-
Schneckenpresse zur Vorentwässerung und trocknung von Synthesekautschuk
Es ist bekannt, Synthesekautschuk in Bandtrocknern oder in Extrudern zu trocknen.
Dabei eignen sich Schneckenmaschinen oder Extruder zur Trocknung insbesondere solcher
Synthesekautschuke, die sich aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften auf den
dblichen Warmluft-Band trocknern schwer oder gar nicht trocknen lassen.
-
Die Trocknung des Synthesekautschuks umfaßt zwei Verfahrensstufen,
und zwar einmal die mechanische Vorentwässerung und zum anderen die thermische Trocknung.
Zur Vorentwässerung eignen sich z,B. Vibrationssiebe, Abquetschrollen, Drehzellenfilter,
Zentrifugen und Schneckenmaschinen. Da die mechanische Vorentwässerung wesentlich
billiger als die thermische Trocknung ist, werden möglichst hohe Entwässerungsgrade
angestrebt. Die höchsten Drucke und damit die besten Entwässerungseffekte lassen
sich mit Schneckenmaschinen erreichen. Bei den Entwässerungsschnecken drückt die
Förderschnecke das zu entwässernde Produkt durch ein Stauorgan, das als Rückfördergewinde,
als Lochscheibe oder als Konusteil, der aus zwei ineinanderlaufenden, gegebenenfalls
mit Rillen versehenen Konen besteht, ausgebildet sein kann.
-
Die Förderschnecke ist von einem mit schmalen Schlitzen versehenen
Korb, dem sogenannten Seiher, umgeben. Durch diese Schlitze tritt das abgequetschte
Wasser aus. Eine besondere 12/63 3 Zeichnungen
Formgebung der Schlitze
verhindert weitgehend einen Produktaustritt, wenngleich sich ein Verkleben des Seihers
durch geringe Anteile durchgepreßten Produkts auf die Dauer nicht vermeiden läßt.
Dies führt zu einer zeitlich weder fixier- noch kontrollierbaren Abnahme des Entwässerungsgrades.
Aus diesem Grund muß die Maschine in entsprechenden Zeitabständen gereinigt werden.
-
Die Trocknung im Extruder kann auf zwei Wegen erfolgen. Einmal durchläuft
der in dem Extruder laufend durch Reibung und Konvektion erhitzte vorentwässerte
Kautschuk mehrere Entspannungszonen, in denen der Wasserdampf entweicht. Dieses
Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß aus den Ausdampföffnungen Produkt austritt,
das an den heißen Entgasungselementen haften bleibt, sich dort infolge der Temperatureinwirkung
zersetst und somit eine Verschmutsungsgefahr für den Kautschuk bildet; gleichzeitig
verkleben dadurch allmählich die Ausgasöffnungen.
-
So hat man verschiedentlich - meistens jedoch vergeblich - -versucht,
diesen Produktaustritt durch Verwendung von Freihalteschnecken, durch Erhöhung der
Zahl der Schnecken und durch geeignete Wahl des Drehsinns der Schnecken zu verhindern.
Vorteilhaft gestalten sich diese Verfahren unter Verwendung von Vorrichtungen mit
Ausdampföffnungen dadurch, daß man durch Messen der Dampfzustände der entweichenden
Dämpfe den Trockenvorgang kurzfristig sehr genau verfolgen kann, womit eine Regelung
bzw. Steuerung des Trockenvorganges ermöglicht wird. Man hat auch bereits Vorentwässerung
und Trocknung in einer Vorrichtung, die mehrere Ausgasöffnungen aufweist, vorgenommen.
Ein energetischer Nachteil dieser Trocknungsverfahren ist Jedoch, daß die Wärme-Energie
des heiß austretenden trockenen Kautschuks fllr den Trockenvorgang nicht genutzt
wird.
m anderen können die Nachteile dieser Arbeitsweise unter Ausnutzung
der Tatsache umgangen werden, daß unter Druck erhitzte8 Wasser beim Entspannen explosionsartig
verdampft.
-
Bei dieser als Expandertrocknung" bekanntgewordenen Verfahrensweise
wird der vorentwässerte Kautschuk unter Druck so lange erhitzt, bis die aufgenommene
Energie ausreicht, das Wasser bis auf einen Gehalt von weniger als 0,5 ffi zu verdampfen.
Dabei muß darauf geachtet werden, daß der auf den Kautschuk ausgeübte Druck immer
über dem Siededruck des Wassers liegt, da es andernfalls schon in der Maschine zu
Verdampfungen kommt.
-
Es ist einzusehen, daß bei dieser Verfahrensweise die im Kautschuk
enthaltene Wassermenge für dessen Aufreißen und Trocknung eine bedeutsame Rolle
spielt. Da das "Expanderverfähren" ein radial geschlossenes Gehäuse voraussetzt,
ist es aus meßtechnischen Gründen nicht möglich, die Feuchtigkeit kurzfristig wie
bei den Maschinen mit Entgasungsöffnungen zu bestimmen. Man muß daher das Verfahren
in der Weise durchführen, daß man zunächst in einer Maschine vorentwässert und mit
kontrollierbarer Feuchte in die Expandermaschine einführt.
-
Die Kenntnis des Feuchtigkeitsgehaltes ist für die Temperatureinstellung
besonders wichtig, da der Kautschuk sowohl ausreichend trocken als auch ohne Schädigung
durch zu starke thermische Beanspruchung die Trockenvorrichtung verlassen soll.
-
Es wurde nun gefunden, daß man Synthesekautschuk unter Vermeidung
der vorgenannten Nachteile in vortmlhafterer Weise vorentwässern und trocknen kann,
wenn man dazu eine Schnekkenpresse mit einer oder mehreren Schnecken zum mechanischein
Voreatwässere von Synthesekautschuk in - hintereinandergeschaltet
-
einer drucklosen und einer mit Druck beaufschlagten Stufe und zum thermischen Trocknen
mittels Expansionstrocknung einsetzt, bei der das Schneckengehäuse am Trichter (5)
mit einem die Schneckenwelle (1) halb'umschliesenden Bodenseiher (6) ausgerüstet
ist, daß der sich in Förderrichtung anschließende Gehäuseabschnitt als Rundseiher
(7) und der folgende Gehäuseabschnitt (8) geschlossen, aber innen mit axial verlaufenden
Flüssigkeitsrückströmkanälen (16) versehen und von außen beheizbar ausgeführt ist,
während der sich nun anschließende Gehäuseabschnitt als an sich bekannter, geschlossener
ebenfalls von außen beheizbarer, mit einem verengten Produktaustrittsquerschnitt
versehener Schneckenzylinder ausgebildet ist und daß die Schnecke in an sich bekannter
Weise mit verschiedenen Gewindeabschnitten ausgestattet ist, wobei vom Trichter
(5) her bis zum 3nde des Gehäuseabschnittes (8) die Schnecke mit einem Fördergewinde
(2) ausgerüstet ist, dem sich als Drosselorgan ein kurzer Abschnitt eines Rückfördergewindes
(3) und dann wieder bis zum Schneckenende hin ein Fördergewinde (4) anschließt.
-
Mit dieser Schneckenpresse lassen sich Synthesekautschuke aufarbeiten,
die durch Polymerisation von Dienen, z. B. 3utadien und dessen Derivaten, wie Isopren
oder 2-Chlorbutadien, oder durch Mischpolymerisation von Dienen und olefinisch ungesättigten
Monomeren, z.B. Butadien/Styrol, Butadien/Acrylnitril, erhalten werden können. Auch
kautachukartige Mischpolymerisate auf Basis olefiniach ungesättigter Monomerer,
wie beispielsweise Äthylen/Propylen-Kautschuke, die zudem noch geringe Anteile an
Dienen, z03. Biscyclopentadien, einpolymerisiert enthalten, können danach aufgearbeitet
werden.
-
Die mechanische Abtrennung des größeren Teiles der FlAesigkeit aus
dem Synthese-Kautschuk-Wasser-Gemisch erfolgt in
der radial nicht
geschlossenen, sogenannten Seiherzone, durch deren Öffnungen das zu entfernende
Wasser austreten kann. Bei dem Transport des Kautschuks durch die Schneckengänge
entstehen Scherkräfte, die den Kautschuk örtlich begrenzt unter Druck setzen, so
daß die an dem Kautschuk anhaftende Oberflächenfeuchtigkeit und ein Teil der Eapillarfeuchtigkeit
entfernt wird. Verfahrenswesentlich ist dabei, daß sich in dieser Zone kein Druck
aufbaut, wozu nachfolgende Bedingungen erfüllt sein müssen: 1.) Die Schneckengänge
dürfen nur teilweise gefüllt sein, d. h. die effektiv mögliche Fördermenge - entsprechend
dem Produkt aus dem pro Umdrehung verdrängbaren Volumen pro Steigung multipliziert
mit der Umdrehungszahl pro Zeit ein heit - muß größer als die zu fördernde Produktmenge
sein.
-
2.) Die Schneckenstege dürfen auf das von der Flüssigkeit zu befreiende
Gemisch nur Kräfte in Umfangsrichtung, nicht aber in radialer Richtung, ausüben.
Dies wird durch die in Figur 2 dargestellten Schneckenstege erreicht, bei denen
die sogenannte Schubkante, d.h. die - in Drehrichtung gesehen - hintere Kante senkrecht
zu der Drehrichtung steht.
-
3.) Zwischen dem Außendurchmesser der Schneckenstege und dem Seiher
muß ein Spiel von mindestens 1 mm herrschen.
-
Auf diese Weise ist es möglich, Synthesekautschuk-Wasser-Gemische
durch die Seiherzone zu fördern und dabei gleichzeitig das Wasser abzuquetschen,
ohne daß Kautschukteile, deren geometrische Abmessungen größer als die Seiherabmessungen
sind, durch die Öffnung des Seihers hindurchgepreßt werden und damit zum Verkleben
und Verstopfen des Seihers führen. Kautschukteile, deren geometrische Abmessungen
kleiner als die Öffnungen des Seihers sind, werden durch diese hindurchgespült.
-
Die Art und Weise der Ausbildung der Seiheröffnungen hängt stark von
den Eigenschaften des Produktes ab. So werden sie
z. B. bei der
Entwässerung von Synthesekautschuk als lange, schmale Schlitze mit Spaltbreiten
von 0,15 bis 2 mm ausgebildet, während man bei pulverförmigem Gut mehr oder weniger
feine Siebe mit Maschenweiten von 80 bis 1000 p wählt, die in geeigneter Weise mechanisch
abgestützt werden.
-
Die weitere Entfernung des Wassers erfolgt in einer radial geschlossenen
Zone steigenden Drucks, die sich unmittelbar an die Seiherzone anschließt. Erhöht
man den auf das Synthesekautschuk-Wasser-Gemisch wirkenden Druck, so steigert sich
die Menge an aus dem Gemisch abgetrenntem Wasser, da das Gleichgewicht Wasser-Synthesekautschuk
zur Synthesekautschuk-Seite hin verschoben wird. Das abgetrennte Wasser wandert
in Bereiche niederen Druckes, in denen der Kautschuk mehr Wasser aufnehmen kann.
Es tritt also in der so gestalteten Schneckenpresse eine der mittleren Transportgeschwindigkeit
des Kautschuks entgegengerichtete Wass-erströmung auf.
-
Der maximal mögliche Abquetschgrad bei einem bestimmten Druck wird
erreicht, wenn die Rückströmungsgeschwindigkeit des Wassers in Richtung des Partialdruckgefälles,
das gleichzeitig dem absoluten Druckgefälle entspricht, gleich der mittleren Transportgeschwindigkeit
des Kautschuks ist. Der einem bestimmten Abquetschgrad entsprechende Druck ist einmal
eine Funktion der durch die chemische Zusammensetzung, s. B. bei Polymerisaten,
durch Menge und Art der Monomeren, Emulgatoren, Füllstoffe bedingten physikalischen
Eigenschaften des Kautschuks, z. B. die Kohäsionskraft zwischen Kautschuk und Wasser,
die Form und Größe der Kapillaren, die Festigkeit des Kautschuks gegenüber Verformungen,
somit Änderungen der Kapillarabmessungen und zum anderen von den geometrischen Daten
und der Leistung der Maschine abhängig.
-
Der zur Erreichung eines bestimmten Abquetschgrades erforderliche
Druck wird durch ein Stau- bzw. Drosselorgan erreicht,
d. h. durch
Organe, die dem Durchfluß des Kautschuks einen Widerstand entgegensetzen und somit
einen bestimmten -Druck erforderlich machen, um diesen Widerstand zu überwinden.
-
Als Drosselorgane sind vorzugsweise zwei Arten von Vorrichtungen in
gleichem Maße geeignet. Einmal kann das die Schnekkenwellen umgebende Gehäuse am
Austragsende durch eine sogenannte Lochplatte oder einen Lochring abgeschlossen
werden, auf denen eine bestimmte Anzahl von Löchern mit bestimmten Durchmessern
angeordnet ist.
-
Die wichtigsten Parameter dieser Lochplatte bzw. dieses tochringes
sind der freie Ouerschnitt aller Löcher, der Lochdurchmesser und die Lochtiefe.
Während mit steigender Lochfläche der Widerstand sinkt, steigt sowohl mit steigender
Lochtiefe als auch mit abnehmendem Lochdurchmesser der Widerstand pro Flächeneinheit.
Ob Lochringe oder Lochplatten eingesetzt werden, hängt von rein maschinentechnischen
Gegebenheiten ab. So braucht z. B. bei einseitig gelagerten Maschinen die Welle
nicht durch das Stauorgan zu ragen; mithin ist eine Lochplatte geeignet. Dagegen
muß bei zweiseitig gelagerten Maschinen die Welle durch das Stauorgan ragen, so
daß als Stauorgan nur ein Lochring infrage kommt.
-
Zzm anderen eignen sich als Drosselorgane Rückfördergewinde, worunter
Gewinde verstanden werden, die das zu fördernde Gemisch in einer der von den Fördergewinden
hervorgerufenen Strömung entgegengesetzten Richtung zu bewegen versuchen.
-
Auf diese Weise wird dem Durchpressen des Gemisches ein Widerstand
entgegengesetzt. Das Ausmaß dieses Widerstandes kann sowohl durch eine Veringerung
der Rückfördergewinde als auch durch eine Verringerung der Steigung erhöht werden.
-
Diesen Stauorganen ist gemeinsam, daß beim Auftreffen des Gemisches
auf die innere Staufläche jeweils der höchste Druck
herrscht, während
der Druck beim Verlassen des Stauorgans auf den Außendruck, im allgemeinen auf Normaldruck,
abfällt.
-
Verfahrenstechnisch sind die beschriebenen Arten von Drosselorganen
gleichwertig; sie haben also keinen unterschiedlimachen Einfluß auf den Ablauf des
Trocknungsprozesses.
-
Der zum Durchpressen des vom Wasser weitgehend befreiten Synthesekautschuks
durch die Drosselorgane erforderliche Druck muß von den Fördergewinden aufgebaut
werden. Die effektive Fördermenge eines Schneckengewindes setzt sich dabei aus der
theoretischen Fördermenge, die durch die pro Urldrehung verdrängte Menge, multipliziert
mit der Umdrehungszahl pro Zeiteinheit, gegeben ist, und dem durch den Gegendruck
entstehenden Rückstrom zusammen. Der Rtokstrom nimmt mit steigendem Gegendruck und
steigender Spaltenabmessung zu, während er mit steigender Schneckenlänge bei konstantem
Gegendruck abnimmt, da dann der Druckgradient kleiner wird. Das bedeutet einmal,
daß zur Erzielung eines bestimmten Gegendruckes bei einer gegebenen Schneckenausbildung
eine bestimmte Schneckenlänge erforderlich ist.
-
Zm anderen kann man bei gegebener Schneckenlänge den Gegendruck bzw.
den Druckgradient erhöhen, wenn man den RUckstrom, z. B. durch Vergrößerung der
Spaltabmessungen, erhöht.
-
Sc lie31ich läßt sich durch Erhöhung des Rückstromes die efletiv zurückfließende
Wassermenge vergrößern und somit der Abquetscheffekt wesentlich verbessern.
-
In den Abbildungen 1 bis 3 ist eine beispielhafte Ausfffhrungsform
der erfindungsgemäßen Schneckenpresse dargestellt.
-
Der zu entwässernde Kautschuk tritt durch den Trichter (5) in das
mit dem Bodenseiher (6) versehene Gehäuse ein, wird von den Fördergewinden (2) erfaßt
und gelangt in den Rundseiher (7). Bedingt durch die bei dem Transport auftretenden
Scherkräfte
wird bereits ein Teil des Wassers entfernt, ohllc daß sich in der Seiherzone, die
z. B. von dem Rundseiher (7) gebildet wird, ein für die Vorentwässerung wirksamer
Druck aufbaut. Durch den Seiher fließt das abgetrennte Wasser zum überwiegenden
Teil ohne wesentlichen Druckgradienten ab. Damit ist die Verstopfungsgefahr für
den Seiher beseitigt.
-
Der so vorentwässerte Kautschuk wird von den Förderschnecken (2) in
das radial geschlossene beheizbare Gehäuse (8) transportiert. Da das Produkt durch
die Stauorgane, z. B. die Rückfördergewinde (3), gepreßt werden muß, haben die Fördergewinde
(2) einen entsprechenden Druck aufgebaut. Durch diesen Druckaufbau wird mit steigendem
Druck das Gleichgewicht Feststoff/Flüssigkeit immer mehr zur Seite des Feststoffs
verschoben. Die abgequetschte Flüssigkeit stromt in Richtung des Druckgefälles,
das gleichzeitig dem Partialdruckgefälle der Flüssigkeit entspricht, zurück, kommt
in den Seiher (7) und tritt dort durch die Öffnungen aus. Um den Seiher drucklos
zu halten, muß das radial geschlossene Gehäuse die Förderschnecken (2) mindestens
bis zu der Stelle, an der der Druckaufbau beginnt, umschließen. Die Länge des geschlossenen
Gehäuseteiles in der Abpreßzone wird vornehmlich bestimmt durch die Schneckendrehzahl,
die Gewindesteigung der Fördergewinde und die Wirksamkeit der eingesetzten Staugewinde
(3). Dies kann Gehäuselängen erforderlich machen, die ein 10faches und mehr der
Schneckensteigung betragen. Um die Maschine möglichst kurz zu halten, ist es vorteilhaft,
durch die Anordnung von Längskanälen (16) die Rückströmung des Kautschuks in der
Druckzone zu erhöhen und dadurch den Druckgradienten zu verstärken (vgl. Schnitt
A - B in Figur 2). Die Zahl und Ausbildung der Längskanäle (16) ist sowohl von physikalischen
Eigenschaften des zu entwässernden Kautschuks als auch von deren Ausgangs- und Endfeuchtigkeit
abhängig.
-
Der die Stauzone verlassende vorentwässerte Kautschuk wird in, dem
direkt anschließenden radial geschlossenen Gehäuse (9) (Heizzone) durch Konvektion
und Reibungswärme auf die Temperatur erhitzt, die erforderlich ist, um das noch
vor-@ene Wasser nach dem Austritt aus der Lochplatte (10) unter Entspannen auf Normaldruck
zu verdampfen. An keiner Stelle der Heizzone (9) darf dabei der Druck unter den
Dampfdruck des Wassers absinken, da andernfalls durch Verdampfungen in der Maschine
Unregelmäßigkeiten beim Betrieb auftreten können. Aus diesem Grunde läßt man den
Druck in der maschine mit steigender Temperatur ansteigen. Die Austrittsöffnungen
der Lochplatte (10) müssen daher derart dimensioniert sein, daß der zum Durchpressen
des Kautschuks erforderliche Druck größer als der vor der Lochplatte herrschende
Dampfdruck ist.
-
Sobald in den Löchern der Lochplatte der Druck unter den Dampfdruck
sinkt, beginnt der Verdampfungsvorgang des Wassers. Der Kautschuk wird dabei aufgerissen
und verläßt die Lochplatte (10) als aufgerissener Strang, aus dem die Restfeuchtigkeit
durch die darin noch vorhandene Wärmemenge entwucht. Dies hat den Vorteil, daß der
Kautschuk schnell abgekühlt wird. Die austretenden Stränge können durch die rotierenden
Messer (11) in Stücke definierter Länge geschnitten werden und fallen auf eine Transportvorrichtung,
mit der sie z.B. zur Verpackungsanlage befördert werden und auf der noch die letzten
Feuchtigkeitsreste verdampfen. Dieser Vorgang kann noch durch ein Anblasen mit kalter
oder warmer Luft verstärkt werden. Als Transportvorrichtung kann z.B. ein Transportband,
eine Schwingmaschine oder eine pneumatische Transportvorrichtung eingesetzt werden.
-
Bei der Extrusion von Kunststoffen ist es allgemein üblich, aufgebaute
?I3rücken?I von aufgestautem Kunststoff mit Flügelrädern zu zerst@ören. Die Sicherstellung
konstanten Produkteinzugs
ist bei Kunststoffen gegeben, da deren
Deilchengrö-*e uorr,;nlerwcise erheblich unter den Schneckendimensionen liegt und
damit den Einzug nicht beeinflußt.
-
Bei der speziell für wasserfeuchte Kautschuktypen geeigneten Vorrichtung
handelt es sich um ein Flügelrad (13), dessen Flügel (15) (vgl. Figur 2) unter einem
bestimmten Winkel zu der Flügelradachse (14) angeordnet sind. Die geometrischen
Abmessungen des Flügelrades (13) sind Funktionen des zu entwässernden Kautschuks
und der Dimensionen der Schneckenpresse. Das in den Trichter (5) fallende Produkt
(Vgl. Figur 3) wird von den mit dem Winkel M zur Flügelradachse (14) angestellten
Flügeln (15) erfaßt und gegen die Förderschnecke (2) gedrückt. Durch die infolge
der Relativbewegung der Flügel (15) gegen die Förderschnecken (2) hervorgerufenen
Scherkräfte werden bereits örtlich Druckbeanspruchungen auf den Kautschuk ausgeübt,
die zu einer ersten Vorentwässerung führen können. Das hierbei ausgequetschte Wasser
kann durch den Bodenseiher (7) abfließen. Durch diese Einzugsvorrichtung wird sowohl
der Durchsatz erhöht, als auch die Einzugsamplitude geglättet, d.h. die eingezogene
Produktmenge pro Zeiteinheit konstant gehalten.
-
Die reibungslose Durchführung des Trocknungsprozesses setzt weiterhin
eine gleichmäßige Restfeuchtigkeit nach der Vorentwässerungstufe voraus. Dies bedeutet,
da3 der Seiher, aus dem das abgequetschte Wasser abfließt, mit der Zeit nicht verkleben
darf. Ein ständiges Preihalten des Seihers ist aber nur möglich, wenn in ihm kein
Druck herrscht, durch den das Produkt hindurchgepreßt wird. Genau diese Bedingung
wird mit den beanspruchten Vorrichtungen erfüllt.
-
Die Wirkungsweise der beanspruchten Schneckenpresse soll anband des
nachfolgenden Beispiels veranschaulicht werden. Die
Ausführungsbedingungen
selbst lassen sich entsprechend der Art @es zu trockneuden Kautschuks selbstverständlich
in vielfacher Weise variieren. So ist es erforderlich, bei der rooknung von beispelsweise
cis-1, 4-Polybutadien oder dem als"SBR" bekannten Butadien/Styrol-Ealtkautschuk
andere Trocknungsbe-Gingungen und Anordnungen in den Vorrichtungen zu wählen als
bei der Trocknung z.B. eines Terpolymeren auf Basis Äthylen/ Propylen. Die Änderungen
in den Vorrichtungen können beispielsweise sich erstrecken auf die Gesamtlänge der
Maschine, die Länge der Vorentwässerungszone, die in den einzelnen Zonen eingesetzten
Schneckenanordnungen, die Ausführung der Lochplatte, die in Lochzahl, Lochdurchmesser
und Gesamtaustrittsfläche unterschielich ausgeführt sein kann, sowie der Seiher,
bei denen Länge, Spaltweite und Ausführung der Spalt te variable sind.
-
Die erreichbaren Durchsatzwerte werden sowohl durch diese @nderungen
in den Vorrichtungen, als auch durch die Art des Elastomeren beeinflußt.
-
Beispiel In einem Doppelschneckenextruder vom Typ "ZSK" (Handelsbezeichnung
der Firma Werner und Pfleiderer, Stuttgart) befinden sich Subereinander angeordnete
Schnecken mit einem Außendurchmesser von 83 mm und einem Achsabstand von 76 mm bei
einer Gehäuselänge von 2410 mm. Die Länge des mit einem Bodenseiher (6) mit 2 mm
Spaltbreite und einem seitlich (vgl.
-
Figur 1) angeordneten Flügelrad (13) (Durchmesser: 167 mm) ausgestatteten
Einzugsteils beträgt 280 mm. Die Vorentwässerungszone besteht aus einem 120 mm langen
Rundseiher mit 2 mm Spaltweite und einem mit 20 atü Dampf beheizbaren 360 mm langen
Gehäuseteil mit 10 radial angeordneten Kanälen (16) von 10 mm Durchmesser. Darauf
folgt der zum Aufheizen des Kautschuks dienende Teil, bestehend aus geschlosseneun,
mit 20 atü Dampf beheizbaren Gehäuseteilen mit einer
Gesamtlänge
von 1650 mm. Die Förderschnecken (2) sind rechtsgängig, gängig geschnitten und haben
bei 120 mm Steigung eine Länge von 720 mm. Die folgenden Stauschnecken (3) haben
bei einer Länge von je 20 mm Steigungen von 60 und 30 mm und sind 3gängig mit Linksgewinde
geschnitten. Die sich anschlie-Benden Förderschnecken (4) sind 3gängig und rechtsgängig
und haben in Richtung des Produktflusses folgende Abmessungen: 320 mm Länge mit
120 mm Steigung, 880 mm Länge mit 80 mm Steigung, 120 mm Länge mit 60 mm Steigung,
100 mm Länge mit 50 mm Steigung und abschließend 40 mm Länge mit 40 mm Steigung.
-
Der Innenraum dieses Schneckenextruders wird abgeschlossen durch eine
Lochplatte mit 25 Rund löchern von 5 mm Durchmesser, vor der ein zweiflügeliges
rotierendes Messer angeordnet ist.
-
Zur Verarbeitung gelangt ein durch ionische Polymerisation in Hexan
hergestelltes Terpolymerisat aus Äthylen/Propylen/ Biscyclopentadien. Das Terpolymerisat,
dessen Mooneyplastizität ML-4 = 45 beträgt, fällt im Verlauf der durch Abtreiben
des Hexans in heißem Wasser durchgeführten Aufarbeitung in Form wasserfeuchter Krümel
an, die etwa 50 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf Feuchtgut, enthalten und einen
Durchmesser von 5 bis 10 mm haben. Die feuchten Kautschukkrümel, die eine Temperatur
von etwa 20 °C aufweisen, werden über eine Siebvorrichtung von der wäßrigen Phase,
in der die Aufarbeitung durchgeführt wurde, abgetrennt und in den Einzugsteil (5)
des Extruders eingeführt. Dort werden sie von den unter 45 ° zur Flügelradachse
angestellten Flügeln (15) des mit 52 UpM rotierenden Flügelrades (13) erfaßt und
den-Förderschnecken (2) zugeführt. Die Schnecken rotieren mit 175 UpM bei einer
Antriebsleistung von 51 KW. Die Feuchtigkeit
des Terpolymeren
fällt nach Burchlaufen-der drucklos betrieh@nen Selherzone auf etwa 30 %, bezogen
auf Feuchtgut, ab. Nach Durchlaufen der sich unmittelbar daran anschließenden, unter
Druck betriebenen Entwässerungszone beträgt der Feuchtigkeitsgehalt noch etwa- 9,5
%, bezogen auf Feuchtgut.
-
Der so vorentwässerte Kautschuk, der eine Temperatur von 85 °C aufweist,
wird in dem radial geschlossenen Gehäuseteil solange weiter erhitzt, bis seine Temperatur
bei einem Druck von 43 atü vor der Lochplatte 205 °C beträgt. Der Kautschuk tritt
sodann aus der Lochplatte aus, wobei sich das überhitze Wasser auf Normaldruck entspannt
und die Temperatur des Kautschuks auf 155 °C abfällt. Der Feuchtigkeitsgehalt des
granulierten Kautschuks fällt von nunmehr 0,8 %, bezogen auf die eingesetzten feuchten
Kautschukkrümel, im Verlauf der durch tuft bewirkten Abkühlung des Kautschuks auf
weniger als 0,5 . Der Durchsatz beträgt 390 kg/Stunde.
-
Mit den beanspruchten Schneckenpressen ist es möglich, mit vermindertem
Energieaufwand und geringeren Investitionskosten als bei den bisher üblichen Aufarbeitungsverfahren
die Trocknung von Synthesekautschuk durchzuführen, wobei die Durchführung von Vorentwässerung
und Trocknung in einer Maschine die Gewähr für ein verschmutzungsfreies Endprodukt
bietet.