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