ES2264791T3 - Procedimiento para conversion de fase en continuo de un producto. - Google Patents
Procedimiento para conversion de fase en continuo de un producto.Info
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Abstract
Procedimiento para la conversión de fase de un producto dentro de un mezclador-amasador, en el cual es introducido el producto, con elementos amasadores en al menos un eje, en cuyo caso la retromezcla del producto tiene lugar durante un tiempo determinado hasta que por medio de la medición del momento de giro del eje se detecte que la viscosidad del producto ha alcanzado el valor predeterminado, con el cual los elementos amasadores retromezclantes introducen una energía mecánica en una disolución de plástico (por ejemplo una disolución termoplástica o elastómera) para realizar la conversión de fase de componentes volátiles adicionales dosificados de líquido a gas y/o de sólido a líquido/pastoso, o que la retromezcla de un producto tiene lugar con una viscosidad predeterminada y ya alcanzada, en cuyo caso el mezclador-amasador será entonces conmutado a una marcha continuada, en la cual se realice aún de forma eventual la adición de otros componentes, y que el producto sea transportado para la evacuación.
Description
Procedimiento para conversión de fase en
continuo de un producto.
El presente invento se refiere a un
procedimiento para la conversión de fase de un producto dentro de un
mezclador-amasador, en el cual es introducido el
producto, con elementos amasadores en al menos un eje.
En el interior de un
mezclador-amasador se da un flujo de tapón con un
perfil de concentración a lo largo del amasador y un estado de fase
homogéneo para cualquier posición axial del producto. Al principio
del amasador, la masa a tratar está por ejemplo muy líquida después
de la introducción de la misma, debido a que contiene una gran
cantidad de líquido, especialmente de disolvente. La evaporación
ocurre únicamente en contacto con superficies de intercambio
térmico, en cuyo caso dichas superficies están generalmente
limitadas a la pared interior del amasador, a la superficie del
eje, y posiblemente también a la superficie de los elementos de
disco. En la DE 23 49 106 C, en la EP 0 517 068 A, o en la DE 195 36
944 A se han descrito por ejemplo amasadores de este tipo. A este
listado se podrían añadir numerosos ejemplos más de ejecución.
En la EP 0 457 086 A2 se ha descrito una máquina
helicoidal con dispositivos para la detección combinada del momento
de giro integral o local, introducido en determinadas secciones del
espacio del producto. La medida del momento local permite el
conocimiento de la introducción del momento de giro local sobre el
producto transportado en el espacio del producto. En este caso
también se determina la viscosidad local, la cual puede ser
calculada mediante el proceso del momento de giro ya calculado y
mediante al menos una medición de la viscosidad. De este modo se
conocen las características reológicas del producto en el recinto
del proceso. El proceso de la reacción química dentro del recinto
de proceso se evalúa mediante la viscosidad. Se propone también
utilizar la viscosidad como factor regulable, aunque esto sería
llevado a cabo de tal forma que la viscosidad sería cambiada
conforme a las cualidades deseadas del producto.
De la DE 100 08 531 A se conoce un procedimiento
para la evaporación continua, o bien para el tratamiento térmico de
productos con una viscosidad espesa, especialmente elastómeros y
termoplásticos, dentro de un mezclador-amasador con
al menos un eje giratorio equipado con elementos para mezclar, o
bien amasar, en cuyo caso una nueva disolución de producto poco
viscosa se mezcla de forma continua en una cama de producto viscosa,
previamente evaporada, de manera que la viscosidad y la
concentración de esta cama del producto estarían reguladas de tal
modo que la introducción de energía sería máxima, consistiendo de
energía mecánica por amasar y de la transmisión de calor a través
del contacto con la superficie de intercambio térmico del amasador.
En cuyo caso se ha previsto también entre otras cosas, que el
producto sea retromezclado continuadamente dentro del
mezclador-amasador. En este caso la mayoría del
disolvente (monómero, líquido) se habrá evaporado gracias a la
energía amasadora.
El coeficiente de transmisión térmica de
superficies de intercambio térmico de este tipo es bajo,
especialmente en el caso de que se formase por ejemplo espuma entre
la masa y la superficie de intercambio térmico, siendo así
desfavorable la superficie específica de calentamiento.
La evaporación empezaría a ser más eficiente en
el caso de que la masa presentara una mayor viscosidad si por
ejemplo la parte de disolvente disminuyera por debajo del 20 por
ciento. Entonces, en esta masa pastosa resultaría más fácil
introducir la energía amasadora necesaria, la cual se convertiría en
calor. Es por ello que surge la pregunta de cómo se debe de
trabajar dentro de un mezclador-amasador para que la
fracción de disolvente disminuya lo antes posible por debajo de un
límite a partir del cual la introducción de energía amasadora sería
más eficaz.
El presente invento tiene como objetivo
optimizar de nuevo y de manera sustancial el procedimiento del
mezclador-amasador, y realizarlo de forma más
eficiente.
La consecución de dicho objetivo conlleva que la
retromezcla del producto tenga lugar por un tiempo determinado
hasta que mediante la medición del momento de giro del eje se
detecte que la viscosidad del producto ha alcanzado el valor
predeterminado, con el cual los elementos amasadores retromezclantes
introducen una energía mecánica en una disolución de plástico (por
ejemplo una disolución termoplástica o elastómera), para realizar la
conversión de fase de componentes volátiles adicionales dosificados
de liquido a gas y/o de sólido a liquido/pastoso, o que ocurra la
retromezcla de un producto con una viscosidad predeterminada y ya
alcanzada, en cuyo caso entonces el
mezclador-amasador será conmutado a una marcha
continuada, en la cual aún se realice eventualmente la adición de
otros componentes y en la que el producto sea transportado para la
evacuación.
Eso significa que para el propio amasador una
única viscosidad, favorable y predeterminada, con una fracción
determinada de disolvente, sería importante ya que solamente en este
caso se daría la introducción de energía amasadora en la masa. Como
resultado de ello todo el equipo de evaporación podría estar
construido de forma mucho más compacta.
El presente invento no está limitado solamente a
una mezcla determinada. El invento puede ser aplicado en el caso de
todas las mezclas de sólidos y líquidos. Para que funcione, la
viscosidad sólo tendría que alcanzar un grado suficientemente
elevado para poder introducir suficiente energía amasadora.
La conversión de fase de una sustancia sólida
también es posible con el presente invento. Por ejemplo, el
procedimiento conforme al invento podría ser aplicado en el caso de
la fabricación de migajas ("crumb"). En este caso se
mezclaría por ejemplo leche en polvo, azúcar, cacao, aceite y agua,
y se realizaría un tratamiento térmico. Durante el tratamiento
térmico tiene lugar una reacción, la cristalización de azúcar y la
evaporación de agua. El procedimiento podría ser realizado sin
ningún problema de la manera anteriormente descrita en un amasador.
La única dificultad resultaría durante la conversión de fase de la
mezcla de polvo a una masa pastosa. En el estado de polvo la
transmisión de calor por contacto con la pared sería muy baja.
Además, también sería imposible introducir energía amasadora en la
masa debido a que la viscosidad del polvo sería extremadamente
baja.
La introducción de los componentes dosificados
directamente en una masa pastosa puede ser posible gracias a la
retromezcla propuesta dentro de un pase previo por un amasador de un
eje o de dos ejes, o si dicha introducción tiene lugar en una
primera zona de un amasador. Esto significa que una masa sería
retromezclada dentro de un amasador, y la sustancia sólida sería
introducida en la masa pastosa de forma dosificada. Ya que en este
caso la masa presentaría entonces una viscosidad suficiente, si se
sigue amasando se podría introducir también en la masa la
correspondiente energía amasadora. Esto ocurre ante todo en
referencia a la energía interior, debido a que el calentamiento del
producto también tiene lugar en el interior de la masa pastosa.
Dicha masa pastosa sería introducida entonces en
un mezclador estándar trabajando de forma continua, o sería
transportada simplemente hacia una segunda zona de un amasador
continuo. En este lugar se daría entonces la reacción de
cristalización/secado, que ya ha sido mencionada anteriormente.
En un ejemplo preferido de ejecución del
procedimiento se considera su aplicación en el reciclaje de
sustancias. Tan sólo como un posible ejemplo se tiene en cuenta
aquí el reciclaje de alfombras de poliamida. Los restos de la
alfombra podrían ser directamente mezclados de forma dosificada con
una masa de poliamida, una retromezcla pastosa. La energía interior
que requeriría posteriormente el calentamiento de las sustancias
sólidas hasta alcanzar la temperatura de fusión ("melting
point") podría ser introducida de forma eficaz con el
amasador.
También hay casos en los cuales el momento de
giro es demasiado elevado. Una evaporación de relámpago de, por
ejemplo disoluciones de poliolos (sustancias sustitutas para azúcar
como palatinita o sorbitol), o la polimerización (por ejemplo de
PMMA) por debajo del punto de vidrio/punto de fusión podría bloquear
un amasador continuo con flujo de tapón. En estos casos la
conversión de fase de una fase líquida a una fase sólida con flujo
de tapón estaría caracterizada por viscosidades demasiado elevadas.
La dificultad consiste en amasar la masa homogénea y altamente
viscosa de forma local sobre la longitud del aparato.
Una cama previa/agitada/sólida del producto
terminado, capaz de correr lentamente, podría eliminar las
viscosidades demasiado elevadas. Un producto líquido formado por un
granulado capaz de correr lentamente podría ir dosificado a la cama
previa/agitada/sólida. En dicho caso la retromezcla actuaría de tal
forma que la fase espesa solamente se podría dar en la superficie
de las partículas del producto terminado, pero la cama agitada sería
toda ella removible. El órgano que remueve ya no "ve" la alta
viscosidad de la fase espesa. La conversión de fase de
espeso/líquido a sólido se realizaría en la superficie de las
partículas del producto terminado gracias a la retromezcla. La
retromezcla actúa de tal manera que la mezcla del producto espeso y
producto sólido en forma de granulado da la impresión de que
tuviera una viscosidad baja aparente.
La retromezcla continua podría ser conseguida
mediante puntos de introducción distribuidos a lo largo del
amasador con una geometría amasadora positiva transportadora.
Un único punto de introducción con reciclaje
exterior del producto terminado también podría llevar a cabo la
retromezcla deseada, en vez de varios puntos de introducción
repartidos a lo largo del amasador. La geometría amasadora debería
ser realizada con transporte positivo, tal y como se ha mencionado
anteriormente.
La tercera variación para crear una retromezcla
continua dentro de un amasador sería la combinación de puntos de
introducción solitarios a lo largo de una geometría amasadora
retromezclante.
En este punto ya resulta totalmente obvio que
los mezcladores-amasadores correspondientes son
realizados con el fin de conseguir un funcionamiento continuo. En
este caso da igual si el mezclador-amasador consiste
de un eje o de dos. Es preferible realizar los correspondientes
elementos amasadores de tal modo que presenten una geometría para
la retromezcla.
Claims (5)
1. Procedimiento para la conversión de
fase de un producto dentro de un mezclador-amasador,
en el cual es introducido el producto, con elementos amasadores en
al menos un eje, en cuyo caso la retromezcla del producto tiene
lugar durante un tiempo determinado hasta que por medio de la
medición del momento de giro del eje se detecte que la viscosidad
del producto ha alcanzado el valor predeterminado, con el cual los
elementos amasadores retromezclantes introducen una energía
mecánica en una disolución de plástico (por ejemplo una disolución
termoplástica o elastómera) para realizar la conversión de fase de
componentes volátiles adicionales dosificados de líquido a gas y/o
de sólido a líquido/pastoso, o que la retromezcla de un producto
tiene lugar con una viscosidad predeterminada y ya alcanzada, en
cuyo caso el mezclador-amasador será entonces
conmutado a una marcha continuada, en la cual se realice aún de
forma eventual la adición de otros componentes, y que el producto
sea transportado para la evacuación.
2. Procedimiento conforme con la
reivindicación 1 caracterizado en que los elementos
amasadores retromezclantes introducen energía mecánica a una zona
inicial del amasador y en que los elementos amasadores positivos
permiten el transporte y otro tratamiento en una segunda zona del
amasador.
3. Procedimiento conforme con una de
las reivindicaciones 1 ó 2 caracterizado en que los elementos
amasadores retromezclantes forman una cama sólida del producto en
la primera zona del amasador, en cuyo caso la adición dosificada de
un componente líquido se realiza con conversión de fase de líquido a
sólido.
4. Procedimiento conforme con una de
las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado en que los
elementos amasadores retromezclantes forman una cama sólida en la
primera zona del amasador, y en que los elementos amasadores
positivos permiten el transporte y un tratamiento adicional en una
segunda zona del amasador.
5. Procedimiento conforme a las
reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado en que los
elementos amasadores retromezclantes generan, en el caso de un
componente líquido, una concentración de producto óptima evitándose
así la formación de espuma.
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