regeln der hier im Einzelnen beschriebenen Verfahrensschritte.
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 im Detail in den Figuren 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7H, 7J, 7K, 7L, 7M, 7N, 70 gezeigt.
Zwecks besserer Übersicht wird die jeweils in der zweiten Schrittfolge V2 implementierbare Druckbehältervorrichtung 20 vorab durch eine allgemeine Beschreibung beschrieben, insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 70. Die jeweilige Druckbehältervorrichtung 20 weist insbesondere Komponenten aus der folgenden Gruppe auf: Einlassarmatur 22, hochdruckbeständige Wandung 23, Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel 24, Auslassarmatur 25, Ein-/Ausströmarmatur 26, Ein-/Ausströmarmatur 27, translatorisches Stellorgan 28.
Fig. 7B zeigt zwei Ausführungsbeispiele, bei welchen einzelne Behandlungsebenen lateral aktuierbar sind. In der Wandung der Druckbehältervorrichtung 20b sind Durchführungen für laterale Stellmittel vorgesehen (insbesondere Stellorgan 28), jeweils spezifisch je Behandlungsebene. Die aktuierbaren lateralen Stellmittel ermöglichen eine Kinematik zumindest umfassend einen Schwenkmechanismus, insbesondere aktuiert mittels Schubstangen. Die Stellmittel können direkt an die jeweilige Platte oder indirekt mittels einer kinematischen Kupplung an die jeweilige Behandlungsebene gekoppelt sein. Die Fig. 7B zeigt das Prinzip der lateralen Aktuierung bei zentrischer oder exzentrischer Lagerung von Platten, wobei je Behandlungsebene wahlweise eine oder mehrere einseitig nach unten oder beidseitig nach oben und unten schwenkbare Platten vorgesehen sind. Zusätzlich oder alternativ zum deckelseitigen Einlass für Schüttgut kann auch jeweils lateral auf der Höhe der jeweiligen Behandlungsebene eine Einlassarmatur und/oder Auslassarmatur vorgesehen sein. Die translatorische Stellbewegung kann beispielsweise in jeder Ebene in radialer Richtung erfolgen (bidirektional; hin und her).
Fig. 7C zeigt drei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20c, bei welchen jeweils eine von innen nach außen öffnende Kinematik mit Klappenkonstruktion vorgesehen ist, wobei in der jeweiligen Behandlungsebene wahlweise auch Ablaufschrägen und/oder Randbereiche für Stützkonstruktionen vorgesehen sein können. Je Behandlungsebene sind wenigstens zwei symmetrisch bezüglich Mittenlängsachse und Quersteg angeordnete Platten vorgesehen, jeweils nach unten und nach oben schwenkbar. Die jeweilige Platte ist exzentrisch um eine Schwenkachse gelagert, und ein Öffnen erfolgt aus der Mitte heraus (Schwenken nach unten oder auch nach oben). Die Kinematik kann insbesondere auch kuppelnde Gelenke und/oder Zugmittel und/oder wenigstens einen Federmechanismus mit Rückstellbewegung umfassen. Die translatorische Stellbewegung erfolgt in axialer Richtung.
Fig. 7D zeigt zwei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20d, bei welchen mehrere Behandlungsebenen vorgesehen sind, die jeweils durch eine integrale Platte gebildet sind. Die Kinematik zum Verlagern der Platten wird insbesondere durch eine jeweilige Zug-/Schubstange 28 (Stellorgan) gebildet (insbesondere exzentrische Anordnung der Schubstange (Hebelgestänge), mit nur einer zentrisch angeordneten Einlassarmatur). Diese Ausführungsbeispiele liefern Vorteile insbesondere hinsichtlich Robustheit und einfacher Konstruktion. Die Platten schwenken einseitig nach unten und wahlweise auch nach oben. Das Zuführen der jeweiligen (Teil-)Charge kann zentral via den Deckel erfolgen. Das Austragen kann zentral via eine bodenseitige Auslassarmatur erfolgen. Das zentrale bodenseitige Austragen liefert z.B. prozesstechnische Vorteile, insbesondere bei schwerkraftgetriebenem Austragen, insbesondere hinsichtlich komplettem Austrag ohne Rückstände. Die translatorische Stellbewegung erfolgt in axialer Richtung.
Fig. 7E zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20e, bei welchem eine Schwenkkinematik in einer Druckbehältervorrichtung mit lateralen Einlassarmaturen angeordnet ist. Das Austragen von Schüttgut kann zentral an der bodenseitigen Auslassarmatur erfolgen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Kinematik optimiert werden für das Verschwenken und Austragen nach unten. Die translatorische Stellbewegung (Stellorgan 28) erfolgt in axialer Richtung.
Fig. 7F, 7G zeigt jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20f, 20g mit einem vergleichsweise schmalen, langgestreckten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi, insbesondere bereitgestellt durch eine rohrartige Hochdruckbehälterwandung. Die stirnseitig in das Hochdruckbehandlungsvolumen geführten Kolben dienen 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 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. 7F beschreibt einen Aufbau mit einer einzelnen Kavität für das Hochdruckbehandlungsvolumen (keine Unterteilung, keine Abschottung). Fig. 7G beschreibt einen mehrstufigen Aufbau mit mehreren voneinander abgegrenzten Kavitäten innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens, wobei die Kavitäten durch die Abschottungs-Organe 29 voneinander abgeschottet sind.
Bei dem in Fig. 7H gezeigten Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20h sind Druckaufbau- und Entspannungseinheiten ausgelagert, also nicht an das Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. an den Druckbehälter gekoppelt, sondern stromauf bzw. stromab davon vorgesehen.
Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung gemäß Fig. 7F, 7G, 7H 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.
Fig. 7J zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20j mit Platten 29 bzw. Klappen 29a in paarweiser Anordnung. Sowohl die Platten 29 als auch die Klappen 29a sind einseitig sperrend (sperrend für Schüttgut; jedoch gas- oder fluidduchlässig); 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. 7J gezeigte Ausführungsbeispiel als Konzept einer Hubkolbenpumpe oder Schwengelpumpe beschrieben werden. Gelenke oder Lager für die feststehenden Platten 29 können insbesondere an der Behälterwandung befestigt sein, bzw. an ortsfest mit der Behälterwandung verbundenen Mittelstegen; dort können auch Gegenlager bzw. Anschläge für die mitlaufenden Klappen 29a befestigt sein. Sowohl die Platten 29 als auch die Klappen 29a öffnen in Förderrichtung (nach rechts in Fig. 7J). 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. 7J 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.
Fig. 7K zeigt in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer 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. 7K 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. 7K in lateraler Richtung verlagert (gemäß Fig. 7K nach oben bzw. nach unten). Die Anordnung gemäß Fig. 7K lässt sich in Reihe mehrstufig 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. Fig. 7L zeigt ein Ausführungsbeispiel einer 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.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann wahlweise eine Temperaturregelung zum Einhalten/Regeln eines konstanten Temperaturniveaus erfolgen. Die in den Fig. 7B bis 7E sowie 7L bis 70 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. Die in den Fig. 7F bis 7K gezeigten Ausführungsvarianten können wahlweise aus mehreren bspw. mit hochdruckdichten Flanschverbindungen verbundenen Baugruppen bestehen, die hintereinander montiert werden.
Fig. 7M zeigt zwei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20m, bei welchen die translatorische Kinematik ein zentral angeordnetes Hebelgestänge aufweist, mittels welchem die einzelnen Platten (Ebenen) durch Translation schwenkbar sind. Je Behandlungsebene können z.B. zwei Platten vorgesehen sein, insbesondere in symmetrischer Anordnung. Das Verschwenken erfolgt wahlweise ohne Stellhebel oder mittels einer Kinematik umfassend jeweils einen Stellhebel je Plattenhälfte. Die Platten sind in Fig. 7M jeweils redundant in den einzelnen Verlagerungs-/Schwenkpositionen gezeigt.
In Fig. 7N zeigt zwei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20n, welchen durch eine exzentrische Anordnung des jeweiligen Stellorgans 28 gekennzeichnet sind. Je Behandlungsebene ist eine Platte vorgesehen, die exzentrisch schwenkbar gelagert ist (exzentrisch angeordnete Schwenkachse) und nach oben und unten schwenkbar ist. Randbereiche einer jeweiligen Behandlungsebene können für Stützkonstruktionen genutzt werden. Die translatorische Stellbewegung erfolgt hier in axialer Richtung.
In Fig. 70 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. Der dritte Medienstrom M3 kann auch allgemein als (extrahierte) Beladung des Schüttguts verstanden werden.
Fig. 70 veranschaulicht zudem auch einen ersten Schwenkwinkel a, insbesondere nach oben entgegen der Schwerkraftrichtung, und einen zweiten Schwenkwinkel ß, insbesondere nach unten in Schwerkraftrichtung.
Bei den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen kann die jeweilige Behandlungsebene jeweils durch einen ersten und einen zweiten Teil (insbesondere durch zwei Hälften) gebildet sein, die jeweils in schwenkbarer Lagerung ortsfest oder translatorisch verlagerbar angeordnet sind.
Im von der Umgebung U abgeschotteten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi erfolgt beispielsweise die Hochdruckbehandlung von Teeblättern, Kaffeebohnen oder Hopfen. Über die Ein-/Ausströmarmaturen 26, 27 kann Extraktionsmedium zirkulieren.
In den Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F wird eine zyklische translatorische Stellbewegung zum Sicherstellen des Materialflusses für kontinuierliche Hochdruckbehandlung näher erläutert. In Fig. 8A ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem ein translatorisches Stellorgan 28 in einer neutralen Null-Stellung angeordnet ist, insbesondere mittig zwischen einer ersten Hub- Stellung und einer zweiten Hub-Stellung.
In Fig. 8B ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem das translatorische Stellorgan 28 in der ersten Hub-Stellung angeordnet ist, hier entsprechend einer maximal zurück gezogenen Stellung. Eine Einlassarmatur gibt den Weg zum ersten Teilvolumen frei, so dass ein Materialflusspfad von der ersten Schrittfolge zum ersten Teilvolumen der zweiten Schrittfolge gebildet werden kann. Eine (erste) Teil-Charge wird in ein erstes Teilvolumen des Hochdruckbehandlungsvolumens Vi gefördert, beispielsweise mittels einer Pumpe oder eines Kolbens.
In Fig. 8C ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem das translatorische Stellorgan aktuiert wird, indem es von der ersten in die zweite Hub-Stellung verlagert wird, wobei simultan eine jeweilige ortsfeste Klappe/Platte durch den Materialfluss geöffnet/verschwenkt wird. Die Teil-Charge wird dabei mittels der jeweiligen translatorisch verlagerbaren Klappe/Platte vom ersten Teilvolumen in ein zweites Teilvolumen gefördert (translatorische Verlagerung).
In Fig. 8D ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem das Stellorgan die zweite Hub- Stellung erreicht hat, hier entsprechend einer End-Stellung. Die Teilcharge ist komplett in das zweite Teilvolumen gefordert worden, so dass das erste Teilvolumen leer ist. Aus dieser Stellung kann das Stellorgan nun zurück verlagert werden.
In Fig. 8E ist die rückwärtige translatorische Hub-Bewegung des Stellorgans gezeigt, wobei die verlagerbaren Klappen/Platten verschwenken und wobei die ortsfest angeordneten Klappen/Platten sperren. Diese Bewegung entspricht der Hubbewegung im engeren Sinne, also dem Teil des Bewegungszyklus, in welchem der Hub geschaffen wird, um im nachfolgenden Teil des Bewegungszyklus den Materialfluss sicherstellen zu können.
In Fig. 8F ist eine Anordnung entsprechend jener der Fig. 8B gezeigt, wobei das erste Teilvolumen mit einer weiteren Teil-Charge 2.1 beladen werden kann. Die in den Fig. 8A bis 8E beschriebene Prozessabfolge kann für eine jeweilige Teilcharge entsprechend wiederholt werden. Die in den Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F gezeigte Anordnung kann auch in einer anderen Ausrichtung orientiert werden, insbesondere auch in entgegengesetzter vertikaler Richtung. Drehgelenke oder Schwenkmechanismen können optional z.B. mittels Antrieben und/oder Federkräften aktuiert werden, insbesondere unabhängig von Gravitationskräften.
Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit zyklischen translatorischen Hub-/Stellbewegungen.
Mittels der translatorischen Stellbewegung, die bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 bevorzugt als zyklische Hin- und Her-Bewegung ausgestaltet ist, und die entlang einer einzigen Längsachse bzw. Stellachse L erfolgt, kann ein Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen simultan durch das Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die gesamte Charge setzt sich aus einzelnen in das Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführten Teilchargen in den jeweiligen Teilvolumina zusammen.
In den Fig. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E wird eine von Gravitationskräften unabhängige Anordnung beschrieben (insbesondere horizontale Ausrichtung der Längsachse der Druckbehältervorrichtung; insbesondere translatorische Stellbewegung in horizontaler Ebene), wobei der Materialfluss auf eine Art und Weise vergleichbar zum Ausführungsbeispiel der Fig. 8 erfolgen kann. In den Fig. 9C, 9D wird das Augenmerk jedoch auf den Vorgang des Austragens von Material aus dem letzten Teilvolumen gerichtet. Ausgehend von Fig. 9B wird die Teilcharge in Fig. 9C bereits in einer Anordnung im letzten Teilvolumen dargestellt, wobei sich das translatorische Stellorgan bereits in der End-Stellung (zweite Hub-Stellung) befindet. Gemäß Fig. 9D wird das Stellorgan zurück verlagert. Der Hub der translatorischen Stellbewegung (Positionsänderung) kann dabei durch Dc beschrieben werden (bei einer Anordnung gemäß Fig. 8A analog durch Dz).
Die Anordnung gemäß Fig. 9A lässt sich wie folgt beschreiben:
das Stellorgan befindet sich in der ersten Hub-Stellung;
eine Mehrzahl von (ersten) sperrenden einlassseitigen Ebenen befindet sich in der ersten Hub-Stellung;
eine Mehrzahl von (zweiten) ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind sperrend angeordnet; Der Begriff „einlassseitig“ betrifft eine Ebene, welche stromauf von einem jeweiligen Teilvolumen angeordnet ist. Der Begriff „auslassseitig“ betrifft eine Ebene, welche stromab von einem jeweiligen Teilvolumen angeordnet ist.
Die Anordnung gemäß Fig. 9B lässt sich wie folgt beschreiben:
das Stellorgan wird von der ersten Hub-Stellung zur zweiten Hub-Stellung translatorisch in Materialflussrichtung verlagert;
eine Mehrzahl von sperrenden einlassseitigen Ebenen wird in Materialflussrichtung verlagert, insbesondere zusammen mit dem Stellorgan;
eine Mehrzahl von ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind durchlassend angeordnet;
Die sperrenden Ebenen schieben das Material (Teilcharge) in Materialflussrichtung in das angrenzende Teilvolumen, wobei die auslassseitigen Ebenen in einer ersten Drehrichtung verschwenkt werden.
Die Anordnung gemäß Fig. 9C lässt sich wie folgt beschreiben:
das Stellorgan ist in der zweiten Hub-Stellung angeordnet;
eine Mehrzahl von sperrenden einlassseitigen Ebenen sind sperrend angeordnet;
eine Mehrzahl von ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind durchlassend angeordnet;
Die Anordnung gemäß Fig. 9D lässt sich wie folgt beschreiben:
das Stellorgan wird von der zweiten Hub-Stellung zurück zur ersten Hub-Stellung translatorisch entgegen der Materialflussrichtung verlagert (Hub-Bewegung zum Nachladen einer weiteren Teilcharge);
eine Mehrzahl von einlassseitigen Ebenen werden, in einer durchlassenden Anordnung, entgegen der Materialflussrichtung verlagert, insbesondere zusammen mit dem oder mittels des Stellorgan(s);
eine Mehrzahl von ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind sperrend angeordnet;
Die ortsfesten Ebenen werden in einer zweiten Drehrichtung zurück geschwenkt, zurück in eine sperrende Anordnung, und die verlagerbaren Ebenen werden zurück verlagert und bei dieser Zurück-Bewegung in einer/der ersten Drehrichtung geschwenkt. Die Anordnung gemäß Fig. 9E entspricht im Wesentlichen jener gemäß Fig. 8A. Verlagerbare und ortsfeste Ebenen sind paarweise aneinander angrenzend angeordnet, insbesondere jeweils in sperrender Anordnung. Der Materialfluss zwischen den einzelnen Teilvolumina kann durch zwei aufeinanderfolgende, entgegengesetzte Hubbewegungen (hin und her) sichergestellt werden, insbesondere unabhängig von der Anzahl der in Reihe angeordneten Teilvolumina.
In der ersten Hubstellung werden die verlagerbaren Ebenen in einer zweiten Drehrichtung zurück geschwenkt, zurück in eine sperrende Anordnung; wahlweise können daraufhin die ortsfesten Ebenen in eine durchlassende Anordnung geschwenkt werden, oder zumindest kann eine Schwenk-Kinematik freigegeben werden, so dass die ortsfesten Ebenen frei schwenkbar sind und insbesondere durch verlagertes Material verschwenkt in die durchlassende Anordnung werden, in Reaktion auf die translatorische Stellbewegung.
Die Fig. 9A bis 9E beschreiben zwei Arten von Ebenen, nämlich ortsfeste Ebenen und verlagerbare Ebenen. Beide Arten von Ebenen können wahlweise sperrend oder durchlassend angeordnet werden, insbesondere sperrend ausschließlich entgegen der Soll- Materialflussrichtung. Die sperrende oder durchlassende Stellung der jeweiligen Ebene kann beispielsweise mittels einer Schwenk-Kinematik eingestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die jeweilige Ebene eine Mehrzahl von schwenkbaren bzw. kippbaren Platten auf. Die Schwenk-Kinematik kann wahlweise einen Antrieb aufweisen oder antriebslos schwenkbar losgelagert sein um wenigstens ein Drehgelenk.
Anmerkung: Die weiteren Teilvolumina zwischen dem ersten und letzten Teilvolumen sind in den Prozess-Stufen gemäß den Fig. 9B bis 9E ebenfalls mit Material beladen, welches zwecks besserer Übersichtlichkeit jedoch nicht dargestellt wird. Die Fig. 9B veranschaulicht demnach vier aufeinanderfolgende translatorische Stellbewegungen durch die vier Teilvolumina, ausgehend vom ersten Teilvolumen bis zum letzten Teilvolumen.
Die Figuren 9 zeigen auch eine Teilchargen-Kavität V21 des Hochdruckbehandlungsvolumens Vi, wobei die Kavität V21 unidirektional sperrend abgeschottet ist. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 9 auf dieselbe Art wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 8 sichergestellt werden.
Am Beispiel der Figuren 8, 9 kann der Materialfluss auch noch auf allgemeinere Weise 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 unter Hochdruckbehandlung. Der Schüttgut-Materialfluss setzt sich z.B. durch mehrere ausgetragene Teilchargen 4.1 fort. Dabei kann wenigstens eine Sensoreinheit 105 vorgesehen sein, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss. Die jeweilige Sensoreinheit 105 ist insbesondere auch an wenigstens einer Behandlungsebenen 5 angeordnet.
In den Fig. 8 und 9 ist veranschaulicht, auf welche Weise die jeweilige Behandlungsebene 5 in einem abschottenden Zustand oder in einem durchlassenden Zustand eingestellt werden kann.
In Fig. 10 ist das Konzept der zyklischen translatorischen Stellbewegung nochmals allgemein dargestellt, wobei die Richtung der Stellbewegung nur beispielhaft in der Horizontalebene liegt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 kann das Verlagern S2.1 alternativ zur rotatorischen Stellbewegung wenigstens eine translatorische Stellbewegung umfassen, insbesondere mittels wenigstens eines Stellorgans in Ausgestaltung als Schub-/Zug-Stange, insbesondere mittels schwenkbar daran gekuppelter Platten.
Bezugszeichenliste:
1 Schüttgut bzw. Granulat(-Schüttung)
2.1 zugeführte Teilcharge
3 Schüttgut-Charge unter Hochdruckbehandlung
3.1 , 3.2, 3.n Schüttgut-Teilcharge unter Hochdruckbehandlung
4.1 ausgetragene Teilcharge
5 Hochdruckbehandlungsebene
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f Druckbeaufschlagungseinrichtung
11 Druckerzeugungsmittel, insbesondere Pumpe oder Kolben
12 Einlassarmatur
20,20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g,20h,20j,20k,20l,20m,20n Druckbehältervorrichtung
21 innenliegende Abschottung, insbesondere zylindrisches Schott
22 Einlassarmatur
23 hochdruckbeständige Wandung
24 Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel
25 Auslassarmatur
25.2 Fallrohr
26 Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere mit Stutzen
27 Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere mit Stutzen
28 rotatorisches Stellorgan, insbesondere Stange, Welle oder Rohr; oder
28 translatorisches Stellorgan, insbesondere Schub-/Zugstange
28.1 Fördereinrichtung, insbesondere Förderschnecke29 Kinematik, insbesondere Schwenkkinematik; oder
29; 29a, 29b (erste und zweite) Platte, Schott, jeweils zumindest teilweise abschottend, wahlweise rotatorisch verlagerbar, insbesondere in Ausgestaltung als kreisrunde Scheibe; oder
29; 29a, 29b (erste und zweite) Platte, Schott, jeweils zumindest teilweise abschottend, wahlweise translatorisch verlagerbar, insbesondere in Ausgestaltung als kreisrunde klappbare oder verschwenkbare Scheibe
29.1 Durchlasssegment 29.2 ebenes Segment
29.3 geneigtes, insbesondere konisches Segment
30, 30a, 30b, 30c, 30d Entspannungseinrichtung
31 Entspannungseinheit
32 Einlassarmatur
33 Kolben oder Kolbenmotor
35 Auslassarmatur
100 Hochdruckbehandlungsanordnung
101 Steuerungseinrichtung
103 Logikeinheit
105 Sensoreinheit, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss
L Längsachse bzw. Stellachse bzw. Stell-Welle zum Übertragen eines Drehmoments M1 erster Medienstrom: Schüttgut
M2 zweiter Medienstrom: Hochdruckmedium bzw. Extraktionsmedium, wahlweise umfassend Imprägnierungsmedium
M3 dritter Medienstrom: Lösungsmittel
V1 erste Schrittfolge: Druckbeaufschlagung
51.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Druckbeaufschlagungsvolumen
51.2 Druckaufbau im Druckbeaufschlagungsvolumen, und Halten des Drucks
51.3 Fördern des Schüttguts ins Hochdruckbehandlungsvolumen
V2 zweite Schrittfolge: kontinuierliche Hochdruckbehandlung umfassend Extraktion und/oder Imprägnierung
52.1 Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen
S2.1a teilchargenweises Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen
S2.1 b kontinuierliches Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen
S2.1c Anordnen von Teilchargen des Schüttguts jeweils auf einer Ebene
52.2 Hochdruckbehandeln durch Extrahieren 52.3 Hochdruckbehandeln durch Imprägnieren
52.4 Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen
V3 dritte Schrittfolge: Entspannung
S3.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Entspannungsvolumen
S3.2 Druckabbau im Entspannungsvolumen
S3.3 Austragen von Schüttgut aus dem Entspannungsvolumen
U Umgebung
Vi ortsfestes, statisch angeordnetes Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. hochdruckdicht umschlossene Kavität für Hochdruckbehandlung
V21 durch Abschottung definierte Kavität, insbesondere zylindrische Ringkavität; oder
V21 Teilchargen-Kavität, insbesondere unidirektional sperrend abgeschottet; x Querachse, insbesondere Breitenrichtung
y Querachse, insbesondere Tiefenrichtung
z Hochachse, insbesondere Vertikale
Da rotatorische Stellbewegung (Drehwinkeländerung)
Dc, Dz translatorische Stellbewegung (Positionsänderung)
a erster Schwenkwinkel, insbesondere nach oben entgegen der Schwerkraftrichtung ß zweiter Schwenkwinkel, insbesondere nach unten in Schwerkraftrichtung

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Hochdruckbehandeln von Schüttgut (1) durch Extrahieren und/oder Imprägnieren, welches Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) einer Druckbehältervorrichtung (10) angeordnet wird und auf einem Hochdruckniveau, insbesondere Hochdruck im Bereich von 40 bis 1000bar, unter Abschottung von der Umgebung (U) behandelt wird, wobei das Verfahren wenigstens die drei folgenden jeweils individuell regelbaren Schrittfolgen umfasst:
Druckbeaufschlagung (V1), Hochdruckbehandlung (V2), Entspannung (V3);
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Hochdruckbehandeln im zweiten Schritt (V2) der Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) durchgeführt wird, wobei das Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) oder die gesamte Druckbehältervorrichtung (10) während der Hochdruckbehandlung (V2) ortsfest angeordnet ist/bleibt, wobei die Kontinuität der Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge (V2) allein mittels des einen Hochdruckbehandlungsvolumens (Vi) sichergestellt wird, und wobei das Schüttgut mittels einer rotatorischen Stellbewegung (Da) oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung während der Hochdruckbehandlung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch die rotatorische Stellbewegung eine stetige Verlagerungsgeschwindigkeit des Schüttguts (1) oder eine Taktung einer diskontinuierlichen teilchargenweisen Verlagerung, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5), und dadurch die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Schüttgut für die Hochdruckbehandlung (V2) auf wenigstens einer vordefinierten ersten Hochdruckbehandlungsebene (5) angeordnet wird und ausgehend von dieser ersten Hochdruckbehandlungsebene kontinuierlich oder zwischen weiteren Hochdruckbehandlungsebenen im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) während der Hochdruckbehandlung (V2) durch die rotatorische Stellbewegung und/oder in Reaktion auf die rotatorische Stellbewegung verlagert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln der Schüttgut-Materialfluss geregelt wird, indem das Schüttgut (1) in Abhängigkeit der Größe und/oder einer zeitlichen Taktung zugeführter (Teil- Chargen kontinuierlich oder in einzelnen diskontinuierlichen Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) durch die rotatorische Stellbewegung verlagert wird; und/oder wobei durch ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts (1) oder durch ein diskontinuierliches Verlagern des Schüttguts zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5) beim Hochdruckbehandeln durch die rotatorische Stellbewegung eine Verweilzeit des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt wird, insbesondere durch Einstellen einer Drehgeschwindigkeit eines/des rotatorischen Stellorgans (28) und/oder durch Taktung des rotatorischen Stellorgans; und/oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts in zwei unterschiedlichen vordefinierten Materialflussrichtungen im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) umfasst, insbesondere in zwei entgegengesetzten Materialflussrichtungen, nämlich ein einer ersten durch die rotatorische Stellbewegung vorgegebenen Materialflussrichtung und in einer zweiten gravitationskraftgetriebenen Materialflussrichtung; und/oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts entgegen der Schwerkraft durch Zuführen von potentieller Energie in das Schüttgut durch die rotatorische Stellbewegung umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts durch eine kontinuierliche rotatorische Stellbewegung umfasst, insbesondere mit dem rotatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Förderschnecke; oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts durch mehrere diskontinuierliche rotatorische Stellbewegungen umfasst, insbesondere mit dem rotatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Welle mit wenigstens einer drehfest damit verbundenen gasdurchlässigen Platte mit wenigstens einem Durchlasssegment.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren, insbesondere Lösungsmittelextrahieren umfasst; und/oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Imprägnieren umfasst, insbesondere das Imprägnieren von Polymeren; oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln sowohl ein Extrahieren als auch ein Imprägnieren umfasst, insbesondere das Extrahieren von Monomeren und das Imprägnieren mit Additiven; und/oder wobei das Hochdruckbehandeln zumindest ein Lösungsmittelextrahieren umfasst und oberhalb der kritischen Temperatur und oberhalb des kritischen Drucks des Lösungsmittels durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Durchströmen des Schüttguts mit Hochdruckmedium umfasst, insbesondere im Gegenstrom zu einer kontinuierlichen Verlagerung des Schüttguts.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln bei konstantem Hochdruck oder bei Druckschwankungen maximal im Bereich von 3 bis 5bar durchgeführt wird, insbesondere bei einem Hochdruck im Bereich von 500 bis 1000bar.
9. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 , wobei beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch die translatorische Stellbewegung eine Verlagerungsgeschwindigkeit oder eine Taktung einer diskontinuierlichen teilchargenweisen Verlagerung eingestellt wird, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5) oder zwischen einzelnen Teilvolumina, wobei dadurch die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt wird; und/oder wobei das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird und dabei wenigstens eine Schwenkkinematik zum Durchlässen oder Sperren von Materialfluss aktuiert; und/oder wobei das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird, indem das translatorische Stellorgan wenigstens zwei translatorisch verlagerbare Ebenen zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt; und/oder wobei das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird, wobei die jeweilige Hubstellung jeweils durch eine ortsfest angeordnete Hochdruckbehandlungsebene definiert ist; und/oder wobei das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird, wobei die erste Hubbewegung von der ersten zur zweiten Hubstellung eine sperrende Hubbewegung mit sperrend angeordneter verlagerter Schwenkkinematik und durchlassender ortsfest angeordneter Schwenkkinematik ist, und wobei die zweite Hubbewegung von der zweiten zur ersten Hubstellung eine durchlassende Hubbewegung mit durchlassend angeordneter verlagerter Schwenkkinematik und sperrender ortsfest angeordneter Schwenkkinematik ist.
10. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 oder nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei das Schüttgut für die Hochdruckbehandlung (V2) auf wenigstens einer vordefinierten ersten Hochdruckbehandlungsebene angeordnet wird und ausgehend von dieser ersten Hochdruckbehandlungsebene zwischen weiteren Hochdruckbehandlungsebenen im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) während der Hochdruckbehandlung (V2) durch die jeweilige translatorische Stellbewegung verlagert wird.
11. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 oder nach einem der beiden vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei durch ein diskontinuierliches teilchargenweises Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen beim Hochdruckbehandeln durch die jeweilige translatorische Stellbewegung eine Verweilzeit des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt wird, insbesondere durch Taktung des jeweiligen translatorischen Stellorgans, insbesondere durch Taktung mehrerer translatorischer Stellorgane jeweils in zeitlicher Abhängigkeit voneinander; und/oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts umfasst, insbesondere zumindest annähernd in Richtung der Schwerkraft.
12. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 oder nach einem der drei vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises Verlagern des Schüttguts durch eine Mehrzahl einzelner translatorischer Stellbewegungen umfasst, insbesondere Hin- und Her-Bewegungen, insbesondere mit wenigstens einem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schubstange mit wenigstens einer axialfest daran gelagerten Schwenkkinematik; oder wobei das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts durch mehrere diskontinuierliche translatorische Stellbewegungen umfasst, insbesondere mit wenigstens einem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schub-/Zugstange mit wenigstens einer unidirektional sperrenden Schwenkkinematik umfassend wenigstens eine gasdurchlässigen Platte.
13. Steuerungseinrichtung (31) eingerichtet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Steuerungseinrichtung mit wenigstens einer Sensoreinheit (35) eingerichtet zum Erfassen eines Durchflusses von Schüttgut (1) oder einer Masse oder einer Massendifferenz gekoppelt ist, wobei die Steuerungseinrichtung wahlweise auch wenigstens eine Sensoreinheit eingerichtet zum Erfassen eines Weges und/oder einer Kraft und/oder eines Drucks umfasst, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist zum Auswerten und Regeln einer rotatorischen Stellbewegung oder einer translatorischen Stellbewegung jeweils zum Vorgeben des Schüttgut-Materialflusses durch ein/das Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi).
14. Hochdruckbehandlungsanordnung (100) eingerichtet zur Hochdruckbehandlung von Schüttgut (1) 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;
eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbeaufschlagungseinrichtung gekoppelte Druckbehältervorrichtung (10) mit einer ein Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) umschließenden hochdruckbeständigen Wandung (12), für die Hochdruckbehandlung (V2) als zweite Schrittfolge;
eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbehältervorrichtung gekoppelte Entspannungseinrichtung für eine Entspannung (V3) als dritte Schrittfolge;
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Druckbehältervorrichtung ortsfest angeordnet ist und für eine kontinuierliche Hochdruckbehandlung allein mittels des einen ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumens (Vi) auf dem Hochdruckniveau eingerichtet ist, wobei die Druckbehältervorrichtung ein rotatorisches Stellorgan oder translatorisch verlagerbares Stellorgan (28) aufweist und eingerichtet ist für eine rotatorische Stellbewegung oder für wenigstens eine translatorische Stellbewegung jeweils zur Verlagerung des Schüttguts (1) während der Hochdruckbehandlung durch das
Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi).
15. Hochdruckbehandlungsanordnung nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, wobei die Hochdruckbehandlungsanordnung (100) eingerichtet ist zum Zuführen einzelner Teilchargen (2.1) zum Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung und zum Verlagern der Teilchargen (3.1) im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung; und/oder wobei die Hochdruckbehandlungsanordnung (100) eingerichtet ist zum Austragen einzelner Teilchargen (3.1) aus dem
Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung.
16. Hochdruckbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei das rotatorische Stellorgan (28) als Förderschnecke ausgebildet ist, insbesondere mit deren Längsachse in Ausrichtung der Längsachse des Hochdruckbehandlungsvolumens oder parallel dazu; und/oder wobei das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet ist, welche sich um ein Fallrohr (25.2) zum Austragen des Schüttguts erstreckt; oder wobei das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet ist, welche in einem gasdurchlässigen und Schüttgut abschottenden Rohr (21) angeordnet ist; oder wobei das rotatorische Stellorgan als exzentrisch im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) angeordnete Förderschnecke ausgebildet ist; oder wobei das rotatorische Stellorgan eingerichtet ist zur Aktuierung wenigstens einer Platte (29) mit wenigstens einem Durchlasssegment (29.1), zur Anordnung oder zum Durchlässen von Schüttgut jeweils in einer durch die Platte definierten Hochdruckbehandlungsebene (5).
17. Hochdruckbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, wobei im Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) mehrere Hochdruckbehandlungsebenen (5) durch jeweils paarweise angeordnete gasdurchlässige Platten (29a, 29b) definiert sind, von denen jeweils die eine in drehfester Verbindung mit dem rotatorischen Stellorgan (28) steht, oder die jeweils über eine Schwenkkinematik (29) in axialfester Verbindung mit dem jeweiligen translatorischen Stellorgan stehen, insbesondere mit einseitig sperrender Schwenkkinematik; und/oder wobei im Hochdruckbehandlungsvolumen mehrere Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch wenigstens eine gasdurchlässige Platte mit Ablaufschrägen und mit wenigstens einem Durchlasssegment definiert sind, insbesondere in zueinander fluchtender Anordnung zentrisch im Hochdruckbehandlungsvolumen.
18. Hochdruckbehandlungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, wobei das rotatorisch oder translatorisch verlagerbare Stellorgan (28) eingerichtet ist zum individuellen Aktuieren jeweils einer Hochdruckbehandlungsebene (5) der Druckbehältervorrichtung (20) und/oder zum simultanen synchronen Aktuieren aller Hochdruckbehandlungsebenen der Druckbehältervorrichtung.
19. Hochdruckbehandlungsanordnung nach Vorrichtungsanspruch 14, wobei das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegbar ist, wobei die erste und zweite Hubstellung jeweils durch eine Hochdruckbehandlungsebene (5) definiert sind; und/oder wobei das translatorische Stellorgan (28) kinematisch mit einer sperrend und durchlassend anordenbaren Schwenkkinematik gekoppelt ist; und/oder wobei die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine sperrend und durchlassend anordenbare und ortsfest im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Schwenkkinematik (29) aufweist; und/oder wobei die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite Schwenkkinematik aufweist, welche jeweils in derselben Schwenkrichtung sperrend und durchlassend sind; und/oder wobei Druckbehältervorrichtung wenigstens eine erste an das translatorische Stellorgan (28) gekoppelte verlagerbare Schwenkkinematik (29) aufweist und wenigstens eine zweite ortsfest im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Schwenkkinematik aufweist; und/oder wobei eine/die erste und zweite Schwenkkinematik der Druckbehältervorrichtung autonom schwenkend ohne Schwenkantrieb ausgebildet sind, also schwenkend allein in Reaktion auf translatorische Bewegung oder in Reaktion auf eine durch Schüttgut ausgeübte Kraft; und/oder wobei eine jeweilige Hochdruckbehandlungsebene durch wenigstens eine gasdurchlässige Platte definiert ist; und/oder wobei die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine Antriebseinheit und eine Mehrzahl von Stellorganen (28) in Form von Schub-/Zugstangen eingerichtet für bidirektionale translatorische Aktuierung der jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene (Vi) aufweist, insbesondere mit den Stellorganen in linearer Anordnung nebeneinander in einer Querebene.
20. Verwendung einer Druckbehältervorrichtung (20) zur kontinuierlichen 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 in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) in der Druckbehältervorrichtung kontinuierlich verlagert wird oder in Teilchargen (3.1), insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5), zu vordefinierbaren/vordefinierten Zeitpunkten verlagert wird, indem das Schüttgut (3) mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) hindurch gefördert wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer Hochdruckbehandlungsanordnung (100) nach einem der nachfolgenden Vorrichtungsansprüche, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar; oder Verwendung einer Druckbehältervorrichtung (20) zur kontinuierlichen 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 Hochdruckbehandlung (V2) als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung (V1) und einer Entspannung (V3) durchgeführt wird, wobei das Schüttgut (3) in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau behandelt wird, indem das Schüttgut mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen hindurch gefördert wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer Hochdruckbehandlungsanordnung (100) nach einem der nachfolgenden Vorrichtungsansprüche, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar.
21. Verwendung einer Druckbehältervorrichtung (20) zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Schüttgut (1) in Ausgestaltung als Aerogele, durch Extraktion und/oder durch Imprägnierung in einem geschlossenen, von der Umgebung (U) hochdruckdicht abgeschotteten System, 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, wobei das Schüttgut in der Druckbehältervorrichtung kontinuierlich verlagert wird oder in Teilchargen (3.1), insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen (5), zu vordefinierbaren/vordefinierten Zeitpunkten verlagert wird, indem das Schüttgut (3) mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder mittels wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen (Vi) hindurch gefördert 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 unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar.
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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
DE102018222881A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut sowie Verwendung
US12011016B2 (en) 2020-09-14 2024-06-18 Impossible Foods Inc. Protein methods and compositions
KR102603231B1 (ko) 2021-07-21 2023-11-15 와이케이케이 가부시끼가이샤 차량용 시트 조립장치
CN114307246B (zh) * 2022-03-08 2022-05-17 江西艾施特制药有限公司 一种全自动高效提取药材内药物成分的提取装置及方法
CN116999901B (zh) * 2023-10-07 2023-12-01 山东中科医药科技有限公司 一种萃取装置

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7103843U (de) 1971-05-06 Foerdertechnik Und Steuerungsbau Gmbh & Co Reaktor fur die Behandlung von Schutt gutern, mit eingebautem Vibrationswendelför derer als Schuttguttrager sowie als Em und Austragsorgan
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 (de) 1936-11-18 1953-06-01 A Olier Sa Des Ets Reaktionskolonne, insbesondere zur fortlaufenden Extraktion eines oder mehrerer Bestandteile aus festen Stoffen
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 (de) 1948-10-02 1953-01-22 Koppers Gmbh Heinrich Turmartige Gasreinigungseinrichtung
US2664967A (en) 1950-03-13 1954-01-05 Standard Oil Dev Co Method for contacting gaseous material with finely divided solids
DE865505C (de) 1951-06-08 1953-02-02 Koppers Gmbh Heinrich Turmartiger Gasreiniger
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 (nl) * 1977-10-07 1979-04-10 Shell Int Research Inrichting voor katalytische behandeling van koolwaterstoffen.
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 (de) * 1988-05-07 1989-11-16 Heinz Schumacher Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von stoffen und stoffgemischen im fliess- oder wirbelbett
JPH01293129A (ja) 1988-05-20 1989-11-27 Kobe Steel Ltd 連続式高温高圧処理装置
US5096832A (en) * 1990-08-03 1992-03-17 Wayne State University Method of detecting cations using a tetra substituted cyclohexane
DE4143541C2 (de) * 1991-02-19 1999-03-04 Mls Gmbh Vorrichtung zum Extrahieren von Proben mittels eines Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur
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 (de) 1992-05-16 1993-11-18 Lentz Harro Vorrichtung und Verfahren für quasi-kontinuierliche technisch-chemische Prozesse in komprimierten Fluiden
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 (nl) * 1997-11-04 1998-12-07 Josephus Johannes Petrus Maria Batch-Continue tegenstroomapparatuur met superieure performance.
US6048494A (en) * 1998-01-30 2000-04-11 Vlsi Technology, Inc. Autoclave with improved heating and access
ES2197664T3 (es) 1998-08-11 2004-01-01 Jaime Marti Sala Silo para almacenamiento y suministro regulado de envases ligeros vacios, y metodo para su utilizacion.
DE19946146B4 (de) 1999-09-27 2006-07-06 Kehler, Dirk, Dr.-Ing. Verfahren zur Aufbereitung von Feststoffen und Rückgewinnung der Feststoffkomponenten
DE20119064U1 (de) 2001-11-23 2002-05-08 Blümelhuber, Gerrit, Dipl.-Ing., 84072 Au Vorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Flüssigkeiten und pastösen Medien
DE20201949U1 (de) 2002-02-08 2002-05-23 Blümelhuber, Gerrit, Dipl.-Ing., 84072 Au Vorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruck-Behandlung von verpackten Produkten
NL1021142C2 (nl) 2002-07-24 2004-01-27 Stork Prints Bv Inrichting en werkwijze voor het stuksgewijs of partij-gewijs onder hoge druk veredelen van stukken substraat, in het bijzonder textiel substraat.
DK1701775T4 (da) 2003-11-19 2012-07-23 Natex Prozesstech Gmbh Fremgangsmåde og proces til styring af temperatur-, tryk- og densitetsprofiler i processer med tætte fluider samt tilhørende apparat
DE102004013338A1 (de) 2004-03-17 2005-10-06 Uhde High Pressure Technologies Gmbh Verfahren zur Suspendierung und Einspeisung von Feststoffen in einen Hochdruckprozeß
NL1028037C2 (nl) 2005-01-14 2006-07-17 Stork Prints Bv Inrichting voor het stuksgewijs of partij-gewijs onder hoge druk behandelen van stukken van een substraat met een superkritisch of nabij-kritisch behandelingsmedium.
CN100427172C (zh) 2005-03-04 2008-10-22 山东大学 高压超高压连续固体物料萃取和灭菌装置
US7897050B2 (en) 2007-04-12 2011-03-01 Accudyne Systems, Inc. Dense gas means for extraction of a solute from solids
JP5587770B2 (ja) * 2007-06-04 2014-09-10 プレッシャー バイオサイエンシズ インコーポレイテッド 圧力で向上させた、分子の抽出および分配
WO2010032260A1 (en) 2008-08-05 2010-03-25 Sameer Sudhir Kulkarni Stacked basket bioreactor for solid state fermentation
DE102008039106B4 (de) 2008-08-21 2010-12-30 Nateco2 Gmbh & Co. Kg Druckbehälteranordnung umfassend einen äußeren Druckbehälter und mindestens einen Einsatzkorb
KR20100086297A (ko) 2009-01-22 2010-07-30 주식회사 에넨 연속향류식 초임계 공정을 이용한 에어로젤의 제조방법 및연속향류식 초임계 장치
US9757664B2 (en) * 2009-06-05 2017-09-12 David McGhee Extraction methods
DE102010030287B4 (de) * 2010-03-22 2022-07-14 Mwt Mikrowellen Labor Technik Ag Druckbehälter mit Haltemittel, System mit einer Gehäuseanordnung, die einen solchen Druckbehälter aufweist, und Verfahren mit Druckbehälter und Haltemittel
EP2727637B1 (de) 2012-11-06 2019-08-28 Uhde Inventa-Fischer GmbH Extraktionsreaktor sowie verfahren zur extraktion von granulärem material
CN103272539B (zh) * 2013-05-07 2015-08-12 李光武 减压干燥制备气凝胶的方法
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
JP7048498B2 (ja) 2016-01-15 2022-04-05 ザ コカ・コーラ カンパニー 食品および飲料製品の連続高圧処理法
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
US20190192994A1 (en) * 2016-07-29 2019-06-27 Tapio Olavi Kristain MAKI Methods, devices, and systems for extraction of oils from plant matter
US10603645B2 (en) * 2017-03-09 2020-03-31 Waters Technologies Corporation Diffuser assembly and associated methods
DE102018222881A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut sowie Verwendung
DE202017007003U1 (de) * 2017-12-22 2019-03-25 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung zum Hochdruckbehandeln von Schüttgut durch Extrahieren und/oder Imprägnieren sowie Verwendung

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