MXPA00004161A - Control dinamico de mezclador en procesamiento de plasticos y caucho - Google Patents

Control dinamico de mezclador en procesamiento de plasticos y caucho

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MXPA00004161A
MXPA00004161A MXPA/A/2000/004161A MXPA00004161A MXPA00004161A MX PA00004161 A MXPA00004161 A MX PA00004161A MX PA00004161 A MXPA00004161 A MX PA00004161A MX PA00004161 A MXPA00004161 A MX PA00004161A
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Inventor
Daniel C Edwards
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Mahannarubbercompounding A Division Of Ma Hanna Company
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Abstract

Se proporciona un proceso simple y eficiente y sistema automatizado para controlar el mezclado de material polimérico y materiales aditivos en un mezclador interno para proporcionar productos de calidad y uniformidad en el producto lote a lote. Se desarrollan perfiles de temperatura de mezclado en tiempo real de una pluralidad de lotes de buena calidad del mismo producto. Los perfiles son entonces superimpuestos o promediados para producir una curva de lo tiempo real con límites de tolerancia de temperatura máxima y mínima, proporcionando de esta forma un intervalo de temperaturas de lote que son disponibles en tiempo real durante el ciclo de mezclado. Se programa un sistema de control de proceso para almacenar el intervalo de temperaturas permisibles y para señalar a un control de mezclador cambiar por lo menos la velocidad del rotor y la presión del ariete cuando la temperatura del lote en tiempo real cae fuera del intervalo de temperatura de referencia por un período de tiempo pred eterminado.

Description

CONTROL DINÁMICO DE MEZCLADOR EN PROCESAMIENTO DE PLÁSTICOS Y CAUCHO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los mezcladores de lote cerrado o interno han estado comercialmente disponibles durante muchos años para mezclar materiales poliméricos, tales como materiales plásticos y de caucho. La calidad de los productos de plástico o caucho producidos en el mezclador está significativamente influenciada por los parámetros del proceso de mezclado que son inherentemente variables, tales como fluctuaciones en la temperatura del mezclador, la temperatura del agua de enfriamiento, la temperatura del material de alimentación, la presión del ariete, la velocidad del rotor, el tiempo de mezclado, el nivel de llenado, la velocidad del llenado y similares. Estas variaciones en los parámetros del proceso de mezclado inducen a la temperatura de expulsión y el tiempo de mezclado, asi como la dispersión del -- relleno, viscosidad, elasticidad, homogeneidad, y porcentaje de cura en el producto. Un mezclado deficiente conduce a una dispersión deficiente de partículas de relleno, especialmente materiales de caucho, puede resultar en una vida reducida del producto, un desempeño deficiente durante el servicio, apariencia deficiente del producto, caracteristicas deficientes de procesamiento y uniformidad deficiente del producto lote a lote.
Cuando se introdujeron los mezcladores de lote, el control de la operación de mezclado para lograr un mezclado satisfactorio se dejo casi completamente a la habilidad del operador. Sin embargo, se ha mejorado la instrumentación de los mezcladores de lote de manera que la información disponible para el operador se ha incrementado la ayuda en el control de mezclado y se ha introducido cierto control automático. Por ejemplo, un sistema propuesto controlarla el tiempo de la adición de materiales al mezclador, de levantamiento del émbolo (ariete) y de la expulsión de la carga a "marcas de energia" predeterminadas, basados en una correlación entre un valor de control superpuesto actual o deseado de la temperatura de mezclado mediante la energía especifica suministrada al mezclador. Tal sistema propone eliminar las diferencias en las calidades del mezclado en las primeras cargas de materiales al mezclador al comenzar con una máquina fria y durante la operación subsecuente, asi como entre la operación de verano e invierno en donde existen diferencias significativas en la temperatura ambiente de la fábrica. Otro sistema de control propuesto describe un proceso para mezclar un polímero hasta que se estime que tenga una viscosidad predeterminada al medir el par de torsión del rotor del mezclador (corregido a una temperatura de referencia del lote) a una velocidad de rotor fija, que determina la velocidad de cambio del par de torsión, prediciendo el tiempo para alcanzar la viscosidad predeterminada por extrapolación, y después continuando la operación de mezclado durante el tiempo predicho. Un sistema similar mide el par de torsión de reacción experimentado por los rotores y, en términos de una conocida relación entre el par de torsión y la viscosidad, valora el estado reológico--relativo del compuesto en tiempo real y ajusta los niveles de entrada de energia térmica y cinética para logra un valor predeterminado de viscosidad en la descarga. Sin embargo, existen problemas con cada uno de estos sistemas. Por ejemplo, muchos compuestos que son duros o tienen alta viscosidad no forman un continuo dentro del mezclador al comienzo del ciclo de mezclado y el proceso inicial es inherentemente caótico, con el resultado de que la relación entre el par de torsión y la viscosidad no puede definirse con certidumbre. Además, el último método implica el uso de un par de torsión de rotor como una medida de la viscosidad, viscosidad como una medida de la reologia, la reologia como una medida de la facilidad de empleo, y la facilidad de empleo como una medida de extruibilidad. La relación entre el par de torsión del rotor y la extruibilidad es por lo tanto larga e inherentemente imprecisa. Muchos sistemas propuestos intentan controlar automáticamente el ciclo de mezclado completo desde el principio. Sin embargo, como se describe anteriormente, los problemas en el control útil de la operación del mezclado precisamente durante la etapa inicial de alimentación del ingrediente son complejos y estos sistemas de control no son muy "efectivos . Por ejemplo, los diverso ingredientes (en el caso del caucho, negro de humo, aceite, rellenadores, curativos, antioxidantes, etc.) se añaden al mezclador en un espacio relativamente corto de tiempo el cual puede ser insuficiente para operar el mezclador para compensar los factores externos variables, tales como las temperaturas de ambiente de la fábrica, variación en el material de alimentación, la calidad de los materiales la cual aunque nominalmente es la misma, se suministran por diferentes fabricantes, y la temperatura de los materiales de-.-alimentación; y los factores internos variables, tales como la temperatura interna variable del mezclador al comienzo del ciclo de mezclado después del mezclado de un lote previo, la temperatura del agua de enfriamiento, la proporción de relleno, la velocidad del relleno, y similares. Otros sistemas de control propuestos intentan controlar el ciclo de mezclado sólo en una etapa posterior, después de que todos los ingredientes se han introducido a la cámara de mezclado y se han mezclado inicialmente. Uno de tales sistemas analiza al menos tres variables de mezclado, tales como la temperatura de los materiales mezclados, la potencia total consumida, el tiempo desde el comienzo del ciclo de mezclado, el par de torsión aplicado a los rotores y el número total de revoluciones de los rotores desde el comienzo del ciclo de mezclado. Una serie de ecuaciones complejas que relacionan estas variables se desarrolla entonces para producir valores objetivo en tiempos específicos durante el ciclo de mezclado para la temperatura y la potencia, la temperatura y el par de torsión, la temperatura y la revoluciones del íotor, las revoluciones del rotor y el par de torsión, las revoluciones del rotor y la potencia, y el par de torsión y la potencia. El sistema entonces cambia la velocidad del rotor y/o la presión del ariete a estos tiempos especificados si los valores objetivo no se cumplen. A causa del gran número de diferentes parámetros de mezclado medidos, este -sistema es extremadamente complejo para su uso durante tiempos de mezclado cortos después de la introducción de los materiales, los cuales para el procesamiento del caucho son típicamente de 1-3 minutos. En vista de lo anterior, existe aún una necesidad de un método simple y eficiente para controlar los parámetros del proceso de mezclado para producir productos de polímero-que tengan una uniformidad y calidad superiores de lote a lote.
La invención proporciona un proceso simple y eficiente y un sistema automatizado para el control de la calidad y la uniformidad de lote a lote " de- los productor de polímero, especialmente los productos d-e caucho, en un mezclador interno que tiene al menos un rotor de mezclado de velocidad variable y un ariete por el cual puede aplicarse una presión variable a los materiales -en la cámara de mezclado. Se ha descubierto que puede obtenerse una consistente calidad de producto de lote a lote por el controi en tiempo real de la temperatura de lote, dentro de un rango- permisible de temperatura, durante el ciclo de mezclado. El proceso, denominado "control dinámico -----'de mezclado", es particularmente exitoso cuando se usa junto con un sistema de control automático de mezclado que elimina el tiempo de mezclado y/o las variaciones de temperatura inducidas por las variaciones entre los operadores al realizar las funciones relacionadas con el mezclado. De acuerdo con la invención, se desarrollan los" perfiles de temperatura de tiempo real de mezclado de una pluralidad de lotes de buena calidad de productos idénticos. Los perfiles entonces se superponen o promedian para producir una curva de temperatura en tiempo real con limites de tolerancia de temperatura máximo y minimo para establecer un rango de temperaturas de lote que sean permisibles en tiempo real durante el ciclo de mezclado. Al controlar el tiempo real de la temperatura del lote dentxo- -- -del rango predeterminado permisible, los lotes subsecuentes del mismo producto se producen teniendo sustancialmente la misma calidad con uniformidad de lote a lote. Mediante la invención, un sistema de control de proceso es una comunicación electrónica con ei rotor o rotores y el ariete para detectar y controlar la velocidad del rotor y la presión del ariete. Un detector de temperatura en la cámara de mezclado, en comunicación electrónica con el _ sistema de control del proceso, tiansmite continuamente una señal electrónica que representa el tie-mpo real de la temperatura del lote en el mezclador. El sistema de control de proceso se programa para almacenar el rango de temperatura de referencia predeterminado que representa el rango de los valores permisibles de temperatura de lote en tiempo real-durante el ciclo de mezclado, para recibir la señal trasmitida desde el detector de temperatura, para comparar el valor de temperatura recibido con el rango de referencia almacenado, para indicar una temperatura aceptable cuando el valor de temperatura de lote recibido caiga dentro del rango- de referencia, y para indicar al sistema de control del mezclador cambiar al menos una velocidad de rotor y la presión de ariete cuando el valor recibido de temperatura caiga fuera del rango de temperatura de referencia durante un periodo predeterminado de tiempo.
El control de mezclado dinámico de la invención logra un excelente control de calidad del producto durante ciclos de mezclado muy cortos sin requerir las complejas mediciones, cálculos e interrelaciones de ios parámetros de mezclado de los sistemas previos. Además, la invención proporciona el control en tiempo real de la temperatura de lote durante el resto del ciclo de mezclado después de que el control de mezclado dinámico se activa, en vez de que controle solo intervalos de tiempo discretos durante el ciclo. Los lotes sustancialmente idénticos de producto producido por el proceso de la invención muestran una desviación consistentemente más estrecha de la especificación que los lotes de producto producidos sin el sistema de control de temperatura dinámico de ia invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración esquemática de un mezclador interno, tal como un mezclador Banbury™ en el cual puede practicarse el sistema de control de mezclado dinámico de la invención. La Figura 2A es una ilustración gráfica de los perfiles de temperatura registrados en tiempo real de diferentes lotes del mismo compuesto- La Figura 2B es una ilustración gráfica- de los perfiles de temperatura en tiempo real de la Figura 2A con los niveles máximo y minimo de tolerancia extrapolados desde el mismo. La Figura 3 es una ilustración gráfica de un perfil de temperatura promedio derivado de los perfiles de temperatura en tiempo real de lotes diferentes del mismo compuesto . La Figura 4 es una ilustración esquemática de los procesos" de control de mezclado dinámico. Las Figuras 5A y 5B son representaciones gráficas de la distribución de los valores de viscosidad de Mooney de lotes poliisopreno después de mezclarse sin y con el control de mezclado dinámico de la invención respectivamente. Las Figuras 6A y 6B son perfiles reométricos de lotes idénticos de caucho de estirenbutadieno después del mezclado sin y con el control de mezclado dinámico de la invención, respectivamente. Las Figuras 7A y 7B son perfiles reométricos de dos lotes idénticos de caucho acrilonitrilo después del mezclado sin y con el control de mezclado dinámico de la invención, respectivamente. El sistema de control de mezclado dinámico y el proceso de la invención se describen posteriormente a medida que se aplica a la composición de caucho. Sin embargo, el proceso no se limita a la preparación de caucho y puede usarse para controlar la calidad y uniformidad lote a lote de Cualquier producto de polímero que emplee un mezclador interno para mezclar los polímeros y lia aditivos. Por-ejemplo, los polimeros tales como las poliamidas, polietileno, polipropileno, estireno de acrilonitrilbutadieno y policarbonato pueden preparase en un ""mezclador interno empleando el proceso y sistema de control de mezclado dinámico de la invención. La preparación de productos intermedios de polímero y caucho se fabrican por el procesador de polímero o caucho de acuerdo con los diferentes requerimientos y especificaciones de cada cliente. Al variar la mezcla de los ingredientes de mezcla, puede producirse una amplia variedad de productos intermedios prácticos de plástico y caucho, cada uno producido a las necesidades del cliente. Así, existen virtualmente miles de fórmulas diferentes para la preparación de mezclas de diferentes productos de plástico o caucho. Para asegurar la calidad del producto y la uniformidad del producto de lote a lote, los parámetros de mezclado y la composición química deben ser cuidadosamente controlados. La pieza principal de equipo usada en la preparación de caucho es un mezclador de lote interno, un ejemplo del cual es un mezclador Banbury114 (Farrel Bridge Limited, Rochdale, UK) descrito en detalle en la Patente" Norteamericana 4,818,113. En general, un mezclador interno,— co o se ilustra esquemáticamente en sección transversal en la Figura 1, tiene un alojamiento 2 en el cual se forma una" cámara A de mezclado que tiene generalmente una sección transversal en forma de "Número 8" que comprende dos porciones 6, 8 cilindricas paralelas unidas. Al menos uno, y normalmente dos rotores 10, 12 se montan para rotación alrededor de los ejes paralelos los cuales descansan en un plano horizontal, montándose el rotor 10 --en-- la porción 6 cilindrica y el rotor 12 montándose en la porción 8 cilindrica, cada uno con su eje dt- rotación coaxial con el--eje de la porción cilindrica respectiva. Los rotores 10, 12, tiene cualquier configuración adecuada y la presente invención se aplica a mezcladores de lote interno que tienen cualquier configuración de rotor. Los rotores -10, 12 se --giran en direcciones opuestas y pueden tener la misma velocidad rotacional o velocidades rotacionales ligeramente diferentes. La velocidad de los rotores es variable y se gobierna por un sistema 34 de control del mezclador el cual también gobierna otros parámetros de mezclado variables como además se describe en lo siguiente. - El mezclador tiene una o más abertura de- entrada 14 a través del alojamiento hasta la cámara mezcladora, tal como una tolva 16 dispuesta entre las dos porciones cilindricas, para la entrega de caucho y aditivos, tales como negro de humo, aceite, rellenadores, curativos, antioxidantes, etcétera, dentro de la cámara 4 ra mezclado. Una pieza de oclusión, provista por un ariete 18 se acomoda para cerrar la abertura o aberturas de entrada en la operación del mezclador. El ariete 18 se monta en la porción final inferior de un vastago de pistón 20 de un pistón y un cilindro 22 acomodados para el movimiento de desliz en un pasadizo 24 que abre dentro de la cámara de mezclado. Cuando el ariete se levanta a la posición más alta por la admisión de un fluido presurizado, normalmente aire, al cilindro 22, los materiales que se van a mezclar pueden introducirse a través de una o más aberturas, tales como la tolva 16 y la abertura 14 de entrada, dentro de la cámara 4 de mezclado. Cuando los materiales que se van a mezclar han sido introducidos dentro de la cámara 4 de mezclado, el ariete se hace descender bajo presión controlada hasta el cilindro 22, y la presión de aire junto con el peso del ariete 18 empuja el ariete 18 hacia abajo para empujar los materiales al ser mezclados dentro de la cámara de mezcla. A medida que los rotores 10, 12 giran en la operación del mezclador, el material en "la cámara 4 de mezclado ejercen una fuerza considerable hacia arriba sobre el ariete 18, al cual se opone por una fuerza hacia abajo proporcionada por la presión del aire en el cilindro 22. La presión impuesta por el ariete 18 sobre el material en la cámara 4 de mezclado tiene una influencia en la mezcla y homógenización de los materiales en la cámara de mezcla. A causa de la naturaleza del diseño de los rotores, la fuerza ejercida sobre el ariete por el material en la cámara de mezcla fluctúa considerablemente. La presión del ariete también se gobierna por el sistema 34-- de control - del mezclador. El mezclador adicionalmente tiene una abertura 26 de salida de la cámara 4 de mezclado desde una parte inferior del almacenamiento 2, también dispuestas centralmente entre las -dos porciones 6, 8 cilindricas de la cámara de mezclado. En la abertura 26 de salida , existe un pieza de oclusión llamada una puerta 28 de caida montada para movimiento de pivote alrededor de un eje 30 en el alojamiento. Eh la Figura 1, la puerta 28 de caída se muestra en una posición cerrada por la cual sella la abertura 26 de salida en contra del escape de material- de la cámara 4 de mezclado durante el mezclado. Puede proporcionarse algún control de - la temperatura de las paredes del mezclador en las áreas de-- los rotores, el ariete y/o la puerta de caída pasando un fluido intefcambiador de calor (normalmente agua) a través de los pasadizos (no mostrado) en el alojamiento 2 y posiblemente en otras partes del mezclador. La temperatura del fluido de enfriamiento se predetermina al comienzo del ciclo del mezclado y normalmente permanece sustancialmente constante a través de un ciclo de mezclado.
En las etapas iniciales de la mezcla de caucho en un mezclador de lote interno, tal omo aquel descrito en lo anterior, fardos de caucho, negro de humo nodulizado, y otros ingredientes se cargan dentro de ia cámara de mezclado en donde la acción mecánica de los rotores, modificada por la presión del ariete y las temperaturas de la pared, provoca cambios en el estado físico del caucho y el negro de humo. En las primeras etapas, grandes fardos de caucho se rompen y despedazan en pequeños pedazos relativamente duros y fríos por la acción mecánica del rotor y la fricción entre los rotores y el fardo. La reducción en el tamaño del caucho se llama trituración. Después, la acción mecánica de los rotores, acopladas con la transferencia '-le calor de las paredes del mezclador y el caucho caliente ya en el mezclador, eleva la temperatura del caucho y lo rompe de manera que el caucho se vuelve plastificado y capaz de fluir como un fluido. Al mismo tiempo que el caucho esta siendo triturado e ingerido dentro del mezclador, el negro de humo y otros ingredientes, tales como aceites y rellenadores, están siendo incorporados dentro del caucho. La incorporación del negro de humo en los procesos de preparación implican fases distintas, (i) incorporación (ii) distribución, y (iii) dispersión. Durante la incorporación, grandes aglomerados o fragmentos de granulos de negro de humo son inicialmente tragados por el caucho. En la lase de distribución los aglomerados se distribuyen al azar a través de la masa de la mezcla. Existe también un rompimiento rápido o rotura de los grandes aglomerados en pequeños como un resultado de las tensiones internas inducidas por el arrastre viscosos de los aglomerados. Durante la fase de dispersión, los aglomerados se reducen en tamaño y número bajo la acción de corte de los rotores, con la formación esencialmente de agregados dispersos coloidalmente en el caucho liquido. Los tiempos de mezclado en la mezcla del caucho son cortos, frecuentemente- abarcando de 3 a 5 minutos. El tiempo desde la adición de negro de humo hasta la expulsión (caida) de la carga mezclada del mezclador es aún -más corto, abarcando de 1 a 3 minutos. A causa de los tiempos cortos de mezclado, la calidad de la dispersión del negro de humo y otros rellenadores en el caucho es dependiente de los parámetros seleccionables en el mezclador, por ejemplo, la velocidad del rotor (rpm) , presión del ariete, temperatura del rotor, temperatura dentro del mezclador, temperatura de las paredes del mezclador, tamaño del lote, tiempo de mezclado y el orden en el cual se cargan los ingredientes dentro del mezclador, así como la composición química del lote y la calidad de negro de humo utilizado. El control de calidad del producto es por lo tanto dependiente de la selección de los parámetros apropiados de mezclado y la composición química de lote, de los cuales ambos controlan la calidad de la dispersión de los rellenadores. De las variables de parámetro de mezclado anteriores la temperatura de las paredes del mezclador (gobernada por la temperatura del enfriador) , el tamaño de lote, el orden en el cual se cargan los ingredientes dentro del mezclador, y la composición química del lote son conocidos por el operador al comienzo del ciclo de mezclado. Los parámetros que pueden cambiarse durante el ciclo de mezclado son la velocidad del rotor y la presión del ariete, los cuales a su vez gobiernan la temperatura del lote del material dentro de la cámara de mezclado. En general, a medida que aumenta la velocidad del rotor y la presión del ariete, aumenta la temperatura del lote. Inversamente, a medida que disminuye la velocidad del rotor y la presión del ariete, la temperatura del lote disminuye. El control de la temperatura de lote es importante debido a que por lo -menos algo de los materiales al mezclarse se someten normalmente a la degradación o tostación por exposición a demasiado calor. Po - otro lado, la temperatura del lote debe ser suficientemente alta para proporcionar fluidez o plasticidad al material para la apropiada dispersión de los rellenadores y otros materiales. Otros parámetros los cuales "pueden cambiarse durante el ciclo de mezclado incluye los tiempos, temperatura o acumulación de K H (kilo att horas) en los cuales se añaden, los materiales (por ejemplo aceite, negro de humo, rellenadores) al mezclador, los tiempos de y la duración de "deshollinar" (limpieza de los restos) el ariete y similares. Como se ilustra en la Figura 1, el sistema de la invención comprende un detector 32 de temperatura para medir la temperatura en tiempo real del lote en la cámara 4 de mezclado durante el ciclo de mezclado y se localiza en cualquier posición conveniente dentro da la -- cámara de mezclado, tal como cerca de la puerta de caída 28. Un sistema de control de proceso 32, el cual es preferiblemente un controlador lógico, y más preferiblemente un microprocesador, es una comunicación electrónica con al menos el detector-- 32_ de temperatura y el sistema 34 de control de mezclador, y es capaz de señalar al sistema de control del mezclador cambiar la presión del ariete y la velocidad del rotor. El sistema 34-de control del mezclador es preferiblemente un sistema automatizado programado para almacenar diversos parámetros del ciclo de mezclado, tales < omo los tiempos y las" condiciones para la introducción de diversos materiales, prefijar temperaturas de pared, velocidades de rotor y presiones de ariete al comienzo de y durante el ciclo de-mezclado, los tiempos y duraciones de deshollinar el ariete, y similares . Los parámetros de mezclado se determina inicialmente y se insertan dentro de la memoria del control del mezclador por una persona con conocimiento en la operación de mezclado. El control del mezclador es asi programado para emitir instrucciones de procedimiento basadas en tiempo absoluto, tiempo relativo, temperatura y entrada de energía durante el ciclo de mezclado. Junto con el sistema de control de mezclado, el sistema de control de mezclado dinámico de la invención tiene que ver con mantener la temperatura del lote dentro de un rango de temperatura permisible predeterminado en tiempo real durante el ciclo de mezclado. El sistema de esta forma actúa para "calibrar finamente" el ciclo de mezclado. Aunque el control de mezcla dinámico puede usarse con un ciclo de mezclado operado manualmente, es preferible que el sistema se use junto con un sistema de control de mezclador--automatizado, tal como aquel descrito anteriormente. Una razón para esta preferencia es que cuando los parámetros de mezcla se controlan manualmente por un operador, - las variaciones en los parámetros, tales como la duración del tiempo para deshollinar el ariete, por ejemplo, puede resultar en cambios de fase que influenciar-- los tiempos de mezcla y las temperaturas. Por ejemplo, cualquier operador puede deshollinar durante 10 segundos, mientras que otro_ operador puede deshollinar durante 10 segundos, resultando en una variación de 30 segundos en la l ase del ciclo de mezclado entre operadores. El tiempo de deshollinar más largo también resultarla en una temperatura de lote más baja en esa fase y un tiempo de mezclado más largo, aunque el lote terminado pudiera ser satisfactorio. Sin embargo, si el sistema de control de mezclado dinámico estuviera en uso durante varios ciclos de mezclado controlados por operador, tales como los ciclos con diferencias de fase, continuamente intentaría compensar por variaciones en la temperatura resultante ~para mantener la temperatura del lote dentro de los niveles de tolerancia máximo y mínimo permisibles de acuerdo al tiempo real del ciclo de mezclado. El resultado pueden ser lotes que,- por ejemplo, tienen tiempos inadecuados de --mezclado .o variaciones no deseadas de temperatura. M existe poca o ninguna variación entre los ciclos de mezcla controlados por operador y manualmente, el control de mezcla dinámico de la invención puede usarse. Se ha descubierto que el proceso de -control de mezcla dinámica de la invención logra la calidad "de producto y la uniformidad de lote a lote ai mantener la temperatura del lote dentro de un rango de temperatura predeterminado durante un periodo predeterminado de tiempo después del comienzo del ciclo de mezclado hasta el fin del ciclo. Además, a causa de que la temperatura del lote se -jcontrola en tiempo real basada en los perfiles de temperatura registrados para composiciones idénticas, el tiempo de mezclado para cada lote de la composición es también consistente.
Mediante el proceso de la invención, un número seleccionado de lotes experimentales de una composición sencilla se mezcla a la especificación del oliente de acuerdo con la experiencia de la persona con conocimiento en la operación de mezclado. Durante la mezcla de cada uno de los lotes experimentales, la temperatura del lote se -- analiza en tiempo real y se establece un perfil de tiempo real en la temperatura del lote versus el tiempo de mezclado. Después de que se completa la mezcla, la calidad de cada composición se determina valorando una o más propiedades físicas, tales como la viscosidad (prueba de cizalla), dispersión de relleno (prueba de tensión o análisis de dispersión de partícula), mediciones de reologia, homogeneidad, porcentaje de cura, y similares . En una modalidad de la invención, los perfiles de temperatura registrados de lotes previos consecutivos (por ejemplo los últimos cinco lotes) de la misma composición se seleccionan automáticamente y se superponen para formar una traza, tal como la que se ilustra en la Figura 2A. De la traza, se establecen las temperaturas aceptables minima y máxima en tiempo real, como se ilustra por las líneas gruesas" en la Figura 2B. En una modalidad preferida de la invención ilustrada en la Figura 3, los perfiles de temperatura se- seleccionan de un número de lotes previos que han sido determinados por un químico calificado para tener una calidad de mezclado aceptable. Estos perfiles de temperatura se promedian entonces para formar una traza del modelo de temperatura y se calcula una desviación máxima y minima de la traza del modelo de temperatura. En cada una de estas modalidades, las tolerancias de temperatura máxima y mínima establecidas forman un perfil predeterminado de rango de temperatura de las temperaturas permisible de lote en tiempo real que se usa en la mezcla de cada lote subsecuente de la composición. El sistema de control de proceso se programa con el perfil establecido con el rango de temperatura aceptable para" la mezcla de la composición particular. Para mezclar los lotes subsecuentes de la composición, el sistema de control de proceso se programa para señalar al control del mezclador aumentar uno o ambos tanto la velocidad de rotor como la presión de ariete cuando la temperatura de lote caiga debajo de la temperatura minima permitida del rango de temperatura durante un periodo predeterminado de tiempo, y para disminuir uno o ambos tanto la velocidad de rotor como la presión de ariete cuando la temperatura del lote esté arriba de la temperatura máxima aceptable permitida del rango de temperatura durante un periodo predeterminado de tiempo. De esta forma, se logra la uniformidad lote a lote de la temperatura de mezclado, así como una sustancial uniformidad lote a lote en los tiempos de mezclado. Se conoce por aquellos expertos en la técnica que el tiempo de mezclado influencia fuertemente la viscosidad de Mooney del compuesto mezclado. Por lo tanto, la mezcla de compuestos con el control de mezclado dinámico de la invención, proporciona compuestos que tienen viscosidades consistentes de Mooney, con el resultado de que los productos tienen esencialmente calidad uniforme de lote a lote. El tiempo predeterminado para comenzar el control de mezclado dinámico depende del tipo de material a ser combinado. Por ejemplo, la temperatura del lote no es homogénea al principio del ciclo de mezclado cuando se emplean componentes duros o altamente viscosos tales como el caucho natural. Para estos tipos de materiales, el tiempo inicial del control de mezclado dinámico se retrasarla hasta un tiempo después del inicio del ciclo de mezclado. Para componentes con una baja viscosidad, tales como los materiales que sufren un segundo ciclo de mezclado en el mezclador, el control de mezclado dinámico podria iniciarse al comienzo del ciclo de mezclado. Un experto en la técnica de mezclador es capaz de determinar un tiempo inicial apropiado para el control de mezclado dinámico de acuerdo a los materiales a ser mezclados sin experimentación excesiva. El control de mezclado dinámico de la invención se ilustra en la Figura 4. El sistema de control de proceso se programa con al menos seis parámetros de control- dinámico, como sigue: (i) el "tiempo de amortiguamiento", el cual es el tiempo (en segundo) permisible fuera de la zona de tolerancia antes de que se aplique corrección a la velocidad del rotor y/o presión del ariete. El tiempo de amortiguamiento es útil para prevenir el sistema de control dinámico de sobre compensar por un surgimiento o caída temporal en la temperatura que de otra forma se corregirla a sí mismo. Los tiempos de amortiguamiento para temperaturas arriba del rango de tolerancia máximo y por debajo del rango de tolerancia minimo pueden ser los mismos o pueden ser diferentes uno del otro. El tiempo de amortiguamiento puede ser de 0 hasta aproximadamente 9 segundos, pero es de preferencia de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 6 segundos y de mayor preferencia de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4 segundos; (ii) la "zona de temperatura", la cual está limitada por los límites de tolerancia de temperatura máxima y mínima, preferiblemente expresada como una desviación estándar (+/-) de la traza del modelo de temperatura; (iii) el tiempo inicial del control dinámico el cual es el tiempo (en segundos) en el cual inicia el control dinámico durante el ciclo de mezclado; (iv) la cantidad de cambio que va a ser aplicada a la velocidad del rotor (.-n RPM) \, / o la presión del ariete (en PSI) después que ha t transcurrido el tiempo de amortiguamiento; (v) corrección máxima de RPM que va a ser-permitida; y (vi) una selección si/no de control dinámico respecto a si se aplicará control de mezclaao dinámico o no a está corrida. Un ciclo de mezclado de lote ejemplar que emplea control de mezclado dinámico se ilustra como sigue. El tiempo de amortiguamiento se fija en dos segundos (en este caso los tiempos de amortiguamiento sin tolerancia máximo y minimo son el mismo) , la zona de tolerancia de temperatura se fija a +/-5°F, el tiempo inicial de control de mezclado dinámico se fija en 60 segundos, la máxima corrección en RPM que va a ser permitida se fija en 6, el control dinámico se selecciona (si) . Puesto que el tiempo inicial de control de mezclado dinámico se fija en 60, el control dinámico no se presentará hasta 1 minuto después del inicio del ciclo de mezclado. Si, después de 1 minuto dentro del control dinámico, el perfil de temperatura instantáneo corriente cae fuera y por arriba del nivel de tolerancia máximo de temperatura, y permanece por arriba de este nivel durante un periodo de tiempo que excede los 2 segundos de tiempo de amortiguamiento, se manda una señal al sistema de control del mezclador para ajustar las RPM por -2 RPM. Si el perfil de temperatura instantáneo corriente cae fuera y por debajo del nivel de tolerancia de temperatura minimo y permanece por debajo de este nivel durante un periodo de tiempo que excede los 2 segundos del tiempo de amortiguamiento, se manda una señal al sistema de control del mezclador para ajustar las RPM por +2 RPM. Si el perfil de temperatura instantáneo corriente se corrige a donde cae dentro de los limites de tolerancia minimo y máximo permisibles dentro de otro periodo _ de tiempo de amortiguamiento, no se hace otra corrección. Sin embargo, si el perfil de temperatura corriente permanece fuera de un límite de tolerancia, se aplica corrección en-EPM acumulativa adicional hasta que la curva regrese adentro de la zona de control o hasta que se alcance la máxima corrección en RPM, tiempo en el cual no se aplicará corrección adicional . Los siguientes ejemplos son ilustrativos del proceso de control de mezclado dinámico de la invención . Sin embargo, los ejemplos no intentan ser limitantes, como otros mezcladores internos, ingredientes de lote, parámetros de control de mezclado dinámico, y similares pueden usarse. EJEMPLOS Ejemplo 1 _ _ - El control de mezclado dinámico pe- evaluó con dos diferentes compuestos para valorar su efecto sobre la consistencia de la mezcla. Los compuestos seleccionados fueron neopreno con y sin la adición de un compuesto de cura, y poliisopreno con la adición de un compuesto de cura. Sesenta lotes de neopreno y quince lotes de poliisopreno se- prepararon en el mismo mezclador. Aproximadamente la mitad de los lotes se prepararon con control de mezclado dinámicos y se compararon con los lotes restantes preparados sin el control de mezclado dinámico. Cada lote s-e sometió a la medición de las siguientes propiedades físicas Propiedad medida Significado de la propiedad Ciclo de mezclado Viscosidad Mooney Relacionada a la consistencia del tiempo de mezclado Tostación Mooney Relacionada a la consistencia de la historia de calor, específicamente la caída de temperatura Reómetro, MH Par de torsión máximo, relacionado a la consistencia de la dispersión de cura. Tensión Relacionado a la consistencia de la dispersión del negro de humo. Dispersión del Medida directa de la dispersión del negro de humo Negro de Humo usando un sistema de formación de imágenes de dispersión de partícula Existen diversos métodos para el análisis de la formación de imágenes de la dispersión de partículas conocida por aquellos expertos en la técnica de mezcla de plásticos y caucho y cualquiera de estos sistemas es satisfactorio para su uso en la presente invención. El sistema de formación de imágenes de la dispersión de partículas usado en los ejemplos presentes es el objeto de la solicitud de Patente Norteamericana, No. de Serie 08/887,913 presentada el 30 de junio de 1997, la descripción de la cual se incorpora en la presente por referencia. La última solicitud de patente es propiedad de y cedida al cesionario de la presente invención.
Los resultados de la prueba de las propiedades físicas de los compuestos se ilustra en la Tabla 1 y Figuras 5A y 5B. Los datos de la Tabla 1 se presentan como la desviación estándar y el Cp entre lotes con y sin control, de mezclado dinámico. El Cp representa una medición estadística de la consistencia de los valores de las mediciones de las propiedades físicas entre lotes. Por ejemplo, entre más baja la desviación estándar más alto el Cp . La Figura 5A es una gráfica de la distribución de los valores de viscosidad de Mooney para los lotes de poliisopreno con el uso de control de mezclado dinámico. Los datos de la Tabla 1 ilustran que se logran valores más consistentes de viscosidad ílooney y par de torsión máximo del Reómetro (MH) entre lotes cuando se usa control de mezclado dinámicot Las gráficas de las Figuras 5A y 5B adicionalmente ilustran el rango más estrecho de las viscosidades Mooney logradas cuando se aplica el control de mezclado dinámico. Puesto que la viscosidad está influenciada por el tiempo de mezclado, los resultados muestran que el control de mezclado dinámico mantiene una consistencia en el tiempo de mezclado entre los lotes. El Reómetro MH (estado de cura) es una medida de la dispersión de cura la cual se presenta en las últimas etapas del ciclo de mezclado después de la adición de la cura. Los resultados muestran que la mezcla con control de mezclado dinámico mantiene un tiempo de mezclado consistente después de la adición de la cura y proporciona una dispersión más consistente de la cura entre lotes. La prueba de tostación Mooney está influenciada por la temperatura de la caída de lote. Como se esperaba, el control de temperatura dinámico no influencia la temperatura de caida. La dispersión del negro de humo se presenta en las etapas tempranas del ciclo de mezclado. Puesto que la mezcla dinámica no "^influencia" significativamente las etapas tempranas de la mezcla, parece- tener poco efecto sobre la dispersión del negro de humo, como se mide por la fuerza" de tensión y el análisis de imagen directa de la dispersión.
TABLA 1 Compuesto Propiedad Desviación Desviación Cp Cp Física Estándar Estándar sin con sin control con control control control de mezclado de mezclado de mezclado de mezclado dinámico dinámico dinámico dinámico Neopreno Viscosidad 3 .7 5.2 1.49 1.08 sin cura Mooney Neopreno Viscosidad 1. .1 0.4 1.59 2.73 con cura Mooney Tostación 0, .9 0.8 1.16 1.04 Mooney Reómet-ro MH 0 . 4 0.9 1.33 3.50 Tensión 42. .6 59.5 1.14 0.72 Poliisopreno Viscocidad 1, .9 0.3 1.33 7.73 Mooney Tostación 1. .3 1.2 1.33 1.47 Mooney Reómetro ÍIH .2 1.5 1.33 1.92 Tensión 119. .6 62.7 1.33 2.54 TABLA 1 (continuación) Con Control de Sin Control de Mezclado Dinámico Mezclado Dinámico Cuenta total 78 84 de Partículas Tamaño promedio 19 19 de Partículas Área Total 1490 1590 sin Dispersión Ejemplo 2 Se seleccionaron dos composiciones diferentes que comprenden la materia prima para la mezcla de caucho por el tipo de polímero y requerimientos < \" propiedades físicas. Se seleccionó el caucho de estirenbutadieno (SBR) para determinar el efecto del control de mezclados dinámico sobre la preparación del SBR y su capacidad para controlar la tostación a medida que se mide por Ts2 sobre un reómetro. El caucho de acrilonitrilbutadieno (NBR) .¿eleccionó para determinar el efecto del control de mezclados dinámico en el control de la viscosidad Mooney de un compuesto de viscosidad Mooney variable. Cuarenta y cuatro lotes de la composición SBR se prepararon en el mismo mezclador. De estos, la mitad se prepararon con control de mezclado., dinámi ro y la mitad se prepararon sin el control de mezclados dinámicos. Los tiempos de mezclado de los lotes preparados con control de mezclados dinámico fluctuaron de 3 minutos y 34 segundos hasta 3 minutos y 56 segundos; mientras que los tiempos de mezclado de los lotes preparados sin control de mezclado dinámico mostraron una variación ligeramente más grande, de 3 minutos y 39 --segundos hasta 3 minutos y 59 ,-egundos. Treinta y tres lotes de la composición NBR se prepararon. De estos, doce se prepararon con control de mezclados dinámico y veintiuno se prepararon sin control de mezclado dinámico. Los tiempos de mezclado de los lotes preparados con control de mezclado dinámicos fluctuaron de 3 minutos y 13 segundos hasta 3 minutos y 47 segundos; mientras que los tiempos de mezclado de los lotes preparados sin control de mezclado dinámicos mostraron una variación ligeramente más grande, de 3 minutos y 6 segundos hasta 3 minutos y 49 segundos. Los resultados de la prueba de reoraetria de las compuestos, dados en la Tabla 2, ilustran que el uso del control de mezclado dinámico reduce la variación entre los resultados de los lotes en la viscosidad Mooney y Tostación de reómetro (Ts2) . Los resultados de pruebas de reómetro actuales para lotes representativos de las preparaciones SBR y NBR se dan en las Tablas 3 y 4 respectivamente. Los resultados se ilustran gráficamente en las Figuras 6A y 6B para SBR y en las Figuras 7A y 7B para NBR, respectivamente. Estos resultados ilustran una considerable reducción en el "efecto de ventilación" al final de las curvas de reómetro cuando se uso el control de mezclado dinámico, mostrando un control estrecho del par de torsión máximo. También un control estrecho de todas las propiedades medidas (par de torsión mínimo, par de torsión máximo, Ts2 y Tc90) cuando se uso control de mezclado dinámico TABLA 2 Compuesto Propiedad Desviación Desviación Cp Cp Fisica Estándar Estándar sin con sin control con control control control de mezclado de mezclado de mezclado de mezclado dinámico dinámico dinámico dinámico SBRJ Tostación 2.211 .873 0.985a 2.08a Mooney (Ts2) .0824 .0409 1.62 3.26 NBR* Mooney 3.625 2.583 .92 1.29 SBR = Caucho de Estirenbutadieno NBR = Caucho de Acrilonitrilbutadieno Basado sobre una especificación Uocne" asumida de 35-43.
TABLA 3 Número Par de torsión Par de torsión Ts(2r Tc(90)* de lote Mínimo Máximo Sin Control de Mezclado Dinámico 1 8.10 61.98 1.28 2.88 2 7.84 56.98 1.38 2.83 3 7.91 58.06 1.27 2.72 4 7.91 61.16 1.27 3.05 7.97 59.83 1.27 2.83 6 8.73 60.78 1.30 3.20 7 9.17 60.91 1.25 3.15 8 8.85 60.15 1.25 2.95 9 9.1 1 61.60 1.25 2.78 8.41 60.34 1.30 2.95 Con Control De Mezclado Dinámico 1 1 8.73 60.46 1.23 3.00 12 9.04 59.96 1.22 2.93 13 8.85 59.89 1.22 3.00 14 8.79 61.54 1.22 3.20 8.79 60.21 1.30 3.25 16 8.66 59.83 1.25 2.97 17 9.1 1 60.15 1.15 3.15 18 8.92 61.98 1.25 3.15 19 8.92 61.09 1.35 3.40 8.85 60.34 1.28 3.30 ? Caucho de estirenbutadieno ** Ts2 =E1 tiempo que le toma al par de torsión aumentar 2 pulgadas-libras desde el mínimo (una medida del comienzo de la cura) *** Tc90 = El tiempo que le toma alcanzar 90% del total de cura . TABLA 4 Número Par de Torsión Par de Torsión ts(2r Tc(90)* de Lote* Mínimo Máximo Sin Control de Mezclado Dinámico 1 9.25 52.25 0.92 1.93 2 10.18 51.38 0.87 1.70 Con Controi de Mezclado Dinámico 1 8.78 56.76 0.83 1.82 2 - 8.89 56.25 0.82 1.83 * Caucho de acrilonitrilbutadieno ** Ts2 =E1 tiempo que le toma al par de torsión aumentar 2 pulgadas-libras desde el mínimo (una medida del comienzo de la cura) *** Tc90 = El tiempo que le toma alcanzar 90% del total de cura . Ejemplo 3 Lotes idénticos de materias primas - para - la preparación de caucho se mezclaron separa-damente en el mismo mezclador. Se aplicó control de mezclado dinámico a algunos de los lotes. Los lotes control no tuvieron control de mezclado dinámico. Los datos de las Tablas 5 y 6 ilustran los polimeros base y el sistema de cura y una comparación de las propiedades reométricas y otras propiedades físicas de los productos resultantes con y sin control de mezclado dinámico. Los datos ilustran un control más estrecho de todos los parámetros probados cuando se empleo control de mezclado dinámico . Mientras que la invención se hei descrito en la presente con referencia a las modalidades preferidas, debe entenderse que no se intenta limitar la invención a las formas específicas descritas. Al contrario, se intenta cubrir todas las modificaciones y formas alternativas que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención.
TABLA 5 Polímero base EPDM** Sistema de cura Azufre Mezcla Sin Desviación Con Desviación Sin Cp Con Cp dinámica Estándar Estándar Rheo Ml* 0.16788 0.13595 3.604 3.678 Ts2 0.07797 0.04068 2.197 4.097 Tc50 0.08256 0.04675 2.030 3.565 Tc90 0.08021 0.06211 2.231 2.683 MH 0.39083 0.22217 4.396 7.502 Viscosidad Mooney 0.61618 0.35201 4.015 4.735 Tostación 1.48135 0.75232 1.284 2.658 Tensión 100.95676 156.34473 1.877 0.863 Polímero base CPE*** Sistema de cura Sin Azufre Mezcla Sin Desviación Con Desviación Sin Cp Con Cp Dinámica Estándar Estándar Rheo Ml* 0.19384 0.36936 1.71963 0.90246 Ts2 0.04296 0.17196 2.71570 0.67845 Tc90 0.26930 0.10148 0.62 1.61 MH 1.15705 0.90299 1.15236 1.47658 Viscosidad Mooney 1.01095 0.59397 2.45 4.21 Polímero base CPE*** Sistema de cura Sin Azufre Mezcla Sin Desviación Con Desviación Sin Cp Con Cp Dinámica Estándar Estándar Rheo Ml* 0.21617 0.14772 1.54200 2.25652 Ts2 0.06253 0.05095 1.865771 2.28983 Tc90 0.09282 0.56221 1.79 0.30 MH 1.23492 0.44279 1.07970 0.92414 Viscosidad Mooney 0.54949 0.26000 4.55 9.62 Tensión 63.40391 47.37615 0.799 1.759 Polímero base Caucho Natural Sistema de cura Azufre Mezcla Sin Desviación Con Desviación Sin Cp Con Dinámica Estándar Estándar Rheo Ml* 0.35688 0.29187 1.03 1.26 Ts2 0.25606 0.24904 1.95 2.01 Tc90 0.23574 0.26718 1.77 1.56 MH 1.07417 0.67803 1.40 2.21 Viscosidad Mooney 1.36508 2.92742 1.22 0.85 Tostación 1.44579 0.73073 0.92 1.83 Tensión 233.61697 122.40745 0.86 1.63 Polímero base NBR**** Sistema de cura Azufre Mezcla Sin Desviación Con Desviación Sin Cp Con Cp Dinámica Estándar Estándar Rheo Ml* 0.44929 0.28036 2.22 3.57 Ts2 0.05161 0.04892 1.94 2.07 Tc90 0.06350 0.06874 8.06 8.62 MH 1.44884 0.93320 1.27 1.96 Viscosidad Mooney 1.93587 2.35968 2.02225 1.62500 Tensión 93.939135 125.01648 1.95 1.47 Polímero base NBR**** Sistema de cura Sin cura Mezcla Sin Desviación Con Desviación Sin Cp Con i Dinámica Estándar Estándar Viscosidad Moon< sy 2.49259 3.26785 1.16025 0.81600 * Ml = Par de torsión mínimo; Ps2 = Tiempo del par de torsión para alcanzar dos pulgadas en. libras; Ts90= Tiempo para alcanzar 90% de la cura total; MH = Par de torsión máximo. ** EPDM = copolímero de etileno-propileno-dleno monómero *** CPE = polietileno clorosulfonado **** NBR = caucho de acrilonítrilbutadieno TABLA 6 Base Caucho Natural NBR* EPDM** CPE*** Cura Azufre Azufre Azufre Sin Azufre Desv. Est. ZP Des ÍV. Est. CF Desv. EST: . CP Desv. Est. CP Rheo MI i T i t i T i/t Ts2 i t i t i f Í/Í vt Ts90 t i t t i t l/t t/i MH i f i t i t l/T t/i Mooney t i t i i t i/i t/T Mooney i t NC )* * -k * ND i t ND ND i snsi zn i r t 4 t i ND I ti 't * NBR caucho de acrilonitrilbutadieno ** EDPM copolímero etileno-propileno-dieno monómero *** CPE polietileno clorosulfonado 15 **** ND no hecho

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema para conf rolar la mezcla de una composición que comprende un material polimérico y materiales" aditivos en un mezclador interno que tiene al menos un rotor de mezclado de velocidad variable montado para rotación en una cámara de mezclado, y un ariete montado para movimiento de deslizamiento en un pasadizo que abre dentro de la cámara de mezclado por la cual se puede aplicar una presión variable a los materiales en la cámara de mezclado, y un control de mezclador para controlar la velocidad del rotor y la presión del ariete, el sistema comprende: un sistema de control de proceso en comunicación electrónica con el control del mezclador; un detector de temperatuia para medición continua en- tiempo real de la temperatura de un lote de la composición en la cámara de mezclado durante un ciclo de mezclado, el detector de temperatura está en comunicación electrónica con el sistema de control de proceso para transmitir- en tiempo real un valor al sistema de control del proceso- que representa la temperatura instantánea del lote; ~~ caracterizado porque: el sistema de control de proceso está programado para almacenar un rango de temperatura de referencia predeterminado que representa un rango de valores de temperatura de lote en tiempo real permi-ibles durante el ciclo de mezclado; el sistema de control de proceso se . programa adicionalmente para recibir la señal electrónica que representa el valor de temperatura de lote en tiempo real y para—comparar el valor de temperatura del lote en tiempo real recibido con el rango de temperatura de referencia almacenado; el sistema de control del proceso se programa adicionalmente para indicar una temperatura aceptable cuando el valor de temperatura del lote en tiempo real recibido caiga dentro del rango de temperatura de referencia almacenado; el sistema de control de proceso se programa adicionalmente para señalar al control del mezclador cambiar por lo menos la velocidad del rotor o la presión del ariete cuando el valor de temperatura del lote en tiempo real recibido caiga fuera del rango de temperatura de referencia almacenada durante un periodo predeterminado de tie-mpo.
  2. 2. Un proceso para controlar la mezcla de una composición que comprende un material polimérico y materiales aditivos en un mezclador interno que tiene al menos un rotor de mezclado de velocidad variable montado para rotación en una cámara de mezclado y un ariete montado para movimiento de deslizamiento en un pasadizo que abre dentro de la cámara de mezclado por el cual una presión variable puede aplicarse a los materiales en la cámara de mezclado, y un control del mezclador para controlar la velocidad del rotor y la presión del ariete, el proceso comprende: (aj introducir cada uno de los materiales aditivos y poliméricos que van a mezclarse como lote dentro de la--cámara de mezclado en intervalos apropiados después del -inicio de un ciclo de mezclado; (b) iniciar una etapa de control en un tiempo predeterminado durante el ciclo cié mezclado, la etapa de control comprende: (I) proporcionar un sistema de control de proceso en comunicación electrónica con el control del mezclador; (II) proporcionar un detector de temperatura en comunicación electrónica con el sistema de control de proceso para detectar la temperatura del lote; (III) detectar continuamente la temperatura del lote en tiempo real durante el ciclo de mezclado; (IV) transmitir continuamente la señal electrónica que representa el valor de temperatura del lote en tiempo real detectado al sistema de controi de proceso; y (V) controlar la temperatura del lote en tiempo real durante el ciclo de mezclado, caracterizado porque: el sistema de control de proceso está programado para almacenar un rango de temperatura de referencia predeterminado que representa un rango de valoras de temperatura de lote en tiempo real permisibles durante el ciclo--- de mezclado; el sistema de control de proceso se programa adicionalmente para recibir la señal electrónica que representa el valor de temperatura de lote en tiempo real y para comparar el valor de temperatura del lote en tiempo real recibido con el rango de temperatura de referencia almacenado; el sistema de control de proceso se programa adicionalmente para indicar una temperatura aceptable cuando el valor de temperatura de lote en tiempo real recibido caiga dentro del rango de temperatura de ?-eferencia almacenado y el sistema de control de proceso se programa adicionalmente para señalar al control del mezclador cambiar por lo menos la velocidad del rotor o la presión del ariete cuando el valor de temperatura del lote en tiempo real recibido caiga fuera del rango de temperatura de referencia almacenado durante un periodo predeterminado de tiempo.
  3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el rango de temperatura de referencia predeterminado almacenado en el sistema de control de proceso está proporcionado por (a) la mezclado de un número seleccionado de lotes experimentales de la composición (b) durante la mezcla de cada uno de los lotes experimentales, analizar la temperatura en el mezclador en tiempo real y proporcionar un perfil de temperatura en tiempo real d-e la- temperatura versus el tiempo de mezclado; (c) después que la mezcla se completa, determinar la calidad de la mezcla, valorando una propiedad fisica de cada composición; (d) seleccionar perfiles de temperatura en tiempo real para las composiciones que tienen- una calidad de mezclado aceptable; (e) programar el sistema de control de proceso con los perfiles de temperatura en tiempo real seleccionados para proporcionar el rango de temperatura de referencia predeterminado almacenado que representa el rango de los valores de temperatura de lote en tiempo real permisibles durante el ciclo de mezclado.
  4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la propiedad fisica se selecciona del grupo que consiste esencialmente de las propiedades reóinétricas, dispersión del relleno, viscosidad, porcentaje de cura, fuerza de tensión y las combinaciones de los mismos
  5. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque las etapas de entre (e) comprende adicionalmente las etapas de promediar los perfiles de temperatura en tiempo real seleccionados para proporcionar un perfil de temperatura en tiempo real promedio, y seleccionar las desviaciones minima y máxima predeterminada del promedio para proporcionar los límites de tolerancia mínima y máxima del rango de temperatura de referencia predeterminada
  6. 6. El proceso de conformidad con la réivindicaciórf 2, caracterizado porque el rango de temperatura de-- referencia predeterminado almacenado en el sistema de control de proceso está proporcionado por (a) la mezcla de un número seleccionado de lotes de la composición; (b) durante la mezcla d< cada uno _ de --los lotes, analizar la temperatura en el mezclador en tiempo real y proporcionar un perfil de temperatura en tiempo real de la temperatura versus el tiempo de mezclado para proporcionar una pluralidad de perfiles de temperatura de lote en tiempo real; (c) sobre poner la pluralidad de perfiles de temperatura de lote en tiempo real para proporcionar una traza del perfil de temperatura; (d) establecer temperaturas aceptables en tiempo real máxima y minima de la traza; (e) programar el sistema de control de proceso con las--- temperaturas aceptables mínima y máxima en tiempo real para proporcionar el rango de temperatura de referencia predeterminado almacenado que representa el rango de valores de temperatura de lote en tiempo real permisibles- durante el ciclo de mezclado.
MXPA/A/2000/004161A 1997-11-06 2000-04-28 Control dinamico de mezclador en procesamiento de plasticos y caucho MXPA00004161A (es)

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