薄膜处理设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于处理粘性材料的薄膜处理设备，其包括：壳体，其具有可加热和/或可冷却的壳体壳，壳体壳包封沿轴向方向延伸的旋转对称的处理室；入口端口，其布置在壳体的入口区域中，以用于将待处理的材料供给到处理室中；出口端口，其布置在壳体的出口区域中，以用于从处理室排出材料；以及布置在处理室中的同轴延伸的可驱动转子轴，其用于在壳体壳的内面上产生材料膜，且用于将材料沿从入口区域朝向出口区域的方向输送，转子轴包括中央转子轴本体和布置在其圆周上的转子叶片，该转子叶片的径向最外端部离壳体壳的内面一定距离。根据本发明专利技术的薄膜处理设备的特征在于，在处理室中布置至少一个温度传感器，以用于测量材料膜的温度。

【技术实现步骤摘要】
薄膜处理设备
本专利技术涉及一种用于处理粘性材料的薄膜处理设备。
技术介绍
薄膜处理设备对本领域技术人员而言已经知道相当长的一段时间，且例如在粘性材料的蒸馏、浓缩、脱气以及干燥中使用。此外，薄膜处理设备也用于混合和其中至少暂时地获得粘性状态的反应，特别是例如聚合反应。薄膜处理设备的操作主要连续地实现。薄膜处理设备的子组由薄膜蒸发器构成。这些基于以下原理：通过将材料分布在温度可控的壳体壁的内面上的薄膜中，可获得高热流密度，由此最终可在单程中实现大的蒸发能力和高蒸发比。为了材料的分布，可特别地提供装有擦器元件的转子；附加配备有材料输送设施的适合的薄膜蒸发器对本领域技术人员而言已知，以牌号Filmtruder。
技术实现思路
呈Filmtruder的形式的薄膜处理设备例如在CH523087中描述，根据其，在可加热和/或可冷却的处理室中同轴布置具有管状本体的可驱动转子，在该管状本体的圆周上倾斜的导叶均匀地分布，且此外，沿轴向达到壳体壳的内面附近或接触内面的擦片布置在该管状本体上。在操作期间，待处理的材料由设定成旋转的刮片抓取，且分布在壳体的内壁上的薄膜中，而倾斜定位的导叶部分将移动分量给予检测到的材料，该移动分量指引朝向出口。DE10050997C1描述了另一薄膜蒸发器。此处，用于将引入物质分布在壳体的内侧上的设有刮刀元件的轴布置在加热室中，其中轴具有滑动地安装在轴承衬套中的轴承轴颈。除了在操作期间通常竖直定向的薄膜蒸发器之外，另外的薄膜处理设备对本领域技术人员而言为已知的，如例如大体上水平定向的薄膜干燥器。适合的薄膜干燥器在DE4117630中描述，根据其，在热交换器管内分别布置长形的带导叶转子，带导叶转子将待干燥的材料输送至热交换器管的内周向表面。此外，在WO2004/041420中公开了呈水平布置的混合设备的形式的薄膜处理设备，其中待混合的成分分布在中空柱状本体的内壁上的薄膜中，其中将成分通过转子叶片与中空柱状本体的内壁的相互作用而混合在一起。如提及的那样，薄膜处理设备设计成用于粘性材料的处理。具体而言，在温度敏感性材料的情况下，出现这方面的问题，然而，由于相对较高的粘度，故相对较大量的耗散能借助于转子轴引入到材料中。连同经由壳体壳引入的热量，这可导致其中热负荷可变得过高且因此材料可遭受损坏的情况。然而，为了高材料通过量，过程热应当对比地保持尽可能高。在薄膜蒸发器的情况下，例如，过程热应当因此保持尽可能高，以便确保最高可能的蒸发能力。此外，由于高的过程热，应当获得大的扩散系数，以便促进物质的运输。根据本专利技术而待实现的目的因此在于提供一种实现优化的过程管理的薄膜处理设备。特别地，借助于薄膜处理设备，过程热应当保持尽可能高，而同时可以可靠地防止待处理材料的过热。此外，借助于薄膜处理设备，可及早检测即将发生的过程干扰，以便采取校正动作，且以该方式优化过程管理。该目的由根据独立权利要求1的薄膜处理设备实现。优选的实施例在从属权利要求中描述。根据权利要求1，根据本专利技术的薄膜处理设备设计成用于粘性材料的处理，且包括具有可加热和/或可冷却的壳体壳的壳体，该壳体壳包封沿轴向方向延伸的旋转对称的处理室。处理室因此对应于壳体内部，其中材料因此经受适合的处理，特别是包含在材料中的物质成分的蒸馏、浓缩、脱气、干燥和/或反应。所述处理室大体上为柱状设计，尽管其可以可想到地或优选地设计成在出口侧端部区域中锥状地渐缩。薄膜处理设备还包括入口端口和出口端口，该入口端口布置在壳体的入口区域中，以用于将待处理材料供给到处理室中，该出口端口布置在壳体的出口区域中，以用于将材料从处理室排出。大体上，为了在壳体的出口侧端部区域中排出，布置了排出泵，优选齿轮泵。在薄膜处理设备的处理室中布置同轴延伸的可驱动转子轴，其用于在壳体壳的内面上产生材料膜，且用于将材料沿远离入口区域朝向出口区域的方向输送，转子轴包括中央转子轴本体和布置在其圆周上的转子叶片，该转子叶片的径向最外端部离壳体壳的内面一定距离。根据本专利技术，在处理室中布置至少一个温度传感器，以用于测量材料膜的温度。如下面结合对应的方法描述的那样，根据本专利技术的薄膜处理设备因此允许材料膜的温度局部地确定，且基于特定温度或特定温度曲线允许调节至少一个过程参数。具体而言，可有目的地调节壳体壳的温度控制，以便将过程热局部地设定至期望的值，其在薄膜蒸发的情况下典型地足够高，以确保高的蒸发能力，且足够低以不超过临界温度，待处理的材料的热诱导损坏可从该临界温度发生。为了期望的过程热的设定，壳体壳可借助于预热的热载体介质来加热或冷却。备选地或此外地，过程热的设定也可经由转子轴的几何形状和/或旋转速度来调节。最终，本专利技术因此允许确保稳定和可再现的操作且允许实现高质量产品的生产。如提及的那样，薄膜处理设备设计成特别用于粘性材料的处理。在本专利技术的意义内，“粘性材料”典型地理解为具有范围从1至50000Pa·s、特别是从50至15000Pa·s内的粘度的材料。优选地，根据本专利技术的待处理的材料至少暂时具有大于100Pa·s、更优选大于500Pa·s、最优选大于1000Pa·s的粘度，因为从该粘度水平，耗散现象强烈地增加，且本专利技术的优点表现特别强烈。粘度可例如利用根据DINISO1652：2013-02的旋转粘度计在材料的相应温度下确定。当然，在本专利技术中，共同地包括其中待处理的材料仅周期性地存在于粘性状态的薄膜处理设备。因此，也包含其中在处理期间材料转变成固体、可成颗粒或自由流动状态的薄膜处理设备。优选地，薄膜处理设备设计成用于物质混合物的热分离，且特别地以薄膜蒸发器、薄膜干燥器或薄膜反应器的形式存在。典型地，薄膜处理设备或薄膜蒸发器、薄膜干燥器或薄膜反应器具有蒸汽端口，单独的高挥发性物质成分可通过该蒸汽端口从处理室抽出。如下面陈述的那样，取决于材料和取决于材料的具体处理类型，不同的温度场在薄膜蒸发器中获得。因此，一方面，能够想到过程，其中温度最大值直接在薄膜蒸发器的材料出口之前获得，而另一方面，能够想到过程，其中在材料入口之后的温度一时升高，但从某一点开始温度又朝向材料出口降低，如可例如在其中存在闪蒸或相变的过程中发生的那样。为了以足够的精度确定温度场，根据特别优选的实施例，存在多个(即两个或更多个)温度传感器，其布置成在处理室的长度上分布，即，在待沿轴向方向由材料覆盖的路径之上。根据特别优选的实施例，温度传感器中的至少一些布置在转子轴上，优选地布置在中央转子轴本体上。与温度传感器布置在壳体壳上相比，该实施例的优点在于，温度的确定与壳体壳的热辐射去耦，该热辐射可篡改(falsify)材料膜的温度确定。因此，根据该实施例，可非常精确地确定材料膜的温度或各个区之间存在的材料膜的那些温度差，这最终允许对处理设备中进行的过程的最佳调节。此外，该实施例的优点在于，不必须对壳体壳进行装备修改。具体而言，不必须在壳体壳壁的内面上形成凹部，这例如在温度传感器布置在壳体壳壁上且必须因此从内面向后设定以便确保均匀的内面时将为必要的。此外，根据上述优选的实施例，温度传感器不必供给穿过由热载体介质流过的空间，且在该空间中温度传感器保持器也将因此由热载体介质环流。此处进一步优选的是，温度传感器中的至少一些布置在转子轴的区域中，在该区域处，在薄膜处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理粘性材料的薄膜处理设备(10)，其包括：壳体(12)，其具有可加热和/或可冷却的壳体壳(14)，所述壳体壳(14)包封沿轴向方向延伸的旋转对称的处理室(16)，入口端口(20)，其布置在所述壳体(12)的入口区域(18)中，以用于将待处理的材料供给到所述处理室(16)中，出口端口(24)，其布置在所述壳体(12)的出口区域(22)中，以用于从所述处理室(16)排出所述材料，以及布置在所述处理室(16)中的同轴延伸的可驱动转子轴(34)，其用于在所述壳体壳(14)的内面上产生材料膜，且用于将所述材料沿远离所述入口区域(18)朝向所述出口区域(20)的方向输送，所述转子轴(34)包括中央转子轴本体(46)和布置在其圆周上的转子叶片(50)，所述转子叶片的径向最外端部离所述壳体壳的内面一定距离，其中在所述处理室(16)中布置至少一个温度传感器(60)，以用于测量所述材料膜的温度。

【技术特征摘要】
2016.11.08 EP 16197654.31.一种用于处理粘性材料的薄膜处理设备(10)，其包括：壳体(12)，其具有可加热和/或可冷却的壳体壳(14)，所述壳体壳(14)包封沿轴向方向延伸的旋转对称的处理室(16)，入口端口(20)，其布置在所述壳体(12)的入口区域(18)中，以用于将待处理的材料供给到所述处理室(16)中，出口端口(24)，其布置在所述壳体(12)的出口区域(22)中，以用于从所述处理室(16)排出所述材料，以及布置在所述处理室(16)中的同轴延伸的可驱动转子轴(34)，其用于在所述壳体壳(14)的内面上产生材料膜，且用于将所述材料沿远离所述入口区域(18)朝向所述出口区域(20)的方向输送，所述转子轴(34)包括中央转子轴本体(46)和布置在其圆周上的转子叶片(50)，所述转子叶片的径向最外端部离所述壳体壳的内面一定距离，其中在所述处理室(16)中布置至少一个温度传感器(60)，以用于测量所述材料膜的温度。2.根据权利要求1所述的薄膜处理设备，其特征在于，所述薄膜处理设备设计成用于物质混合物的热分离，且特别地以薄膜蒸发器(100)、薄膜干燥器或薄膜反应器的形式、优选以薄膜蒸发器(100)的形式存在。3.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜处理设备，其特征在于，向所述至少一个温度传感器(60)分配信号线，以用于向外部信号处理设备传导利用所述温度传感器确定的信号。4.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜处理设备，其特征在于，存在多个温度传感器(60)，其布置成在所述处理室(16)的长度上分布。5.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜处理设备，其特征在于，所述温度传感器(60)的至少一部分布置在所述转子轴(34)上，优选布置在所述转子轴本体(46)上。6.根据权利要求5所述的薄膜处理设备，其特征在于，所述温度传感器(60)的至少一部分布置在所述转子轴(34)的区域中，在所述区域处在所述薄膜处理设备(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：H佩特斯，
申请(专利权)人：布斯SMS坎茨勒有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE