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Stoffübergang beim Einsatz strukturviskoser Medien im Mehrwellen-Hochleistungsentgaser TFR

IGF-Nr. 13958 N

Bei der technischen Synthese von Kunststoffen verbleiben Restmonomere und andere niedermolekulare Substanzen im Produkt, die zur Erhöhung der Qualität entfernt werden müssen. Als Alternative zu den bisher eingesetzten Aggregaten wurde mit dem Mehrwellen-Hochleistungs-Entgaser TRF eine interessante Alternative entwickelt, dessen Entgasungsverhalten untersucht wurde.

Der Entgaser TFR mit einer Entgasungslänge von L = 2040 mm besitzt 10 dichtkämmende, gleichsinnig rotierende, vertikal und kreisförmig angeordnete Schnecken. Die Schnecken transportieren und vermischen das Produkt. Sie erzeugen dünne Schmelzefilme und ständig neue Oberflächen. Dies bewirkt eine optimale Entgasung mit kurzen Diffisionswegen und großen Oberflächen. Der Innenbereich des Schneckenbündels bildet die große Vakuumkammer zur Abscheidung der flüchtigen Komponenten aus der Polymerschmelze.

Für die Entgasungs-Versuche diente eine Gemisch aus Siliconöl M 60000 und Heptan, wobei der Heptan-Massenanteil im Eingang CM,E = 0,03 betrug. Bei einem Vakuum-druck von pv » 7 m bar war die Variationsbreite des Massenstroms 25 kg/h < < 45 kg/h, die Drehfequenz der Schnecken 25 min -1 < n < 45 min-1 und die Viskosität je nach Temperatur 50 Pa s < h < 60 Pa s. Die Messung der Heptankonzentration im Austritt CM,A erfolgte mit der Headspace-Gaschromatograpie.

Die Entgasungs-Versuche zeigten, daß viele Einzeldetails zur genauen Bestimmung der Versuchsdaten gelöst werden mußten. Nach Lösung dieser Aufgaben kann festgestellt werden, dass in der halbtechnischen Anlage bei den vorgegebenen Bedingungen immer Gleichgewichtswerte erreicht wurden und der TFR eine effiziente Entgasungs-Maschine ist. Um die Grenzen des neuartigen Entgasungsprinzips aufzeigen zu können, müssen der Durchsatz und/oder die Heptan-Konzentration erhöht werden. Dazu ist ein Umbau der vorhandenen Anlage mit zweigängigen Schnecken und vollständigem Ex-Schutz nötig. Hierfür sollten weitere Mittel bereitgestellt werden.

Forschungsstelle: Universität Paderborn, Institut für Energie- und Verfahrenstechnik, Mechanische Verfahrenstechnik und Umweltverfahrenstechnik
Leiter des Projektes: Prof. Dr.-Ing. Manfred H. Pahl
Laufzeit: 01.08.2003 – 31.05.2005
Betreut durch: AK 5


 

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 13958 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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