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用于高粘度、糊状和自由流动物料热处理过程的混合、捏合技术
 



瑞士 LIST 公司
(高粘度加工技术的领导者)

     在化学、制药、食品等相关工业中,加工和处理一些高粘度物料或在处理过程中物料稠度发生变化是经常碰到的问题。这个问题涉及到化学反应、蒸发、干燥和混合等许多单元操作。为了满足工艺对设备的要求,需要开发和设计特殊的混合、捏合 (mixing/kneeding)技术,以保证设备对高粘度物料时能具有最佳的传热、传质、混合和机械性能。随着新产品和新工艺的不断开发,在过去的30年里,这项技术得到了迅速发展。本文将详细介绍LIST高粘度物料的混合、捏合技术,以及该技术的应用范围和在复杂热处理过程中的一些典型应用实例。
1. LIST 公司的发展历史

    瑞士LIST公司是由现代化工过程技术先驱者--Heinz List 先生于1969年创立。由于在连续捏合技 术上开拓性的贡献,LIST 先生荣选为美国 Acron 大学“Polymer Process Hall of Fame”成员,并且受 邀加入德国斯图加特大学名誉馆。
    LIST公司以提供高性能,高质量的设备为目标。在过去的30年里,公司总是致力于通过大量的实践和研究不断发展和完善LIST专有技术,以满足化学工业以及相关工业的需求。我们的努力使我们对化工过程技术的发展作出了许多重大的贡献:其中包括提供了第一台叠氮化钠连续反应器;制造了第一台工业化双轴AP连续真空干燥/结晶器;为从精馏残液中回 收甲苯二异氰酸酯(TDI) 提供了 第一台 AP 连续真空蒸发器。LIST技术已成功应用于各种涉及到浓缩、高粘性、糊状和粘胶性产品的新过程。
    今天,LIST技术已经在世界各地的化学、塑胶、制药、食品等工业,以及工业和城市污水处理中得到了广泛的应用。在高粘度物料处理技术中, LIST 技术始终处于领先的地位。
2. 复杂热处理过程的需求

    在过程工业中,干燥、结晶、升华、混合、捏合、密炼、熔化、固化、化学或聚合反应都是一些常见的热处理单元操作。设备选型首先取决于原料和产物的有关特性,如稠度等。对固体或高分子原料,传统的方法是以溶液,悬浮液和乳状液的形态在搅拌釜反应器中进行处理和加工。通常情况下,需要使用大量的溶剂。为了循环使用,需要脱除并回收这些溶剂。
    由于经济和环境保护等原因,要求过程在低溶剂浓度,甚至无溶剂的条件下进行,以减少和消除溶剂回收步骤。只有应用能处理高粘性中间相或防止物料结焦、结垢的设备,这些过程才是可行的。这类设备必须具备如下性能:
● 强力混合、捏合作用。
● 传热面积大,并具有自除垢功能力,以阻止物料在传热面上结焦、结垢。
● 有效容积大,能经济地处理停留时间较长的过程。
    LIST公司的专利技术主要包括一种单轴设备 DISCOTHERM B,和两种双轴设备 ORP (Opposite Rotating Processor 逆旋转加工机)和CRP(Co-Rotating Processor 共旋转加工机),这三种设备都能够满足 这些要求,并且已非常成功地应用于各种存在物料稠度变化的过程中。
图1. LIST-DISCOTHERM B, LIST-ORP和LIST-CRP 定位
3. LIST 专利技术的定位

    LIST开发 LIST-DISCOTHERM B, LIST-ORP 和 LIST-CRP 混合、捏合设备的目的是为了弥补传统的 捏合设备、螺杆式挤压机、桨式和碟式干燥器的不足。
    传统的捏合设备和螺杆式挤压机的缺点是工作容积和传热面积相对较小。虽然桨式和碟式干燥器具有较大的工作容积和传热面积,但缺少捏合作用和传热面的自除垢能力。
    LIST的混合/捏合设备结合了捏合机、螺杆式挤压机、桨式和碟式干燥器的优点,不仅具有捏合机和螺杆式挤压机所拥有的高效捏合作用,捏合比能可达0.2kwh/kg,而且拥有与桨式和碟式干燥器相似的工作容积和传热面积,最高分别可达 16'500立升和128平方米。
图1表明了 LIST-DISCOTHERM B, LIST-ORP 和 LIST-CRP 与其他几种设备的关系。

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