KR20200010329A - 배합물을 제조하기 위한 제조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배합물을 연속적으로 제조하기 위한 서브유닛 (1.1)을 포함하는 유닛 (1)을 포함하는 제조 시스템에 관한 것이다. 서브유닛 (1.1)은 소-용량 공정 혼합기 및 버퍼 탱크의 조합, 한정된 양의 물질을 공정 혼합기로 공급하기 위한 수단, 공정 혼합기에서 제조된 배합물의 부분 충전물의 특성을 결정하기 위한 측정 디바이스, 공정 혼합기에서 제조된 부분 충전물의 특성의 미리 한정된 목적하는 상태의 특성으로부터의 변동을 결정하기 위한 평가 디바이스, 및 상기 변동을 고려하여 물질의 공급을 적합화하기 위한 디바이스를 포함한다. 본 발명은 또한 배합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

배합물을 제조하기 위한 제조 시스템
본 발명은 배합물의 제조를 위한 신규 제조 시스템에 관한 것이다. 추가적으로 본 발명은, 바람직하게는 상기 제조 시스템을 사용하여 수행되는, 배합물, 예를 들어 페인트의 연속적 제조 방법에 관한 것이다.
배합물, 즉, 어느 정도의 복잡성의 다성분 시스템 및 그의 제조는 매우 다양한 상이한 산업 분야에서의 중심 요소이다. 그 예는 페인트 산업, 식품 및 음료 산업, 또는 그밖에 의료 산업을 포함한다. 상응하는 생성물 (배합물)은 액체 (자유-유동성) 및 고체 물질 (원료)의 및/또는 상응하는 원료로부터 사전에 제조된 중간물의 물리적 혼합에 의해 제조된다.
배합물의 제조를 위한 제조 시스템 및 상응하는 방법은 통상의 지식이다. 이들은 전형적으로 하나 이상의 혼합 용기 (공정 혼합기)를 함유하며, 여기서 제조될 물질의 성분이, 칭량 후, 함께 혼합된다.
산업적 제조에서 존재하는 제조될 광범위한 생성물 (배합물)은 사용될 원료 및 중간물 (또한 집합적으로 생성물 (배합물)의 제조를 위한 공급원료로서 지칭되며, 여기서 중간물이 또한 배합물로도 지칭될 수 있으므로, 상기 용어는 달리 명시되지 않는 한 생성물 및 중간물에 대한 포괄적 용어인 것으로 간주됨)과 마찬가지로 상당한 복잡성을 빈번하게 동반한다.
또한, 많은 원료, 예컨대 특히 수지, 안료 및 첨가제는, 예를 들어 그를 위한 제조 공정의 일부가 복잡하기 때문에, 항상 완전히 일정한 특성으로 공급되고 이어서 사용될 수 있는 것이 아니라는 것이 중요하다. 그렇다면 존재하는 개별 특성 프로파일은, 배합물의 제조에 사용되는 경우에, 제조된 물질의 특성에서의 예견할 수 없는 변화로 이어질 수 있다. 따라서, 일반적으로, 배합물은 문서화된 레시피 사양에 기초하여 제조된다. 후속적으로 결정될 제조된 물질의 실제 상태가 목적하는 기본적으로 예상된 표적 상태와 매우 큰 차이가 있다면, 오프-스펙 물질을 조정할 필요가 있다.
추가의 인자는, 심지어 현대식 제조 플랜트에서도, 공급원료의 칭량 또는 계량이 제한된 정확도로만 가능하다는 것이다. 심지어 약간의 변화도, 특히 공급원료의 상기 기재된 일정치 않은 특성 프로파일과 함께, 제조된 물질의 특성에서의 편차로 이어질 수 있다. 따라서, 제조된 물질에 대한 상응하는 조정이 불가피하다.
선행 기술에서는 이러한 문제를 일반적으로 제조된 물질의 특성 (실제 상태)의 결정, 실제 상태와 표적 상태의 편차의 결정, 및 표적 상태의 확립을 위한 제조된 물질에의 1종 이상의 공급원료의 후속 첨가에 의해 해결한다.
이러한 형태의 조정의 단점은 첫째로 조정이 단지 공급원료의 첨가에 의해서만 이루어질 수 있다는 것이다. 따라서, 허용되는 방식의 조정이 단지 한 방향으로만 가능하다. 예를 들어, 제조된 물질의 점도가 너무 높다면, 용매의 후속 첨가에 의해 점도를 낮추는 것이 가능하다. 예를 들어 다수의 수지 성분 및 첨가제의 특정한 비로의 첨가에 의해 너무 낮은 점도에 대해 보상하는 것은 실현이 불가능하다. 예를 들어, 자동차 페인트와 같은 물질의 색상이 조정되어야 하는 경우에 그러하다. 기본 안료의 또는 상응하는 착색 페이스트의 양이 너무 많이 존재한다면, 추가의 성분의 첨가를 통한 조정이 극도로 복잡하다.
추가의 단점은 실제 배치 제조 및 단지 후속 조정을 포함하는 전체 제조 공정이 매우 시간 소모적이라는 사실이다.
본 발명에 의해 해결하려는 과제는 상기 기재된 단점을 극복할 수 있는 배합물의 제조를 위한 제조 시스템을 제공하고, 산업적 제조 공정 동안 제조된 물질의 불가피하게 필요한 조정을 공정 기술 및 시간의 관점에서 개선시키는 것이었다. 이러한 방식으로, 특히 색상- 및/또는 효과-부여 페인트, 예를 들어 자동차 페인트를 효과적으로 제조하는 것이 가능하여야 한다.
배합물의 제조를 위한 유닛 (1)을 포함하며, 여기서 유닛 (1)은 하기를 포함하는, 배합물의 연속적 제조를 위한 서브유닛 (1.1)을 포함하는 것인, 배합물의 제조를 위한 신규 제조 시스템이 밝혀졌다:
I. 공정 혼합기 (kP) 및 버퍼 탱크가 혼합 디바이스를 함유하는 것인, 소-부피 공정 혼합기 (kP) 및 버퍼 탱크의 적어도 하나의 조합,
II. 공정 혼합기 (kP)에서 연속적으로 제조되는 배합물의 공정 혼합기 (kP)로부터 버퍼 탱크로의 이송을 위한, 공정 혼합기 (kP)와 버퍼 탱크 사이의 적어도 하나의 연결부,
III. 한정된 양의 공급원료를 공정 혼합기 (kP)로 공급하는 수단 (M),
IV. 공정 혼합기 (kP)에서 연속적으로 제조되는 배합물의 특성을 확인하기 위한 적어도 하나의 측정 유닛,
V. 측정 유닛과 통신하며, 공정 혼합기 (kP)에서 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성에서의 편차의 결정을 위한 적어도 하나의 평가 유닛, 및
VI. 평가 유닛과 통신하며, 공급원료의 공정 혼합기 (kP)로의 공급을 조정하기 위한 것이며, 배합물의 연속적으로 제조되는 부분의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성에서의 편차를 고려하고, 이들을 사용하여 추가의 부분의 연속적 제조에서 공급되는 공급원료의 양을 조정하도록 설정된 적어도 하나의 유닛.
또한, 하기 단계를 포함하는, 배합물을 연속적으로 제조하는 방법이 밝혀졌다:
- 공급원료의 혼합을 위한 혼합 디바이스가 존재하는 소-부피 공정 혼합기 (kP)로 공급원료를 연속적으로 공급하는 단계,
- 공급원료를 공정 혼합기 (kP)에서 혼합함으로써 배합물을 연속적으로 제조하고, 공정 혼합기 (kP)와 버퍼 탱크 사이의 연결부를 통해 배합물을 혼합 디바이스를 갖는 버퍼 탱크로 이송하는 단계,
- 연속적으로 제조되는 배합물의 특성을 측정 유닛에 의해 확인하는 단계,
- 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성의 편차를 평가 유닛에 의해 결정하는 단계,
- 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 표적 상태의 편차 및 제조될 배합물 부피의 총 부피를 고려하여 총 부피의 표적 상태의 확립을 위해 필요한 공급원료의 조정 부피를 확인하는 단계,
- 확인된 조정 부피를 고려하여 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정함으로써 공정 혼합기에서 배합물의 추가의 부분을 연속적으로 제조하는 단계,
- 제조된 부분을 총 부피의 제조를 위해 합하는 단계.
본 발명의 제조 시스템 및 본 발명의 방법은 선행 기술의 상기 기재된 단점을 극복할 수 있도록 하며, 제조된 배합물의 필요한 조정이 공정 기술 및 시간의 관점에서 개선될 수 있도록 한다.
제조 시스템
본 발명의 제조 시스템은 유닛 (1) 및/또는 서브유닛 (1.1)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 용어 "유닛" 또는 "서브유닛"은 각각의 유닛 또는 서브유닛의 한정가능한 특성 및 개별 기능을 기술한다. 예를 들어, 2개의 유닛 또는 서브유닛이 공간적으로 또는 물리적으로 서로 분명하게 분리되지 않아도 되고/거나 하나의 서브유닛이 공간적으로 및/또는 물리적으로 개별화된 영역을 구성하지 않아도 된다. 예를 들어, 하나의 서브유닛은 많은 상이한 영역을 가질 수 있다. 이들 영역은 각각 서로 바로 옆에 또는 적층되어 존재할 수 있다. 대안적으로, 이들은 또한 전체적으로 또는 부분적으로 서로 공간적으로 분리되어 있을 수 있으며, 이러한 경우에, 예를 들어, 제조 시스템의 다른 영역, 유닛 또는 서브유닛은 상응하는 분리 영역에 배열된다.
서브유닛 (1.1)은 액체 생성물 (배합물)의 연속적 제조를 위해 설정되는 것이 바람직하다. 추가로, 이는 바람직하게는 임의의 형태의 중간물, 특히 액체 중간물의 제조에 적합하다. 이는 고체 및 액체 원료로부터 제조된 중간물 및 액체 원료만으로 제조된 중간물 둘 다에 적용된다. 이는 또한 사전에 제조된 중간물로부터 또는 사전에 제조된 중간물 및 고체 및/또는 액체 원료로부터 제조된 중간물에도 적용된다.
이와 관련하여, 서브유닛 (1.1)은 액체 공급원료 및/또는 전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료를 독점적으로 사용하는 생성물 및 중간물의 제조를 위해 설정되는 것이 바람직하다. 상응하는 전처리는, 예를 들어, 진탕, 교반 및/또는 텀블링, 및 또한 가열을 통해 실시될 수 있다.
관련 기술분야의 통상의 기술자는 이와 관련하여 서브유닛 (1.1)이 어떻게 설정되어야 하는지를 알고 있으며, 이는 추가적으로 또한 하기 설명으로부터 명백하다 (액체 공급원료를 위한 혼합 디바이스, 공정 혼합기와 버퍼 탱크 사이의 유체-전도 연결부, 한정된 양의 액체 공급원료를 공급하도록 설정된 수단 (M)).
본 발명의 문맥에서, 달리 언급되지 않는 한, 액체 (자유-유동성) 상태는 각각의 경우에 20℃의 온도, 표준 압력 (1013.25 hPa) 및 1분 동안 1000 s-1의 전단 응력과 관련된 것이다. 성분이 이들 조건 하에 10000 mPas 이하의 점도 (예를 들어, 메틀러-톨레도(Mettler-Toledo)로부터의 레오매트 RM 180 기기로 측정됨)를 갖는다면, 이는 기본적으로 액체로서 지칭된다.
전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료는 하기와 같이 이해되어야 한다. 예를 들어, 생성물의 제조에 사용될 것이며 상기 기재된 기본 조건 하에 액체로서 기술될 수 없는 원료 및 중간물을, 이들이 여기서 적용가능한 정의에 의해 액체 공급원료로서 사용될 수 있도록 하는 방식으로 (10000 mPas 이하의 점도) 전처리하는 것이 당연히 가능하다.
가장 바람직하게는, 서브유닛 (1.1)은 액체 공급원료 및/또는 전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료를 독점적으로 사용하는 착색 및/또는 효과-부여 액체 배합물의 연속적 제조를 위해 설정된다.
상응하는 배합물은 특히 착색제 및/또는 효과 안료를 함유하는 페인트, 예를 들어 단색-착색 베이스코트 또는 효과-부여 베이스코트이다. 일반적으로 백색 및/또는 흑색 안료를 함유하는 페인트 예컨대 충전제-서피서가 또한 원칙적으로 착색 배합물 중에 포함될 것이다. 이들 배합물의 제조를 위한 유용한 공급원료는 특히 착색 및/또는 효과 페이스트, 및 하기 기재된 서브유닛 (1.2)에서 제조된 중간물 (혼합 바니시)을 포함한다. 당연히, 액체 원료를 사용하는 것도 추가적으로 가능하다.
서브유닛 (1.1)은 적어도 2개의 상이한 용기의 하나 이상의 조합을 포함하며, 여기서 이러한 조합 내에서 제1 용기는 소-부피 공정 혼합기 (kP)이고 제2 용기는 공정 혼합기 (kP)로부터 배출된 혼합물, 바람직하게는 액체 혼합물을 위한 버퍼 탱크이다. 원칙적으로 그 안에서 사용가능한 혼합 디바이스, 예를 들어 용해기는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 혼합 디바이스는 공급원료의 혼합을 보장하여, 따라서 특히 액체 배합물의 제조를 보장하거나 (공정 혼합기), 또는 제조된 조성물이 침강 과정의 방지를 위해 균질화된 형태로 유지될 수 있도록 보장한다 (버퍼 탱크). 공정 혼합기 및 버퍼 탱크는, 공정 혼합기에서 제조된 혼합물, 예를 들어 중간물 또는 생성물이 제어된 방식으로 버퍼 탱크로 이송될 수 있도록 서로에 연결된다. 이는 상응하는 배관, 바람직하게는 유체-전도 배관, 및 펌프 및 밸브와 같은 운반 수단의 중간 연결부를 통해 어떠한 문제도 없이 기술적으로 가능하다.
따라서 유닛 (1.1)은 우선 혼합 디바이스를 포함하는, 소-부피 공정 혼합기 (kP)를 포함한다. 혼합 디바이스는 바람직하게는 인라인 용해기, 정적 혼합기, 또는 회전자-고정자 원리에 의해 작동되는 혼합기이다. 여기서 용어 "소-부피"는 산업적 제조 규모 (통상적으로 수 톤의 용량임)에서 사용되는 공정 혼합기에 비해 상당히 더 적은 용량과 관련된 것이다. 공정 혼합기는, 예를 들어, 0.1 내지 100 리터, 예를 들어 0.5 내지 50 리터, 또는 달리 1 내지 20 리터, 특히 1 내지 10 리터, 예를 들어 5 리터의 용량을 갖는다. 공정 혼합기는 바람직하게는 혼합 디바이스가 공급원료의 공급을 위한 유입구와 제조된 배합물의 제거를 위한 적어도 하나의 유출구 사이에 배열되도록 설정된다. 따라서 공정 혼합기 (kP) 내로 유동하는 공급원료는 이들이 공정 혼합기로부터 배출되기 전에 혼합 디바이스를 통과하여야 한다. 작은 크기의 공정 혼합기에 의해 한정된 적은 혼합 부피 및 혼합 디바이스를 통한 상응하는 고에너지 투입은 배합물의 연속적 제조와 관련하여 공급원료의 효율적인 혼합을 가능하게 한다. "연속적 제조"는 제조를 위한 공급원료가 연속적인, 특정하게 조정가능한 질량 유량으로 공정 혼합기 (kP) 내로 유동하고, 혼합 디바이스를 통과한 후의 혼합물 형태, 즉, 배합물로서의 공급원료가 이어서 다시 마찬가지로 연속적인 질량 유량으로 유출구(들)를 통해 공정 혼합기에서 빠져나온다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 혼합 디바이스의, 예를 들어 회전자-고정자 원리에 의해 작동되는 혼합기의 전형적인 출력은 1 내지 250 kW, 특히 5 내지 200 kW, 바람직하게는 25 내지 150 kW, 보다 바람직하게는 50 내지 125 kW 또는 달리 85 내지 95 kW의 범위이며, 여기서 관련 기술분야의 통상의 기술자는 공정 혼합기 (kP)의 다른 특징, 예를 들어 용량에 어떠한 문제도 초래하지 않으면서 출력을 조정할 수 있다 (낮은 용량은 상대적으로 보다 낮은 출력에 상응함). 회전 속도는 설계에 따라 변동이 있을 수 있으며, 여기서 전형적인 회전 속도는 1000-10000 rpm, 특히 2000-6000 rpm 또는 달리 3000-4000 rpm일 수 있다. 바람직하게는, 기포의 형성 없이 제조가 가능하도록, 공정 혼합기는 완전히 충전되며, 따라서 제조 동안 공기를 함유하지 않는다.
한정된 양의 공급원료를 수단 (M)을 통해 공정 혼합기 (kP)로 공급하는 것은 원칙적으로 이와 관련하여 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 방식으로 실시된다.
예를 들어, 공급원료의 상응하는 저장소, 예를 들어 탱크 및 이와 관련하여 공지된 다른 충전 유닛으로부터의 이송 또는 회수는 특정한 공급원료의 질량 유량의 모니터링 및 폐쇄-루프 제어의 기술적 수단의 포함으로 가능하다.
이러한 목적을 위해, 수단 (M)은 유량을 모니터링하며 또한 조절 및 조정할 수 있는 칭량 유닛 (예를 들어 칭량 셀) 및/또는 질량 유량계를 포함할 수 있으며, 그 결과로 초기에 공급원료의 저장소로부터 한정된 양을 회수하는 것이 가능하다.
바람직한 액체 공급원료와 관련하여, 여기서 특정한 질량 유량계의 치수는 공급원료의 유량 및 점도에 좌우된다. 유량 (질량 유량)은, 예를 들어, 통상적으로 이용가능한 운반 수단, 예를 들어 그의 운반 출력이 넓은 범위 내에서 조정될 수 있는 펌프 및/또는 유동 단면의 스로틀링을 통해 운반 출력에 영향을 줄 수 있는 조절 밸브에 의해 조절된다. 전체 구성에서의 개별 요소, 예를 들어 조절 밸브의 정확한 위치는 개별 경우에 대해 적합화될 수 있다. 이들은, 예를 들어, 운반 수단에 바로 근접하여, 또는 달리 하기 언급된 바와 같은 수집 라인에 바로 근접하여 있을 수 있다. 이들은 심지어 수집 라인 내에 있을 수도 있다. 공지된 시스템의 계량투입 정확도는 첨가 값을 기준으로 하여 적어도 1%이다. 계량투입 속도를 표적 값으로 제한하는 것이 또한 가능하다.
원칙적으로 또한 사용될 수 있는 고체 공급원료와 관련하여, 질량 유량은 콘의 진동 및/또는 스크류의 구동을 통해 조절될 수 있다. 진동 유닛 등 (고체 유동 특성을 촉진하기 위해 필요한 경우)이 또한 존재할 수 있다. 공지된 시스템의 계량투입 정확도는 첨가 값을 기준으로 하여 적어도 2%이다. 또한 계량투입 속도를, 예를 들어, 초당 1 킬로그램으로 제한하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 경우에, 수단 (M)은 어떠한 경우이든 회수 부피를 결정하는 수단 (특히 칭량 셀)을 포함한다. 추가로, 이들은 실제 회수 메카니즘을 위한 제어 수단 (즉, 예를 들어, 콘 또는 스크류)을 포함한다. 그러면 제어 수단은 특히 전자 제어 유닛을 통해 구성될 것이며, 이는 칭량 셀에 의해 확인된 정보를 고려하여 회수 메카니즘을 제어하고 요건과 관련하여 회수 공정을 상응하게 조절 및 조정한다.
질량 유량 및 따라서 단위 시간당 또는 전체적으로 공급되는 공급원료의 양의 조정을 위한 상응하는 요건은 레시피 사양을 통해 전자 제어 하에 입수될 수 있다.
수단 (M)은 추가적으로 한정된 양의 공급원료의 공정 혼합기로의 실제 공급을 위해 설정된다. 이러한 목적을 위해, 수단 (M)은, 예를 들어, 한정된 양을 공정 혼합기로 이송하는 배관 시스템, 특히 유체-전도 배관 시스템을 포함한다.
공급원료는 바람직하게는 하기와 같이 공급된다.
우선, 하기 기재된 서브유닛 (1.2)에서 제조된 중간물, 특히 투명 중간물이 상기 서브유닛 (1.2)로부터 직접적으로 주류로서, 특히 이미 기재된 질량 유량계 및 펌프 및 추가적으로 밸브와 같은 운반 수단의 임의적인 중간 연결부를 갖는 유체-전도 배관을 통해 공급된다. 질량 유량의 조정을 위한 요건은 레시피 사양을 통해 전자 제어 하에 입수될 수 있다.
추가로, 착색제 및/또는 효과 안료 및 기능성 충전제는 바람직하게는 사전에 제조된 액체 중간물, 예를 들어 착색 및/또는 효과 페이스트를 사용하여 도입된다. 이러한 종류의 공급원료는 마지막으로 또한 수단 (M) 중에 포함될 상응하는 유체-전도 배관을 통해 공급된다. 질량 유량 및 따라서 단위 시간당 또는 전체적으로 공급되는 공급원료의 양의 조정을 위한 상응하는 요건은 레시피 사양을 통해 전자 제어 하에 입수될 수 있다.
공정 혼합기 (kP)로부터 배출된 질량 유량은 이어서 유체-전도 배관을 통해, 침강 과정의 방지를 위한 혼합 디바이스를 포함하는 버퍼 탱크로 이송된다. 버퍼 탱크는, 예를 들어, 0.1 내지 60 톤, 예를 들어 0.5 내지 30 톤, 또는 달리 1 내지 15 톤, 또는 2 내지 5 톤의 용량을 가지며, 공정 혼합기 (kP)로부터 배출된 물질에 의해 연속적으로 보충된다. 이는 당연히 그에 배정된 공정 혼합기 (kP)보다 더 크다.
공정 혼합기 (kP) 및 다른 탱크의 조합의 기재된 플랜트 설계의 이점은, 공정 체제 내에서 조정가능한, 배합물 및 중간물의 특히 효과적이고 정확한 제조가 배치 크기에 상관없이 이러한 방식으로 가능하다는 것이다.
예를 들어, 특히 전자 문서화 형태의 레시피 사양에 기초하여 공정 혼합기 (kP)에 의한 제조될 물질의 배치의 연속적 제조가 개시된다. 배치 제조의 개시 시에 제조된 물질의 특성 (실제 상태), 제조될 전체 물질의 목적하는 특성 (표적 상태) 및 배치의 크기 (질량, 부피)에 따라, 제조에서의 공급원료 공급의 제어된 조정이 가능하다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 고정된 질량 유량의 경우에 표적 상태와 편차가 있는 실제 상태를 갖는 물질의 제조로 이어질 수 있는, 사용된 공급원료의 특성에서의 변동에 대해 보상하는 것이 가능하다. 개별 경우에 맞추어 조정될, 비교적 대용량의 버퍼 탱크는 추가적으로 배치의 크기가 여전히 후속적으로 조정될 수 있도록 보장한다. 그러나, 본 발명의 서브유닛 (1.1)과 관련하여, 상이한 구성요소, 특히 하기 기재된 측정 유닛, 평가 유닛 및 공급원료의 공급의 조정을 위한 유닛의 특정한 조합으로 인해, 배치 크기의 이러한 후속 조정이 일반적으로 불필요하다는 것이 주목되어야 한다. 대신에, 서브유닛은 표적 상태의 물질을 제조하기 위해 정확히 사전에 고정된 양으로 사용될 수 있다. 이와 관련한 추가의 세부사항은 또한 본 발명의 방법과 관련하여 하기에 기재되어 있다.
따라서, 서브유닛 (1.1)은 공정 혼합기 (kP)에서 제조된 바람직하게는 액체 배합물 또는 상기 배합물의 부분의 특성을 확인하기 위한 측정 유닛을 추가적으로 갖는다. 측정 유닛은, 예를 들어, 공정 혼합기 (kP) 및 버퍼 탱크의 유체-전도 배관 (연결부)에 배정될 수 있다. 이는 배관 (또는 상응하는 연결 도관 시스템)에 의해, 제조된 액체 물질을 분기하고, 궁극적으로 그를 측정 유닛으로 이송하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 측정 유닛으로의 이송은 자동화되거나 또는 달리 수동일 수 있다. 측정 유닛에서, 자동화된 또는 수동 유도된 방식으로, 액체 물질의 다양한 특성, 예를 들어 점도, pH, 색상, 밀도, 전도도 및 온도가 이어서 감지될 수 있다. 또한 측정 유닛이 도관 시스템 내에 배열되며, 분석이 자동화된 방식으로, 예를 들어 액체 물질의 특성의 감지를 위한 하나 이상의 센서에 의해 실시되는 것이 가능하다.
서브유닛 (1.1)은 또한 측정 유닛과 통신하며, 공정 혼합기에서 제조된 물질의 특성 (실제 상태)과 미리 한정된 표적 상태의 상응하는 특성의 편차의 결정을 위한 평가 유닛을 포함한다. 이러한 평가 역시, 예를 들어, 자동화된 방식으로 실제 상태의 전자 전송된 특성 데이터와 표적 상태의 전자 문서화된 데이터의 비교 (실제 상태와 참조 값의 비교)에 의해 실시될 수 있다.
유닛 (1.1)은 특히 공급원료의 공정 혼합기로의 공급의 조정을 위한 특정한 장치를 포함한다.
공급원료의 공급을 조정하기 위한 유닛은 평가 유닛에, 예를 들어 전자 정보 전달 유닛을 통해 연결되므로, 그와 통신할 수 있다.
예를 들어, 연속적 배치 제조의 초기에, 제조된 물질이 관련 특성에 대해 분석되었고, 이들 특성이 표적 상태와 비교되었다면, 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정하여 추가의 연속적 제조를 수행하는 것이 가능하다. 여기서 제조된 물질의 특성을 정기적으로 특정한 시간 간격으로 또는 연속적으로 분석하고, 이들을 표적 상태와 비교하여, 공급원료의 공급의 반복되는 조정을 가능하게 하는 것이 유리하다. 그 후 궁극적으로, 온-스펙 물질, 즉, 허용되는 오차 한계 내의 표적 상태를 나타내는 물질의 배치를 수득하는 것이 가능하다.
궁극적인 목표는 배합물의 연속적으로 제조되는 부분의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성에서의 편차를 고려하고, 이들을 사용하여 추가의 부분의 연속적 제조에서 공급되는 공급원료의 양을 조정하는 것이다.
이러한 조정은 상이한 방식으로, 특히 2가지의 상이한 방식으로 가능하다.
(i) 예를 들어, 궁극적으로 온-스펙 물질을 수득하기 위해 표적 상태와 비교하여 1종 이상의 공급원료의 질량 유량에서의 과도한 감소 또는 증가가 가능하다. 이는 평가 유닛에 의해 감지된, 연속적으로 제조되는 배합물의 제1 부분의 실제 상태와 표적 상태 사이의 편차를 사용하여 공정 혼합기에 전체적으로 및/또는 단위 시간당 공급되는 공급원료의 양을 조정하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 예를 들어, 너무 큰 비율의 제1 공급원료가 처음 연속적으로 제조된 부분의 제조와 관련하여 사용되었다면, 전체적으로 온-스펙 물질을 수득하기 위해, 추가의 물질의 연속적 제조에서 공급되는 양이 표적 상태와 비교하여 과도하게 감소된다. 너무 낮은 비율의 공급원료의 경우에는 상응하게 반대 절차가 이용된다.
표적 상태와 비교하여 공급되는 공급원료의 양에 있어서의 과도한 감소 및/또는 증가 및 따라서 사용된 공급원료의 너무 많은 또는 너무 적은 양에 대한 보상은 다양한 계량 프로파일로 실시될 수 있다. 예를 들어, 보상은 배치의 전체 추가의 제조에 걸쳐 연속적으로 실시될 수 있다. 마찬가지로, 보상은 하나 이상의 조정 구간에서 실시될 수도 있다. 예를 들어, 조정 데이터 (조정 부피)가 입수된 후, 배합물 물질은 초기에는 표적 상태로 제조될 수 있으며, 이러한 경우에 보상은 단지 배치의 제조 후반에만 실시된다. 조정 데이터 (조정 부피)가 입수된 직후에 보상이 이루어지는 것도 마찬가지로 가능하며, 이러한 경우에 배합물 물질은 그 뒤로 표적 상태로 제조된다.
(ii) 그러나, 버퍼 탱크와 비교하여 매우 작은 공정 혼합기 (kP)는, 큰 유량에도 불구하고, 표적 상태를 수득하기 위한 물질 유동 설정이 일반적으로, 예를 들어, 배치 부피의 질량 기준 5 퍼센트가 제조되기 전에 입수된다는 것을 의미함을 주지하여야 한다. 그러면 이러한 경우에, 궁극적으로 온-스펙 물질을 수득하기 위해, 표적 상태에 대해 1종 이상의 공급원료의 질량 유량의 조정이 이루어질 수 있다. 따라서, 표적 상태를 수득하기 위한 설정을 유지하면서 제조가 실시되고, 표적 상태와 비교하여 공급원료의 질량 유량에서의 과도한 조정을 수행할 필요 없이 생성물이 버퍼 탱크로 배출된다. 그러면 온-스펙 물질의 배치가 수득되며, 여기에 초기 제조된 물질이 블렌딩된다. 이러한 방식으로 표적 상태가 조정 (i)의 경우만큼의 정확도로 수득되지는 않지만, 사양은 충족된다.
공급원료의 공급의 조정은 수단 (M)을 통해 상응하는 저장소로부터 취해지는 공급원료의 부피의 자동화된 조정 및 따라서 또한 공정 혼합기로의 공급의 조정으로 이루어질 수 있다. 이미 상기 기재된 바와 같이, 공급되는 공급원료의 기본 양은 질량 유량의 조절을 통해 제어될 수 있다. 마찬가지로 공급원료의 질량 유량을 폐쇄-루프 제어에 적용하고 그를 이러한 방식으로 조정하는 것도 당연히 가능하다. 그러면 이는 평가 유닛으로부터 입수된 정보를 활용하여 실시된다.
평가 유닛으로부터의 정보의 전달은 바람직하게는 전자 정보 전달 유닛의 수반으로 실시된다.
따라서, 공급원료의 공급의 조정을 위한 유닛은 바람직하게는 전자 제어 유닛으로서 구성되며, 이는 평가 유닛으로부터 전자 전송된 특성 데이터를 프로세싱하고, 임의적으로 그를 추가의 관련 입력 파라미터, 특히 제조될 배합물 부피의 총량과 상호연관시키고, 공급원료의 보정 부피를 확인하고, 이어서 공급원료의 공급의 조정을 전자적으로 유도한다. 당연히, 이러한 목적을 위해 질량 유량의 폐쇄-루프 제어 및 따라서 조정을 위한 기술적 수단을 갖는 실제 계량 메카니즘 (수단 (M))은 전자 제어 유닛을 통해 전자적으로 해결가능할 필요가 있다.
실제 조정과 관련하여, 공급원료의 공급의 조정을 위한 유닛은 바람직하게는, 전체 배치의 제조 후에, 이러한 전체 배치가 표적 상태를 갖도록 (즉, 온-스펙) 조정된다는 것이 상기로부터 명백할 것이다. 이는 전체 배치에서 표적 상태를 확립하기 위해 필요한 공급원료의 상응하는 보정 부피가 조정을 위한 유닛에서 확인된 이후에, 이어서 공급원료의 공급에서 상응하는 조정을 유도한다는 것을 의미한다.
서브유닛 (1.1)에서 제조된 배합물의 전체 배치는 이어서 그 자체로 공지된 방식으로 분배될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 충전 유닛, 예를 들어 전달 패키징이 적절한 위치에 준비될 수 있으며, 이는 필요한 경우에 버퍼 탱크로부터 충전된다. 그러면 분배는, 예를 들어 이러한 목적으로 제공된 제조 시스템의 전용 분배 유닛에서 전형적인 디바이스 예컨대 분배 프로브를 갖춘 분배 헤드의 포함을 통해 실시될 수 있다.
수단 (M)이 바람직하게는 서브유닛 (1.2)에서 제조된, 하기 기재된 서브유닛 (1.2)로부터의 한정된 양의 액체 중간물의 직접 공급을 위해 설정된 수단을 포함한다는 것이 상기로부터 이해된다.
유닛 (1)은 바람직하게는 하기를 포함하는, 액체 공급원료 및/또는 전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료를 사용하여 배합물 및 중간물을 제조하기 위한 추가의 서브유닛 (1.2)를 포함한다:
a. 공정 혼합기 및 버퍼 탱크가 혼합 디바이스를 함유하는 것인, 공정 혼합기 및 버퍼 탱크의 적어도 하나의 조합,
b. 공정 혼합기에서 제조된 배합물의 부분-배치의 공정 혼합기로부터 버퍼 탱크로의 이송을 위한, 공정 혼합기와 버퍼 탱크 사이의 적어도 하나의 유체-전도 연결부,
c. 한정된 양의 공급원료를 공정 혼합기로 공급하는 수단,
d. 공정 혼합기에서 제조된 배합물의 부분-배치의 특성을 확인하기 위한 적어도 하나의 측정 유닛,
e. 측정 유닛과 통신하며, 공정 혼합기에서 제조된 부분-배치의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성의 편차의 결정을 위한 적어도 하나의 평가 유닛,
f. 평가 유닛과 통신하며, 한정된 양의 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정하기 위한 것이며, 제조된 부분-배치의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성에서의 편차 및 추가의 부분-배치의 수 및 크기를 고려하여 추가의 부분-배치의 제조에서 공급되는 공급원료의 양을 조정하도록 설정된 적어도 하나의 유닛.
서브유닛 (1.2)는 액체 생성물 (배합물)의 제조를 위해 설정되는 것이 바람직하다. 추가로, 이는 바람직하게는 임의의 형태의 중간물, 특히 액체 중간물의 제조에 적합하다. 이는 고체 및 액체 원료로부터 제조된 중간물 및 액체 원료만으로 제조된 중간물 둘 다에 적용된다. 이는 또한 사전에 제조된 중간물로부터 또는 사전에 제조된 중간물 및 고체 및/또는 액체 원료로부터 제조된 중간물에도 적용된다.
이와 관련하여, 서브유닛 (1.2)는 액체 공급원료 및/또는 전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료를 독점적으로 사용하는 생성물 및 중간물의 제조를 위해 설정되는 것이 바람직하다. 상응하는 전처리는, 예를 들어, 진탕, 교반 및/또는 텀블링, 및 또한 가열을 통해 실시될 수 있다.
서브유닛 (1.2)에서, 투명 및 백색 액체 배합물 (생성물 및 중간물), 바람직하게는 독점적으로 투명 및 백색 액체 배합물이 제조되는 것이 보다 바람직하다. 매우 바람직하게는, 독점적으로 투명 액체 배합물이 제조된다. 투명 생성물의 예는 클리어코트이고; 투명 중간물의 예는 페인트와 같은 생성물의 제조를 위해 후기 스테이지에서 사용될 혼합 바니시이다. 백색 생성물의 예는 단색-착색 백색 베이스코트이다.
그 이유는 특히 기재된 플랜트 설계가, 공정 혼합기 및 버퍼 탱크의 조합으로, 수동 개입 없이 그 자체로 공지된 CIP (제자리 세정) 방법에 의해 신속히 및 효율적으로 세정될 수 있기 때문이다.
서브유닛 (1.2)는 적어도 2개의 상이한 용기의 하나 이상의 조합을 포함하며, 여기서 이러한 조합 내에서 제1 용기는 공정 혼합기이고 제2 용기는 공정 혼합기로부터 배출된 혼합물, 바람직하게는 액체 혼합물을 위한 버퍼 탱크이다. 그 안에서 사용될 혼합 디바이스, 예를 들어 용해기는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 혼합 디바이스는 공급원료의 혼합을 보장하여, 따라서 특히 액체 배합물의 제조를 보장하거나 (공정 혼합기), 또는 제조된 조성물이 침강 과정의 방지를 위해 균질화된 형태로 유지될 수 있도록 보장한다 (버퍼 탱크). 공정 혼합기 및 버퍼 탱크는, 공정 혼합기에서 제조된 혼합물, 예를 들어 중간물 또는 생성물이 제어된 방식으로 버퍼 탱크 내로 배출될 수 있도록 서로에 연결된다. 이는 상응하는 배관, 바람직하게는 유체-전도 배관, 및 펌프 및 밸브와 같은 운반 수단의 중간 연결부를 통해 어떠한 문제도 없이 기술적으로 가능하다. 추가의 혼합 디바이스, 예를 들어 인라인 용해기가 또한 공정 혼합기와 버퍼 탱크 사이의 연결 유닛 내에 배열될 수도 있다. 이는, 공정 혼합기에서의 현재의 내용물이 제조 공정으로 공급될 추가의 공급원료를 위한 캐리어 스트림으로서 작용하기 위해 순환 펌핑되어야 하는 경우에 권장된다. 이러한 경우에, 추가의 혼합 디바이스는 이러한 캐리어 스트림을 혼합하는 작용을 할 수 있다.
조합 내에서, 버퍼 탱크는 공정 혼합기보다 더 큰 용량을 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 버퍼 탱크는 공정 혼합기와 비교하여 적어도 2배의 용량, 특히 바람직하게는 적어도 3배의 용량을 갖는다. 여기서 공정 혼합기는, 예를 들어, 0.1 내지 60 톤, 예를 들어 0.5 내지 30 톤, 또는 달리 1 내지 15 톤, 또는 2 내지 5 톤의 용량을 갖는다.
한정된 양의 공급원료를, 특히 특정한 질량 유량의 구현을 통해 공정 혼합기로 공급하는 것은 특히 상기 기재된 수단 (M)과 유사한 또는 그와 등가의 수단을 통해 실시될 수 있다. 질량 유량 및 따라서 단위 시간당 또는 전체적으로 공급되는 공급원료의 양의 조정을 위한 상응하는 요건은 레시피 사양을 통해 전자 제어 하에 입수될 수 있다.
바람직한 액체 공급원료와 관련하여, 서브유닛 (1.2)의 수단은 특히 수집 라인을 포함한다. 이는 저장소로부터 취해진 공급원료가 먼저 그 자체로 공지된 유체-전도 배관 시스템을 통해 하나 이상의 수집 라인으로 이송되며, 그를 통해 이들이 이어서 공정 혼합기로 공급된다는 것을 의미한다.
공급원료는, 예를 들어, 순수한 형태로 또는 고도로 농축된 형태로 존재할 때 서로와 반응하는 및/또는 비상용성인 공급원료를 공정 혼합기로 서로 별도로 공급하기 위해 임의의 순서로 (순차적으로, 동시에, 부분적으로 동시에) 자동화된 및 전자 제어된 방식으로 공급될 수 있다. 또한 이와 관련하여 공정 혼합기의 현재의 내용물이 수집 라인을 통해 순환 펌핑되고, 추가의 공급원료를 위한 캐리어 스트림으로서 작용하는 것도 가능하다.
공정 혼합기로 공급된 공급원료는 이어서 상응하는 혼합 디바이스에 의해 혼합된다.
공정 혼합기 및 버퍼 탱크의 조합의 기재된 플랜트 설계의 이점은, 공정 체제 내에서 조정가능한, 배합물 및 중간물의 특히 효과적이고 정확한 제조가 이러한 방식으로 가능하다는 것이다.
예를 들어, 공정 혼합기에서 제조될 물질의 제1 부분-배치가, 특히 전자 문서화된 형태의 레시피 사양에 기초하여 제조되었다면, 이는 버퍼 탱크로 이송될 수 있다. 제1 부분-배치의 특성 (실제 상태), 제조될 전체 물질의 목적하는 특성 (표적 상태) 및 전체적으로 제조될 부분-배치의 수 및/또는 추가의 부분-배치의 크기 (질량, 부피)에 따라, 하나 이상의 추가의 부분-배치의 제조에서 공급원료 공급의 제어된 조정이 가능하다. 이러한 방식으로 특히, 고정된 사용 부피의 경우에 표적 상태와 편차가 있는 실제 상태를 갖는 제1 부분-배치의 제조로 이어질 수 있는, 사용된 공급원료의 서두에 기재된 바와 같은 특성에서의 변동에 대해 보상하는 것이 가능하다. 이와 관련한 추가의 세부사항은 또한 방법과 관련하여 하기에 기재되어 있다.
따라서, 서브유닛 (1.2)는 공정 혼합기에서 제조된 바람직하게는 액체 배합물의 또는 상기 배합물의 제1 부분-배치의 특성을 확인하기 위한 측정 유닛을 추가적으로 갖는다. 측정 유닛은, 예를 들어, 공정 혼합기 및 버퍼 탱크의 바람직하게는 유체-전도 배관 (연결부)에 배정될 수 있다. 이는 배관 (또는 상응하는 연결 도관 시스템)에 의해, 제조된 액체 물질을 분기하고, 궁극적으로 그를 측정 유닛으로 이송하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 측정 유닛으로의 이송은 자동화되거나 또는 달리 수동일 수 있다. 측정 유닛에서, 자동화된 또는 수동 유도된 방식으로, 액체 물질의 다양한 특성, 예를 들어 점도, pH, 전도도, 밀도, 온도가 이어서 감지될 수 있다. 또한 측정 유닛이 도관 시스템 내에 배열되며, 분석이 자동화된 방식으로, 예를 들어 액체 물질의 특성의 감지를 위한 하나 이상의 센서에 의해 실시되는 것이 가능하다.
서브유닛 (1.2)는 또한 측정 유닛과 통신하며, 공정 혼합기에서 제조된 물질의 특성 (실제 상태)과 미리 한정된 표적 상태의 상응하는 특성의 편차의 결정을 위한 평가 유닛을 포함한다. 이러한 평가 역시, 예를 들어, 자동화될 수 있다 (실제 상태와 참조 값의 비교).
유닛 (1.2)는 특히 공급원료의 공정 혼합기로의 공급의 조정을 위한 특정한 장치를 포함한다.
공급원료의 공급을 조정하기 위한 유닛은 평가 유닛에, 예를 들어 전자 정보 전달 유닛을 통해 연결되므로, 그와 통신할 수 있다.
제조된 제1 부분-배치가 관련 특성에 대해 분석되었고, 이들 특성이 표적 상태와 비교되었고, 부분-배치가 버퍼 탱크로 이송되었다면, 하나 이상의 추가의 부분-배치의 제조가 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정하여 수행될 수 있다. 그 후 궁극적으로, 온-스펙 물질, 즉, 허용되는 오차 한계 내의 표적 상태를 나타내는 물질을 수득하는 것이 가능하다.
예를 들어, 평가 유닛에 의해 감지된, 제1 부분-배치의 실제 상태와 표적 상태 사이의 편차는 하나 이상의 추가의 부분-배치에서 공정 혼합기에 전체적으로 및/또는 단위 시간당 공급되는 공급원료의 양을 조정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 너무 큰 비율의 제1 공급원료가 제1 부분-배치의 제조와 관련하여 사용되었다면, 전체적으로 온-스펙 물질을 수득하기 위해, 하나 이상의 추가의 부분-배치에서 공급되는 양이 표적 상태와 비교하여 과도하게 감소된다. 너무 낮은 비율의 공급원료의 경우에는 상응하게 반대 절차가 이용된다.
공급원료의 공급의 조정은 수단 (M)을 통해 상응하는 저장소로부터 취해지는 공급원료의 양의 자동화된 조정 및 따라서 또한 공정 혼합기로의 공급의 조정으로 이루어질 수 있다. 이미 상기 기재된 바와 같이, 공급되는 공급원료의 기본 양은 질량 유량의 조절을 통해 제어될 수 있다. 마찬가지로 공급원료의 질량 유량을 폐쇄-루프 제어에 적용하고 그를 이러한 방식으로 조정하는 것도 당연히 가능하다. 그러면 이는 평가 유닛으로부터 입수된 정보를 활용하여 실시된다.
질량 유량의 조정 및 전자 제어 유닛으로서의 공급원료의 공급의 조정을 위한 유닛의 구성은 서브유닛 (1.1)에 대해 기재된 방식으로 가능하다.
실제 조정과 관련하여, 공급원료의 공급의 조정을 위한 유닛은 바람직하게는, 모든 부분-배치 (즉, 전체 배치)의 제조 후에, 전체 배치가 표적 상태를 갖도록 (즉, 온-스펙) 조정된다는 것이 상기로부터 명백할 것이다. 이는 전체 배치에서 표적 상태를 확립하기 위해 필요한 공급원료의 상응하는 보정 부피가 조정을 위한 유닛에서 확인된 이후에, 이어서 공급원료의 공급에서 상응하는 조정을 유도한다는 것을 의미한다.
서브유닛 (1.2)에서 제조된 배합물의 전체 배치는 이어서 그 자체로 공지된 방식으로 분배될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 충전 유닛, 예를 들어 전달 패키징이 적절한 위치에 준비될 수 있으며, 이는 필요한 경우에 버퍼 탱크로부터 충전된다. 그러면 분배는, 예를 들어 이러한 목적으로 제공된 제조 시스템의 전용 분배 유닛에서 전형적인 디바이스 예컨대 분배 프로브를 갖춘 분배 헤드의 포함을 통해 실시될 수 있다.
바람직하게는, 서브유닛 (1.2)는 제조된 배합물, 즉, 중간물의 본 발명의 서브유닛 (1.1)로의 정방향 전도를 위한 정방향 전도 유닛을 추가적으로 갖는다. 이러한 방식으로, 매우 공정 효율적인 방식으로 중간 분배 또는 재분배 없이 추가의 제조를 위해 서브유닛 (1.1)에서 각각의 중간물을 사용하는 것이 가능하다.
방법
본 발명은 또한 배합물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 방법이 본 발명의 제조 시스템을 사용하여 실시되는 것이 바람직하다는 것은 자명하다.
방법의 주요 특색 및 실행은 상기 제조 시스템의 설명에서 이미 기재되어 있다. 추가적으로, 제조 시스템과 관련하여 상기 기재된 특정한 실행 및 특색이 또한 본 발명의 방법에 대해서도 적용가능한 것이 사실이다. 이는 액체 공급원료 및 전처리를 통해 액체가 되는 공급원료 및 제조될 착색 및/또는 효과-부여 액체 배합물이 바람직한 것과 관련하여 특히 그러하다.
원칙적으로, 방법은 하기 단계를 포함한다:
- 공급원료의 혼합을 위한 혼합 디바이스가 존재하는 소-부피 공정 혼합기 (kP)로 공급원료를 연속적으로 공급하는 단계,
- 공급원료를 공정 혼합기 (kP)에서 혼합함으로써 배합물을 연속적으로 제조하고, 공정 혼합기 (kP)와 버퍼 탱크 사이의 연결부를 통해 배합물을 혼합 디바이스를 갖는 버퍼 탱크로 이송하는 단계,
- 연속적으로 제조되는 배합물의 특성을 측정 유닛에 의해 확인하는 단계,
- 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성의 편차를 평가 유닛에 의해 결정하는 단계,
- 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 표적 상태의 편차 및 제조될 배합물 부피의 총 부피를 고려하여 총 부피의 표적 상태의 확립을 위해 필요한 공급원료의 조정 부피를 확인하는 단계,
- 확인된 조정 부피를 고려하여 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정함으로써 공정 혼합기에서 배합물의 추가의 부분을 연속적으로 제조하는 단계,
- 제조된 부분을 총 부피의 제조를 위해 합하는 단계.
상기의 의미에서 조정 부피는 플러스 또는 마이너스일 수 있다는 것이 자명하다. 플러스 조정 부피는 제조될 전체 배합물 부피에서 표적 상태를 달성하기 위해 전체로서 보다 큰 비율의 특정한 공급원료가 사용되어야 한다는 것을 의미한다. 이는 연속적인 추가의 제조에서 공급원료를 보다 큰 비율로 함으로써 및/또는 연속적인 추가의 제조에서 다른 공급원료를 보다 낮은 비율로 함으로써 실시될 수 있다. 마이너스 보정 부피에서는 상황이 상응하게 반대가 된다.
바람직하게는, 한정된 양의 공급원료의 공정 혼합기 (kP)로의 연속적 공급은, 바람직하게 존재하는 서브유닛 (1.2)에서 제조된 중간물의 직접 공급을 적어도 포함한다. 따라서 공급원료는 서브유닛 (1.2)로부터 직접적으로 공급된다.
본 발명의 방법과 관련하여, 공급원료를 공정 혼합기 (kP)에서 혼합하는 것에 의한 배합물의 연속적 제조 및 공정 혼합기 (kP)와 버퍼 탱크 사이의 유체-전도 연결부를 통한 배합물의 혼합 디바이스를 갖는 버퍼 탱크로의 이송을 특정한 기간 동안 중단하는 것이 가능하다. 이는 특성 및/또는 실제 상태와 표적 상태 사이의 편차의 측정 및/또는 평가가 상대적으로 오랜 시간 걸릴 때의 옵션이다. 그러면 측정 및 평가가 완료될 때까지 연속적 제조가 중단되고, 이에 따라 공급원료의 공정 혼합기로의 공급의 조정이 가능해지면, 후속적으로 제조를 계속하는 것이 가능하다. 이는 특히 계획이 상기 기재된 조정 방법 (ii)를 통해 진행되어야 하는 경우의 옵션이다.
제조된 전체 배치는 최종 단계에서 상응하는 전달 패키징으로 분배된 다음, 예를 들어, 장기 저장을 위해 창고로 이송되거나 또는 고객에게 직접 전달되는 것이 바람직하다.
존재하는 것이 바람직한 (그러나 반드시 존재하지 않아도 됨) 서브유닛 (1.2)와 관련하여, 본 발명의 방법은 바람직하게는 하기 단계를 추가적으로 포함한다:
- 공급원료의 분산 및 혼합을 위한 혼합 디바이스가 존재하는 공정 혼합기로 한정된 양의 공급원료를 공급하는 단계,
- 공급원료를 공정 혼합기에서 혼합함으로써 배합물의 부분-배치를 제조하는 단계,
- 공정 혼합기와 버퍼 탱크 사이의 연결부를 통해 부분-배치를 혼합 디바이스를 갖는 버퍼 탱크로 이송하는 단계,
- 버퍼 탱크로의 이송 전에, 그 동안에 또는 그 후에 측정 유닛에 의해 부분-배치의 특성을 확인하는 단계,
- 부분-배치의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성의 편차를 평가 유닛에 의해 결정하는 단계,
- 제조된 부분-배치의 특성과 표적 상태의 편차 및 추가의 부분-배치의 수 및 크기를 고려하여 전체 배치의 표적 상태의 확립을 위해 필요한 공급원료의 보정 부피를 확인하는 단계,
- 확인된 보정 부피를 고려하여 추가의 부분-배치 중 적어도 하나의 제조에서 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정함으로써 공정 혼합기에서 적어도 하나의 추가의 부분-배치를 제조하는 단계,
- 적어도 하나의 추가의 부분-배치를 버퍼 탱크로 이송하는 단계,
- 적어도 하나의 추가의 부분-배치를 제1 부분-배치와 합하고 모든 부분-배치를 혼합하여 전체 배치를 제조하는 단계.
상기의 의미에서 보정 부피는 플러스 또는 마이너스일 수 있다는 것이 자명하다. 플러스 보정 부피는 표적 상태를 달성하기 위해 전체로서 보다 큰 비율의 특정한 공급원료가 사용되어야 한다는 것을 의미한다. 이는 적어도 하나의 추가의 부분-배치의 제조에서 공급원료를 보다 큰 비율로 함으로써 및/또는 적어도 하나의 추가의 부분-배치의 제조에서 다른 공급원료를 보다 적은 비율로 함으로써 실시될 수 있다. 마이너스 보정 부피에서는 상황이 상응하게 반대가 된다.
측정 유닛에서의 특성의 비-자동화된 측정과 관련된 절차가 유리하게는 하기와 같을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 총 3개의 부분-배치가 제조되며, 제1 부분-배치 및 제2 부분-배치는 동일한 방식으로 제조된다. 제2 부분-배치의 제조 동안, 제1 부분-배치의 특성이 측정되고, 표적 상태와의 편차와 관련하여 평가된다. 추가로, 보정 부피가 확인된다. 그 후에 보정 부피를 고려하여 제3 부분-배치가 제조된다. 이러한 방식으로, 제1 부분-배치로부터의 물질이 분석될 수 있는 충분한 시간이 있다. 제1 부분-배치의 특성의 측정이 보다 오래 걸린다면, 원리는 당연히 확장될 수 있다. 이러한 경우에, 예를 들어, 4개의 부분-배치가 제조되고, 이러한 경우에 보정 부피를 고려하여 제4 부분-배치가 제조된다.
당연히, 방법에서, 제조된 전체 배치는 추가의 단계에서 상응하는 전달 패키징으로 분배된 다음, 예를 들어, 장기 저장을 위해 창고로 이송되거나 또는 고객에게 직접 전달되는 것이 가능하다. 이는 생성물, 예를 들어 클리어코트, 또는 페인트의 완성 성분, 예를 들어 2-성분 페인트용 경화제 및 베이스 바니시의 제조의 경우에 바람직하다. 중간물의 제조의 경우에, 방법은 최종 단계에서 중간물의, 본 발명에 있어서 필수적인 서브유닛 (1.1)로의 이송을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 시스템 및 본 발명의 방법은 조정 공정을 포함하여, 배합물의 매우 공정 효율적이며 시간을 절약하는 제조가 가능하도록 보장한다.

Claims (12)

  1. 배합물의 제조를 위한 유닛 (1)을 포함하며, 여기서 유닛 (1)은 하기를 포함하는, 배합물의 연속적 제조를 위한 서브유닛 (1.1)을 포함하는 것인, 배합물의 제조를 위한 제조 시스템:
    I. 공정 혼합기 (kP) 및 버퍼 탱크가 혼합 디바이스를 함유하는 것인, 소-부피 공정 혼합기 (kP) 및 버퍼 탱크의 적어도 하나의 조합,
    II. 공정 혼합기 (kP)에서 연속적으로 제조되는 배합물의 공정 혼합기 (kP)로부터 버퍼 탱크로의 이송을 위한, 공정 혼합기 (kP)와 버퍼 탱크 사이의 적어도 하나의 연결부,
    III. 한정된 양의 공급원료를 공정 혼합기 (kP)로 공급하는 수단 (M),
    IV. 공정 혼합기 (kP)에서 연속적으로 제조되는 배합물의 특성을 확인하기 위한 적어도 하나의 측정 유닛,
    V. 측정 유닛과 통신하며, 공정 혼합기 (kP)에서 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성에서의 편차의 결정을 위한 적어도 하나의 평가 유닛, 및
    VI. 평가 유닛과 통신하며, 공급원료의 공정 혼합기 (kP)로의 공급을 조정하기 위한 것이며, 배합물의 연속적으로 제조되는 부분의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성에서의 편차를 고려하고, 이들을 사용하여 추가의 부분의 연속적 제조에서 공급되는 공급원료의 양을 조정하도록 설정된 적어도 하나의 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 서브유닛 (1.1)이 액체 공급원료 및 전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료를 사용하는 액체 배합물, 바람직하게는 착색 및/또는 효과-부여 액체 배합물의 제조를 위해 설정되는 것인 제조 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 서브유닛 (1.1)이 액체 공급원료 및 전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료를 독점적으로 사용하는 액체 배합물의 제조를 위해 설정되는 것인 제조 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수단 (M)이 각각의 공급원료의 질량 유량의 모니터링 및 폐쇄-루프 제어의 기술적 수단을 포함하는, 한정된 양의 공급원료를 저장소로부터 회수하기 위한 디바이스를 갖는 것인 제조 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 수단 (M)이 한정된 양의 공급원료의 공정 혼합기로의 이송을 위한 유체-전도 배관 시스템을 추가적으로 포함하는 것인 제조 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 유닛에서 확인되는 특성이 점도, pH, 색상, 전도도, 밀도 및/또는 온도를 포함하는 것인 제조 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 공급원료의 공급의 조정과 관련하여 조정을 위한 유닛이, 전체 배치의 제조 후에, 이러한 전체 배치가 참조 값에 의해 미리 한정된 표적 상태를 갖도록 설정되는 것인 제조 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 공급원료 및/또는 전처리를 통해 액체 공급원료로서 사용될 수 있는 공급원료를 사용하여 배합물 및 중간물을 제조하기 위한 서브유닛 (1.2)를 추가적으로 포함하며, 여기서 서브유닛 (1.2)는 하기를 포함하는 것인 제조 시스템:
    a. 공정 혼합기 및 버퍼 탱크가 혼합 디바이스를 함유하는 것인, 공정 혼합기 및 버퍼 탱크의 적어도 하나의 조합,
    b. 공정 혼합기에서 제조된 배합물의 부분-배치의 공정 혼합기로부터 버퍼 탱크로의 이송을 위한, 공정 혼합기와 버퍼 탱크 사이의 적어도 하나의 유체-전도 연결부,
    c. 한정된 양의 공급원료를 공정 혼합기로 공급하는 수단,
    d. 공정 혼합기에서 제조된 배합물의 부분-배치의 특성을 확인하기 위한 적어도 하나의 측정 유닛,
    e. 측정 유닛과 통신하며, 공정 혼합기에서 제조된 부분-배치의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성의 편차의 결정을 위한 적어도 하나의 평가 유닛,
    f. 평가 유닛과 통신하며, 한정된 양의 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정하기 위한 것이며, 제조된 부분-배치의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성에서의 편차 및 추가의 부분-배치의 수 및 크기를 고려하여 추가의 부분-배치의 제조에서 공급되는 공급원료의 양을 조정하도록 설정된 적어도 하나의 유닛.
  9. 제8항에 있어서, 유닛 (1.2)가 제조된 중간물의 서브유닛 (1.1)로의 정방향 전도를 위한 정방향 전도 유닛을 포함하는 것인 제조 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 수단 (M)이 유체-전도 배관 시스템을 포함하며, 그를 통해 서브유닛 (1.2)에서 제조된 중간물이 정방향 전도 유닛을 통해 서브유닛 (1.1)의 공정 혼합기 (kP)로 공급될 수 있는 것인 제조 시스템.
  11. 하기 단계를 포함하는, 배합물을 연속적으로 제조하는 방법:
    - 공급원료의 혼합을 위한 혼합 디바이스가 존재하는 소-부피 공정 혼합기 (kP)로 공급원료를 연속적으로 공급하는 단계,
    - 공급원료를 공정 혼합기 (kP)에서 혼합함으로써 배합물을 연속적으로 제조하고, 공정 혼합기 (kP)와 버퍼 탱크 사이의 연결부를 통해 배합물을 혼합 디바이스를 갖는 버퍼 탱크로 이송하는 단계,
    - 연속적으로 제조되는 배합물의 특성을 측정 유닛에 의해 확인하는 단계,
    - 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 미리 한정된 표적 상태의 특성의 편차를 평가 유닛에 의해 결정하는 단계,
    - 연속적으로 제조되는 배합물의 특성과 표적 상태의 편차 및 제조될 배합물 부피의 총 부피를 고려하여 총 부피의 표적 상태의 확립을 위해 필요한 공급원료의 조정 부피를 확인하는 단계,
    - 확인된 조정 부피를 고려하여 공급원료의 공정 혼합기로의 공급을 조정함으로써 공정 혼합기에서 배합물의 추가의 부분을 연속적으로 제조하는 단계,
    - 제조된 부분을 총 부피의 제조를 위해 합하는 단계.
  12. 제11항에 있어서, 한정된 양의 공급원료의 공정 혼합기 (kP)로의 연속적 공급이 서브유닛 (1.2)에서 제조된 중간물의 직접 공급을 포함하는 것인 방법.
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