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Verfahrenstechnik 8/2022

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Verfahrenstechnik 8/2022

MISCH- UND

MISCH- UND DISPERGIERTECHNIK PRODUKTIONSZEIT DEUTLICH REDUZIEREN Ein Baustoffhersteller hat in eine komplette Anlage zur Herstellung von Flüssigkunststoffen investiert. Die realisierte Prozessanlage verfügt über einen sehr hohen Automatisierungsgrad und ermöglicht eine sichere, effiziente und staubfreie Verarbeitung der Rohstoffe in einem geschlossenen System bei einer gleichzeitig stark verkürzten Lösezeit. Der Misch- und Dispergiertechnik-Anbieter Ystral hatte von einem international agierenden Baustoffhersteller den Auftrag erhalten, auf einer Fläche von max. 10 × 10 m eine komplette Anlage zur Herstellung von Flüssigkunststoffen zu realisieren. Die Anlage sollte bei möglichst geringem Rohstoff- und Personaleinsatz eine gleichbleibende Produktqualität erzielen und eine sichere, schnelle Verarbeitung der hoch explosiven Lösemittel ermöglichen. Der zeitintensivste Prozessschritt bei der Herstellung der Flüssigkunststoffe – momentan werden auf der Anlage verschiedene Abdichtungsharze hergestellt – ist dabei das Lösen von PMMA (Polymethylmethacrylat) in leicht entzündlichem MMA (Methacrylsäuremethylester). Bei konventionellen Herstellungsverfahren, bei denen das Allzweckharz PMMA von oben in einen offenen Prozessbehälter mit der Lösemittelvorlage geschüttet wird, ist das Lösen von PMMA in MMA sehr zeitaufwändig. Es bilden sich Klumpen, die über mehrere Stunden hinweg wieder aufgelöst werden müssen. DISPERGIEREN MIT VAKUUM Mit der Vakuumexpansionstechnologie von Ystral lässt sich eine Klumpenbildung vermeiden: Die Partikel des PMMA werden durch einen exakt in der Benetzungszone des Inline-Dispergierers geschaffenen hohen Unterdruck in die Lösemittelvorlage eingesaugt, separiert sowie unter Vakuum einzeln vollständig benetzt und dispergiert. Auf diese Weise kann das PMMA in der Flüssigvorlage viel schneller gelöst werden. „Mit der Vakuumexpansionsmethode konnte die Produktionszeit zur Herstellung der Flüssigkunststoffe von acht Stunden bei einer Vorgängeranlage auf bis zu 30 Minuten verkürzt werden“, berichtet Denis Hunn, Anwendungsund Verfahrenstechniker bei Ystral. Das Herzstück der Anlage besteht aus zwei identischen Prozessbehältern mit einer Ansatzgröße von 3,25 m 3 , zwischen denen eine Ystral-Conti- TDS-Pulver benetzungs- und Dispergiermaschine verbaut ist, die die Feststoffe einsaugt und im Loop an jeweils einem der beiden Behälter betrieben 30 VERFAHRENSTECHNIK 2022/08 www.verfahrenstechnik.de

TRENDTHEMA POWTECH wird. In einem Behälter wird dabei die stets gleiche Grundrezeptur mit MMA, PMMA, Paraffinwachs und Aluminiumhydroxid hergestellt. Diese wird dann in den anderen Behälter umgepumpt, wo über die Zugabe von Farbpigmenten und anderen Feststoffen die gewünschten spezifischen Produkteigenschaften eingestellt werden, während im ersten Behälter bereits der nächste Ansatz vorbereitet wird. HOMOGENISIERUNG MIT LEITSTRAHLMISCHERN Die Verwendung von zwei Prozessbehältern erhöht die Wirtschaftlichkeit der Anlage und verringert zugleich den Reinigungsaufwand. Für die Homogenisierung sind in den Prozessbehältern zwei Ystral-Leitstrahlmischer verbaut, die nach dem Rotor-Stator- Prinzip eine hohe Umwälzleistung erzeugen und dabei nicht nur eine schnellere, sondern auch eine wesentlich homogenere Durchmischung als konventionelle Rührwerke ermöglichen. Der Platzbedarf dieser für den Baustoffhersteller realisierten Anlage beträgt 9 × 8 × 6 m. Zu dieser kompakten Bauweise trug auch der Umstand bei, dass die hergestellten Abdichtungsharze direkt im Prozessbehälter eingefärbt werden können und damit ein separater Behälter für das Einbringen der Farbpigmente eingespart werden konnte. Möglich macht dies die leichte Reinigungsfähigkeit der Anlage: Behälter und Maschinen, aber auch Rohrleitungen oder Ventile von Ystral sind nach den Prinzipien des Hygienic Designs konstruiert und CIP-fähig. STAUBFREIES EINARBEITEN DER FESTSTOFFE Über zwei Big-Bag-Entleerstationen, eine Sack-Entleerstation sowie einen mobilen Kleinmengenbehälter werden die Feststoffe mit einem angeschlossenen Saugschlauch staubarm in die Lösemittelvorlage eingesaugt und gleichzeitig benetzt. Für den Baustoffhersteller war das staubarme Einarbeiten der Feststoffe insbesondere aufgrund der als Anti-Absetzmittel eingesetzten hochdispersen Kieselsäuren von Bedeutung, die eine sehr große spezifische Oberfläche aufweisen und stark staubend sind. Ein staubfreier Pulvereinzug bringt dabei nicht zuletzt hinsichtlich der Rohstoffausnutzung Vorteile mit sich: Während bei einer Zugabe des Pulvers über eine Schütte von oben mit Absauganlage immer ein Teil der Feststoffe verloren geht, kann bei dieser Prozessanlage der komplette Gebindeinhalt genutzt werden. Bei Prozessanlagen von Ystral erfolgt die Verarbeitung der Rohstoffe bei geschlossenem Prozessbehälter. Lösemittelemissionen können damit gezielt in eine Lösemittelaufbereitungsanlage abgeführt werden. Eine unkontrollierte Lösemittelexposition in der Umgebung – wie sie bei einer Zugabe der Feststoffe von oben auch bei einer über dem Behälter liegenden Absaugvorrichtung nicht komplett vermieden werden kann – ist somit ausgeschlossen. Inline-Pulverbenetzungsund Dispergiermaschine Conti-TDS Als Steuerung kommt bei dieser Anlage das Ystral Control System (YCS) Professional+ zum Einsatz. Das Dosieren und Eintragen der Flüssigkomponenten und Feststoffe erfolgt dann vollautomatisch. „Durch den hohen Automatisierungsgrad der realisierten Anlage ist ein unerwünschter Bedienereinfluss auf das Endprodukt vollständig ausgeschlossen und jeder einzelne Prozessschritt ist exakt reproduzierbar“, erläutert Hunn. Mittelfristig sollen auf der Anlage statt der bisher drei bis zu 100 Rezepturen verarbeitet werden. Bilder: Ystral, Miastendal – stock.adobe.com www.ystral.de AUTOR Dr.-Ing. Hans-Joachim Jacob, Ystral GmbH Maschinenbau + Processtechnik, Ballrechten-Dottingen CONTI-TDS AUF YOUTUBE www.bit.ly/Ystral-TDS BRANDSCHUTZ made in Germany Unser Schutzkonzept – spezifisch für Ihre Prozesse von der Absauganlage bis zum Zerkleinerer. www.tbelectronic.eu Wir beraten Sie gern. POWTECH | Stand 3-364 WE HAVE THE RIGHT SOLUTIONS FOR ALL APPLICATIONS.