Door: Suurmond | Reactor Systems Zowel batchgewijs als continu doseren voor een uiterst nauwkeurig polymerisatieproces
Een leverancier van biologisch afbreekbare polymeren gebruikte tot dan toe de klassieke manier om te produceren. Een reactor werd gevuld met monomeren en katalysatoren/hulpstoffen. De reactor werd vervolgens geroerd om een polymerisatiereactie tot stand te brengen. Om dit proces te optimaliseren en/of te modificeren, werd gezocht naar een oplossing om monomeren gecontroleerd, zowel batchgewijs als continu, in de reactor te kunnen doseren.
Probleemstelling
De monomeren die in de reactor gedoseerd moeten worden, hebben een hoog smeltpunt en moeten bij 150°C – 200°C verwerkt worden. Bovendien varieert de viscositeit van 1 tot 1.000 mPa·s en zijn zowel de monomeren als de toegevoegde oplosmiddelen chemisch agressief. De gebruikte materialen moeten daarom corrosiebestendig zijn. Het geroerde vat moet onder druk (max. 5 barg) kunnen staan om te inertiseren. De beschikbare ruimte in de zuurkast is beperkt tot 450 x 600 x 1000 cm.
Eisen ten aanzien van het systeem dat door Suurmond is ontworpen:
- Een geroerd vat van ~2 liter dat onder stikstof (tot 5 barg) en vacuüm moet kunnen staan om te inertiseren
- Temperatuurbereik: >150°C (max. 200°C)
- Viscositeit 1-1’000 mPa·s
- Volumestroom nauwkeurig kunnen regelen van 1-100ml/min.
- Gravimetrisch/volumetrisch controleren/regelen van de volumestroom
- Tracing van het gehele systeem om stollen van de stoffen te voorkomen
- Corrosiebestendige materialen
- Maximale tegendruk in reactorvat is 5 barg
- Beschikbare, beperkte ruimte in zuurkast (BxDxH) 450 x 600 x 1000 cm
Onze oplossing
Suurmond ontwierp een compact doseersysteem met verwarmbaar drukvat op een klein plateau dat naast de bestaande reactor in de zuurkast gemonteerd diende te worden.
Drukvat
Het systeem bestaat uit een verwarmbaar RVS-drukvat naar eigen ontwerp met een Büchi magneetroerder type “BMD 075” voor het in beweging en homogeen houden van de monomeren. Deze stabiele magneetroerder is wegens corrosiebestendigheid uitgevoerd met keramische kogellagers en een Kalrez O-ring. Ook roer-as en roerder zijn geschikt voor corrosieve vloeistoffen, zodat gebruik met chemisch agressieve vloeistoffen, zoals bijvoorbeeld oplosmiddelen, geen probleem is.
Het drukvat is voorzien van tracing om de monomeren in het vat vloeibaar te houden. Het complete systeem is geïsoleerd met op maat gemaakte thermische isolatie(-matrassen).
Doseren
Voor het doseren van de monomeren is een HNPM-microtandwielpomp type mzr-7255 ingezet. Deze is daartoe uitgevoerd met een isolatiemodule tussen pompkop en servomotor. Deze pomp is daarmee geschikt voor vloeistoftemperaturen tot 200°C (normaal gezien is de pomp tot max. 60°C geschikt)! Deze micropomp kan de brede viscositeitsrange prima aan. Bovendien is door de inzet van deze tandwielpomp geen voordruk nodig.
Met de massaflowmeter kan de flow eenvoudig in “closed-loop” gemeten en geregeld worden. Zowel volumetrisch als gravimetrisch.
Besturing
Ook de besturing is maatwerk. Die is dusdanig ontworpen dat men zelf de dosering kan instellen en de processtappen kan ingeven.
Resultaat
Met deze opstelling kan de klant de monomeren zowel batchgewijs als continu in de reactor doseren. De suurDOS® zorgt voor een geoptimaliseerd en uiterst nauwkeurig polymerisatieproces.
