Anwendungen
In Polymerproduktionsanlagen ist die Kontrolle von Druck und Temperatur in den verschiedenen Prozessphasen entscheidend, um Betriebskontinuität, Sicherheit und eine gleichbleibende Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Vom Monomer ausgehend, über die Phasen des Crackings und der Reaktion, gelangt der Prozess zu den Bereichen Melt Processing, Extrusion und Granulierung. Entlang dieses gesamten Prozesswegs ist es notwendig, den Prozess durch die Messung von Druck und Temperatur des Fluids zu überwachen.
Abhängig von der Konsistenz und der Temperatur des Fluids erfolgt die Druckmessung mithilfe von Sensoren mit frontbündiger Membran, die für hohe Temperaturen ausgelegt sind.
Bedürfnisse:
Temperaturregelung
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Durchflusskontrolle in ATEX-Bereichen
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Durchflusskontrolle bei der grânuloierung
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Bedürfnis:
Temperaturregelung
Ein stabiles rheologisches Verhalten und die daraus resultierende Maßhaltigkeit des Extrudats werden durch eine korrekte Temperaturregelung erreicht.
Es ist entscheidend, in diesen Zonen eine stabile Temperatur zu gewährleisten, damit das System schnell auf Änderungen der thermischen Last oder der Prozessbedingungen reagieren kann. Dadurch lassen sich potenzielle Defekte vermeiden, wie z. B. Oberflächeninstabilitäten, Dickenabweichungen oder Veränderungen der optischen Qualität des Produkts.
Die Technologie von Gefran für die Temperaturregelung von Extrudern basiert auf Halbleiterrelais( ), PID-Reglern und Thermoelementen:
- Jede Heizzone wird in einem geschlossenen Regelkreis über eine PID-Regelung gesteuert, die entweder in die SPS integriert ist oder über dedizierte Regler wie den 1850 erfolgt. Dadurch kann die Schmelzetemperatur innerhalb von ±0,5 °C des Sollwerts gehalten werden, was eine konstante Viskosität sowie das Vermeiden von Oberflächen- und Maßfehlern gewährleistet.
- Das kompakteHalbleiterrelais GRP-Hmit integriertem Kühlkörper ermöglicht eine präzise Stromregelung bis zu 120 A. Dank IO-Link-Kommunikation können I/O-Karten reduziert werden, da Befehle, Alarme und Stromaufnahme direkt integriert verwaltet werden.
Die Lösung ist skalierbar und kompatibel mit PID-Reglern, die entweder in SPS-Systeme integriert oder auf Remote-Modulen implementiert sind. Funktionen zur Rezeptverwaltung und Trendaufzeichnung unterstützen schnelle Produktwechsel und eine kontinuierliche Verbesserung der Prozessqualität.
Bedürfnis:
Durchflusskontrolle in ATEX-Bereichen
Während der Polymerisationsphase ist der Druck ein grundlegender Parameter, um den Fortschritt der Reaktion zu kontrollieren und stabile Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten. In den ersten Phasen können die Drücke von sehr niedrigen Werten bis zu mehreren zehn Bar variieren, während sie in den Sekundärreaktoren für die Steuerung der Polymertransferpumpen kritisch werden.
Eine zuverlässige Messung verhindert Prozessinstabilitäten und Risikosituationen.
Der Schmelzdrucksensor für hohe Temperaturen HMJ ist die ideale Lösung zur Überwachung des Drucks von Polymerschmelzen in Polymerproduktionsanlagen, in denen Zuverlässigkeit, Betriebskontinuität und Prozesssicherheit entscheidende Faktoren sind. Er eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen die Messung des Schmelzedrucks direkt mit der Reaktionsstabilität, der Steuerung der Transferpumpen und der Qualität des Endmaterials verbunden ist.
Seine Konstruktion ist darauf ausgelegt, auch in anspruchsvollen industriellen Prozessen eine stabile Messung zu gewährleisten:
- Schutz in explosionsgefährdeten Bereichen: Ausführung nach Ex d (druckfeste Kapselung) mit ATEX-, IECEx- und Nepsi-Ex-Zertifizierungen, geeignet für Installationen in potenziell explosionsgefährdeten Atmosphären;
- HART-Protokoll: Konfiguration und Diagnose direkt über das Steuerungssystem;
- Betrieb bei hohen Temperaturen: Entwickelt für die Messung des Schmelzedrucks bei hohen Prozesstemperaturen (bis ca. 400 °C), mit stabiler und präziser Messleistung auch an den heißesten Punkten des Prozesses.
Bedürfnis:
Durchflusskontrolle bei der grânuloierung
Während der grânuloierphase wird das geschmolzene Polymer extrudiert und in Granulat geschnitten, das für nachfolgende Verarbeitungsschritte bestimmt ist. In dieser Phase ist die Stabilität des Schmelzedrucks entscheidend, um einen gleichmäßigen Fluss zur Schneidplatte sicherzustellen und Schwankungen in Größe und Qualität der grânulos zu vermeiden.
Druckschwankungen können zu Instabilitäten im Extrusionsprozess, Schnittfehlern oder Anlagenstillständen führen. Die kontinuierliche Überwachung des Drucks ermöglicht es, konstante Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten und die in den vorherigen Prozessphasen erzielten rheologischen Eigenschaften des Polymers zu bewahren. Dadurch werden Prozesseffizienz und Reproduzierbarkeit der Produktqualität verbessert.
Lösung:
Die Melt-Drucksensoren von Gefran sind für die Drucküberwachung von Polymerschmelzen in den Phasen der Extrusion und grânuloierung konzipiert, in denen hohe Zuverlässigkeit und Betriebskontinuität erforderlich sind. Ihre Integration ermöglicht eine Echtzeitüberwachung des Schmelzeverhaltens und unterstützt die Steuerung der Pumpen sowie die Stabilität des Extrusionsprozesses.
Hauptmerkmale:
- Hohe Messstabilität: präzise Druckregelung für einen konstanten Durchfluss der Schmelze;
- Einfache Integration: Kompatibilität mit den Steuerungssystemen der Granulierung;
- Flexible Konfiguration: Verfügbarkeit von Versionen mit Ölfüllung, NaK, ohne Quecksilber oder ohne Flüssigkeit (Impact-Serie), je nach Prozessanforderungen.
Das Funktionsprinzip:
In Polymerproduktionsanlagen ist die Kontrolle von Druck und Temperatur in den verschiedenen Prozessphasen entscheidend, um Betriebskontinuität, Prozesssicherheit und eine gleichbleibende Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Ausgehend vom Monomer gelangt der Prozess über die Phasen des Crackings und der chemischen Reaktion zu den Bereichen Melt Processing, Extrusion und Granulierung. Entlang dieses gesamten Prozesswegs ist es erforderlich, den Prozess durch die Messung von Druck und Temperatur des Fluids zu überwachen.
Abhängig von der Konsistenz und der Temperatur des Fluids erfolgt die Druckmessung mithilfe von Drucksensoren mit frontbündiger Membran, die für hohe Prozesstemperaturen ausgelegt sind.
Anforderungen und Technologie:
In Polymerproduktionsanlagen hängen die Qualität des Endprodukts und die Stabilität des Prozesses von der koordinierten Steuerung von Temperatur, Druck und Durchfluss des geschmolzenen Polymers in allen kritischen Phasen ab , von der Reaktion bis zur Granulierung.
Eine präzise Temperaturregelung der Heizzonen ist entscheidend, um eine konstante Viskosität der Schmelze aufrechtzuerhalten, Dimensionsstabilität zu gewährleisten und Oberflächenfehler oder Veränderungen der rheologischen Materialeigenschaften zu vermeiden. Gleichzeitig ermöglicht die Druckkontrolle während der Reaktions- und Transferphasen des Polymers die Steuerung des Prozessfortschritts, die Sicherstellung der Betriebskontinuität sowie einen sicheren Betrieb auch in klassifizierten Bereichen.
In den abschließenden Phasen der Extrusion und Granulierung steht die stabile Messung des Schmelzedrucks in direktem Zusammenhang mit der Durchflusskontrolle, der gleichmäßigen Förderung zur Schneidplatte und der Reproduzierbarkeit der grânuloqualität. Unkontrollierte Schwankungen können die Effizienz der Anlage beeinträchtigen und die in den vorhergehenden Phasen erzielten Vorteile zunichtemachen.
Gefran erfüllt diese Anforderungen mit integrierten Lösungen für die Temperaturregelung und die Kontrolle der Schmelze, die für Zuverlässigkeit, Präzision und Sicherheit in komplexen Polymerherstellungsprozessen ausgelegt sind .