Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

4 Reaktive Extrusion zur kontinuierlichen Herstellung von Polymeren 41
4.4.4 Herausforderungen und Schwierigkeiten bei der Übertragung von
Extrudertechnik-Prozessen in der Praxis
Eine wesentliche Schwierigkeit in der theoretischen Beschreibung und Übertragung von
Prozessen auf unterschiedliche Anlagengrößen besteht darin, dass meist Entscheidun-
gen hinsichtlich geometrischer bzw. thermischer Skalierung erforderlich sind. Denn die
Skalierung eines Parameters liefert andere Ergebnisse als die Skalierung eines anderen
Parameters. Aus diesem Grund sind daher auch Experimente und Veränderungen der
Schneckenauslegung in der Praxis meist nicht vollständig unumgänglich. [ME88, GCC11]
Erschwerend kommt hinzu, dass beispielsweise Labor- und Technikumsextruder bereits
vorhanden sind, so dass die Übertragung des Prozesses in der Charakterisierung der
Schneckengeometrie und der Prozessbedingungen liegt [GCC11]. Nach wie vor bereiten
Wärmetransportvorgänge in vielen bestehenden Theorien Probleme, so dass aus diesem
Grund, bei Anwendung der klassischen Ähnlichkeitsgesetze das Durchmesserverhältnis
der beiden Maschinen betrachtet wird. Dabei gilt, dass das Durchmesserverhältnis von
theoretischer Maschine und Hauptmaschine nicht größer als 1,5 sein sollte [MH09].
Die aufgeführten Aspekte zeigen, dass die Dimensionierung und Auslegung von Prozes-
sen keineswegs trivial ist und dass die mathematische Beschreibung durch Gesetze ein
tiefgreifendes Verständnis unterschiedlicher Gesichtspunkte wie Geometrie, Strömungs-
sowie Wärmetransportvorgänge und Prozessparameter erfordert. An dieser Stelle sei
daher auf die in diesem Kapitel genutzte Fachliteratur verwiesen, die sich ausführlicher
mit unterschiedlichen Ansätzen, ihren Herleitungen sowie Beschreibungen beschäftigt.
4.4.5 Bedeutung des Begriffs Prozessübertragung für diese Arbeit
In der vorliegenden Arbeit wurden zwei, sich in ihrem geometrischen Aufbau grund-
legend unterscheidende, Schneckenmaschinen für die Entwicklung eines Synthesewegs
von PEA genutzt (s. Kap. 5.1.1). Die Übertragung des Prozesses erfolgte von einer
batchweise arbeitenden Schneckenmaschine auf eine kontinuierliche Herstellung auf ei-
nem Gleichdralldoppelschneckenextruder. Daher konnte nicht das oben beschriebene
klassische Scale-up durchgeführt und auf die Nutzung bestehender Ähnlichkeitsgeset-
ze zurückgegriffen werden. Vielmehr wurde bei der Reaktionsübertragung auf einen
kontinuierlichen Prozess auf praktische Aspekte wie erforderliche Prozess- und Reakti-
onsbedingungen Bezug genommen. Rechnerisch unterstützt wurde die Auslegung jedoch
dennoch, durch das Programm MOREX, um unterschiedliche Schneckenkonfigurationen