IT8422660A1

IT8422660A1 - Apparecchio rotante per la lavorazione di materiali e metodo per devolatilizzare detti materiali

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Publication number: IT8422660A1
Application number: ITMI1984A022660A
Authority: IT
Original assignee: Usm Corp
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1986-03-14
Also published as: IT8422660A0; US4529320A; DE3433830C2; FR2551677A1; JPH0653367B2; GB8422890D0; IT1175731B; DE3433830A1; GB2146916B; JPS6087013A; GB2146916A

Description

"APPARECCHIO ROTANTE PER LA LAVORAZIONE DI MATERIALI

E METODO PER DE VOLATILIZZARE DETTI MATERIALI"

R I A S S U N T O

Originali apparecchi di lavorazione rotanti e metodi di devolatilizzazione che forniscono una devolatilizzazione estremamente efficace di materiali, inclusi i materiali viscosi e viscoelastici e che comportano uno stadio di devolatilizzazione includente un elemento ruotabile che porta una pluralit? di canali anulari ed un elemento stazionario che fornisce una superficie di chiusura coassiale disposta operativamente con i canali in modo tale da fornire passaggi di lavorazione racchiusi. Ciascun passaggio dello stadio di devolatilizzazione include mezzi di entrata, mezzi di uscita ed un organo di bloccaggio di canale, tutti associati con l'elemento stazionario e disposti adattati in modo tale che il materiale alimentato all'entrata pu? essere portato in avanti dalle pareti di canale ruotabili fino all'organo di bloccaggio per lo scarico dal passaggio. I passaggi sono interconnessi da scanalature di trasferimento di materiale formate nella superficie di chiusura e comunicano operativamente con una sorgente di vuoto per fornire uno stadio di devolatiiizzazione altamente efficace. L'originale stadio di devolatilizzazione ? caratterizzato da particolarit? che forniscono il controllo del volume di lavorazione disponibile entro i * -p,' 2012B MILANO-Via M- Melloni, 32 passaggi e del volume di trasferimento disponibile entro le scanalature di trasferimento. Questi volumi possono essere ordinati con altre variabili di lavorazione per effettuare un meccanismo di devolatilizzazione di schiuma in cui la nucleazione di bolle di volatili entro il materiale, la crescita delle bolle e la rottura delle bolle si verificano durante un movimento di flusso sostanzialmente a pezzi alternato con una forza di taglio non pressurizzante entro l'originale stadio di devolatilizzazione.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda apparecchi e metodi di lavorazione di materiali. Pi? particolarmente la presente invenzione riguarda apparecchi rotanti per la lavorazione di materiali particolarmente utili per lavorare materiali che contengono volatili dispersi.

Gli apparecchi di lavorazione rotanti sono noti nella tecnica. Dettagli relativi a tali apparecchi di lavorazione vengono descritti nei brevetti U.S.A.

N? 4.142.805; 4.194.841; 4.207.004; 4.213.709; 4.227.816; 4.255.059; 4.289.319; 4.300.842; 4.329.065; 4.389.119; 4.402.616; 4.411.532; 4.413.913 e 4.421.412.

Elementi essenziali del passaggio di lavorazione individuale fondamentale degli apparecchi di lavorazione rotante descritti nei brevetti di cui sopra comprendono un elemento ruotabile che porta almeno un canale di lavorazione ed un elemento stazionario che fornisce una superficie di chiusura coassiale disposta operativamente in modo da formare con il canale un passaggio di lavorazione racchiuso. L'elemento stazionario ha un'entrata per alimentare materiale al passaggio ed un'uscita per lo scarico del materiale dal passaggio. Un organo che fornisce una superficie di parete di testa di bloccaggio del materiale e di raccolta del materiale ? anche associato con l'elemento stazionario e disposto vicino * t ? 2012? MILANO-VlaM. Melloni, 32 all'uscita. La superficie di parete di testa ? atta a bloccare il movimento del materiale alimentato al passaggio e coagire con le pareti del canale in movimento per stabilire un movimento reciproco tra il materiale bloccato e le pareti di canale in movimento. Questa coazione permette al materiale in contatto con le pareti in movimento di essere trascinato in avanti verso la superficie della parete di testa per la raccolta e/o la lavorazione controllata e/o lo scarico.

Come descritto nei brevetti di cui sopra, i passaggi di lavorazione presentano una capacit? di lavorazione altamente versatile. I passaggi sono adattabili per effettuare tali operazioni di lavorazione come la fusione, il mescolamento, la pressurizzazione, il pompaggio, la devolatilizzazione e l'omogeneizzazione tra le altre, nonch? l'aggiunta di ingredienti ai materiali lavorati nel passaggio o il prelievo di ingredienti da essi. (

I brevetti U.S.A. N? 4.227.816; 4.213.709; 4.213.709; 4.389.119; 4.402.616 e 4.411.532 riguardano apparecchi di lavorazione rotanti a molti stadi che includono una pluralit? di stadi di lavorazione, ciascuno avente uno o pi? passaggi di lavorazione. Passaggi o scanalature di trasferimento del materiale sono formati nella superficie di chiusura dell'elemento stazionario e atti a trasferire materiale da un passaggio (o passaggi) di uno stadio ad un passaggio (o passaggio) di un altro stadio.

I brevetti U.S.A. 4.329.065 e 4.413.913 riguardano rispettivamente un apparecchio e un metodo per devolatilizzare materiali. In conformit? con l'apparecchio ed il metodo descritti in questi brevetti, materiale viscoso viene alimentato al passaggio di lavorazione e vicino all'entrata il materiale viene raccolto in corrispondenza di un elemento stenditore e viene disteso come pellicole sot. r j 20UB MILANO-ViaM. Melloni, 32 tili sui lati delle pareti del canale rotante. Viene previsto uno spazio

vuoto a valle del distenditore e viene prevista un'apertura comunicante con lo spazio vuoto in modo che i materiali volatili possono essere prelevati dalle superfici delle pellicole sottili portate oltre lo spazio vuoto. Le pellicole possono essere ridistese sulle pareti del canale in posizioni prescelte attorno alla circonferenza del passaggio per fornire pi? di uno spazio vuoto ove le superfici rinnovate delle pellicole ridistese possono essere esposte al vuoto. Le pellicole sottili sono portate avanti attraverso il passaggio verso la superficie della parete di testa di raccolta del materiale ove le pellicole vengono scrostate dalle pareti e raccolte per lo scarico. Generalmente il materiale viene scaricato ad 'un altro passaggio di devolatilizzazione ove viene di nuovo disteso sulle pareti ed esposto al vuoto nella maniera descritta per ottenere il grado desiderato di devolatilizzazione.

Una rimozione efficace di volatili dai materiali viene ottenuta con il metodo e l'apparecchio descritto nei brevetti U.S.A. N? 4.329.065 e 4.413.913. Il meccanismo di trasferimento di massa utilizzato nei brevetti citati principalmente comporta la diffusione dei volatili dalle superfici di pellicola durante l'esposizione al vuoto od all'atmosfera inerte nello spazio vuoto. A sua volta il regime di diffusione dei volatili dalle superfici di pellicola, o l'efficacia di trasferimento in massa dei volatili, ? dipendente ed influenzato da fattori tali come la diffondibilit? dei volatili, lo spessore della pellicola ed il tempo di esposizione. Strati sottili di materiali liquidi a bassa viscosit? forniscono un trasferimento in massa particolarmente efficace di volatili dalle superfici degli strati. Tuttavia, l'efficacia del trasferimento in massa diminuisce quando diminuisce la diffondibilit? effettiva del materiale come ? normalmente ui i iuiu mtLVLi i? Kiiuumim m uu< > 20129 MILANO-Via M. Melloni, 32 il caso di materiali ad alta viscosit?. Inoltre la difficolt? di formare pellicole sottili continue con materiali altamente viscoelastici ad alte velocit? limita ulteriormente l'efficacia del trasferimento in massa. Questa efficacia ridotta del trasferimento in massa con materiali altamente viscosi e viscoelastici pu? risultare in necessit? di apparecchiature pi? grandi per raggiungere il grado desiderato di rimozione dei volatili agli elevati regimi di passaggio necessari per uso commerciale.

La presente invenzione ? diretta ad originali apparecchi di lavorazione rotanti perfezionati e metodi di devolatilizzazione che forniscono vantaggi speciali in termini di efficacia aumentata di volatilizzazione, qualit? migliorata del prodotto e caratteristiche di prestazioni di lavorazione complessive particolarmente efficaci.

Gli originali apparecchi di lavorazione rotanti e metodi di devolatilizzazione della presente invenzione comportano uno stadio di devolatilizzazione che comprende un elemento ruotabile che porta almeno due canali anulari ed un elemento stazionario che fornisce una superficie di chiusura coassiale operativamente disposta con i canali in modo tale da fornire almeno un primo ed un ultimo passaggio di devolatilizzazione racchiusi. Il primo passaggio di devolatilizzazione dello stadio include un'entrata associata con l'elemento stazionario per ricevere il materiale da lavorare nello stadio. L'ultimo passaggio di devolatilizzazione dello stadio ha un'uscita associata con l'elemento stazionario per scaricare il materiale lavorato dallo stadio. Ciascun passaggio di volatilizzazione dello stadio include un organo di bloccaggio associato con l'elemento stazionario che fornisce una superficie di parete di testa per il passaggio. Gli organi di bloccaggio sono disposti ed adattati in modo tale che il materiale alimentato ai 20129 WllLAiMwv ?? ivi.

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passaggi dello stadio di devolatilizzazione pu? essere portato avanti dalle pareti di canale ruotabili fino alle superfici di parete di testa ove il movimento del materiale portato in avanti viene bloccato ed il materiale bloccato viene raccolto per lo scarico dai passaggi. Una o pi? scanalature di trasferimento sono formate nella superficie di chiusura dell'elemento stazionario e sono posizionate vicino alla superficie di parete di testa. Queste scanalature di trasferimento sono atte ad interconnettere passaggi di devolatilizzazione adiacenti in modo che il materiale bloccato e raccolto in un passaggio pu? essere trasferito ad un passaggio di devolatilizzazione adiacente. Inoltre lo stadio di devolatilizzazione pu? includere una sorgente di vuoto disposta ed adattata per una comunicazione operativa con i passaggi di devolatilizzazione.

Gli originali apparecchi di lavorazione rotanti e metodi di devolatilizzazione della presente invenzione comportano stadi di devolatilizzazione perfezionati che sono atti ad ottenere la devolatilizzazione per mezzo di un meccanismo che comporta tre operazioni: 1) nucleazione di bolle di materiale volatile entro il materiale di lavorazione; 2) crescita delle bolle e 3) rottura delle bolle.

Questo meccanismo non richiede il distendimento del materiale sulle pareti di canale sotto forma di strati sottili, ma ci? nonostante fornisce un trasferimento in massa estremamente efficace dei volatili dai materiali di lavorazione includenti materiali viscosi e viscoelastici. Essenzialmente il meccanismo viene ottenuto mediante un'integrazione distintiva, di caratteristiche che includono il controllo del volume di lavorazione disponibile entro i passaggi dello stadio di devolatilizzazione ed il controllo del volume di trasferimento disponibile entro le scanalature di trasferimento che interconnettono i passaggi dello stadio. Il controllo integrato di queste caratteristiche fornisce un sistema di stadio di UFFICIO BRtVETTI RICCARDI & CU. ~T 20129 MILANO-Vla M. Melloni, 32 devolatilizzazione che pu? essere coordinato con il ritmo di lavorazione, il livello di vuoto e le caratteristiche del materiale che viene lavorato. Questa coordinazione risulta in una azione di devolatilizzazione a schiuma particolarmente efficace e dinamica in cui il materiale alimentato a ciascun passaggio di devolatilizzazione parzialmente riempito subisce immediatamente un'espansione notevole in volume e formazione di schiuma a causa della nucleazione e crescita delle bolle estremamente rapida in corrispondenza del punto di alimentazione o molto vicino ad esso. Alcune di queste bolle possono essere rotte quasi immediatamente alla formazione, ed i volatili vengono liberati dal materiale e prelevati dal vuoto.

La nucleazione, crescita e rottura delle bolle continua e l'estrazione dei volatili vaporizzati via rapidamente continua mentre il materiale viene portato avanti attraverso il passaggio sotto forma di un trefolo sostanzialmente continuo oppure come pezzi discontinui di materiale. Il materiale viene quindi raccolto in corrispondenza della superficie di parete di testa per lo scarico dal passaggio. Nel funzionamento, il materiale viene portato attraverso ciascun passaggio in un modo sostanzialmente a flusso a pezzi, vale a dire come un risultato diretto della coordinazione descritta sopra, non vi ? alcuna forza di taglio interna o pressurizzazione notevole del materiale durante il suo percorso attraverso il passaggio sotto vuoto. Questo percorso con flusso a pezzi fornisce periodi di tempo durante i quali si verifica liberamente la nucleazione e la crescita delle bolle mentre la separazione dei volatili continua. Cos? mentre il materiale viene trascinato avanti, si:, verifica l'espansione e/o la formazione di schiuma continuata del materiale di lavorazione. Una o pi? zone di taglio vengono previste entro lo Stadio di devolatilizzazione ove viene generata un'azione di taglio che promuove la rottura delle urriwu BtttVt I II HIUUAKUI t (JU.

20126 MILANO-VIa M. Melloni? 32 bolle nel materiale. Tuttavia entro la zona o zone d? taglio non si verifica

alcun aumento notevole nella pressione entro il materiale e viene efficace?

mente inibito il ridiscioglimento delle bolle di volatili nel materiale, risultando

in una devolatilizzazione schiumosa altamente efficace dei materiali, inclusi

materiali altamente viscosi e viscoelastici.

Dettagli relativi agli originali apparecchi di lavorazione rotanti e metodi

di devolatilizzazione della presente invenzione nonch? i vantaggi derivati da

tali apparecchi e metodi verranno pi? completamente compresi dalla descrizio?

ne dettagliata delle forme di realizzazione preferite esaminate assieme con i

disegni annessi.

La presente invenzione verr? descritta in relazione con i disegni annessi in

cui :

la Fig. 1 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un apparecchio di

lavorazione rotante della presente invenzione includente un originale stadio di

devolatilizzazione;

la Fig. 2 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un primo passag?

gio di devolatilizzazione dell'apparecchio di lavorazione rotante della Fig. 1

eseguita lungo la linea II-II della Fig. 1;

la Fig. 3 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un ultimo passaggio

di devolatilizzazione dell'apparecchio di lavorazione rotante della Fig. 1 eseguita

lungo la linea III-III della Fig. 1;

la Fig. 4 ? una vista schematica semplificata dell'interconnessione dei passag?

gi di devolatilizzazione dell'apparecchio di lavorazione rotante della Fig. 1 per

mezzo di una scanalatura di trasferimento, con frecce pi? grandi che indicano

la direzione di flusso del materiale da un passaggio all'altro e frecce pi? piccole 4UJ49 IVI II-J^IIW- v ?? ITI? mwiiwui^ w?* 'i

che indicano la ricircolazione di materiale entro le zone di taglio non pressu?

rizzanti;

la Fig. 5a ? una vista in sezione trasversale semplificata di una parte di

un primo passaggio di devolatilizzazione della presente invenzione sostanzial?

mente identico al passaggio della Fig. 2, ma mostrante elementi di lavorazione

alternativi disposti nel passaggio;

la Fig. 5b ? una vista schematica semplificata del passaggio della Fig. 5a,

con frecce pi? grandi che indicano la direzione di flusso del materiale nel pas?

saggio e frecce pi? piccole che indicano la ricircolazione di materiale entro le

zone di taglio non pressurizzanti;

la Fig. 6a ? una vista in sezione trasversale semplificata di una parte di un

primo passaggio di devolatilizzazione della presente invenzione sostanzialmente

identico al passaggio delle Fig. 2 e 5a, ma mostrante un elemento di lavorazione ?

alternativo disposto nel passaggio;

la Fig. 6b ? una sezione trasversale semplificata del passaggio della Fig. 6,

illustrante ulteriormente l'elemento di lavorazione alternativo della Fig. 6;

le Figg. 7-10 sono rappresentazioni grafiche dei dati registrati durante il fun?

zionamento di un apparecchio di lavorazione rotante della presente invenzione;

la Fig. 11 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un apparecchio di

lavorazione rotante a pi? stadi della presente invenzione mostrante una disposi?

zione dei passaggi di lavorazione che forniscono uno stadio di alimentazione, ori?

ginali stadi di devolatilizzazione, uno stadio di mescolamento, uno stadio di omo?

geneizzazione ed uno stadio di pompaggio;

la Fig. 12 ? una vista schematica semplificata dell'interconnessione dei passaggi

della Fig. 11 per mezzo di scanalature di trasferimento, con frecce pi? grandi che UH-IU1U Dnc?ti n muun..?.? - --"v 2Q12BMILANO-ViaM. Melloni, 32 indicano la direzione di flusso di materiale da un passaggio all'altro e frecce pi? piccole che indicano la ricircolazione di materiale entro zone di taglio non pressurizzanti;

la Fig. 13 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un passaggio di alimentazione della Fig. 11 eseguita lungo la linea XIII-XIII della Fig. 11;

la Fig. 14 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un primo passaggio di devolatilizzazione della Fig. 11 eseguita? lungo la linea XIV-XIV della Fig. 11; la Fig. 15 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un passaggio di devolatilizzazione intermedio della Fig. 11 eseguita lungo la linea XV-XV della Fig. 11;

la Fig. 16 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un ultimo passaggio di devolatilizzazione delia Fig. 11 eseguita lungo la linea XVI-XVI della Fig. 11; la Fig. 17 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un passaggio di mescolamento della Fig. 11 eseguita lungo la linea XVII-XVII della Fig. 11;

la Fig. 18 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un ultimo passaggio di devolatilizzazione di uno stadio di devolatilizzazione finale della Fig. 11, eseguita lungo la linea XVIII-XVIII della Fig. 11.

la Fig. 19 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un passaggio di omogeneizzazione della Fig. 11, eseguita lungo la linea XIX-XIX della Fig. 11; la Fig. 20 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un passaggio di pompaggio della Fig. 11 eseguita lungo la linea XX-XX della Fig. 11;

. La Fig. 21 ? una vista schematica semplificata di una parte della superficie di chiusura che racchiude lo stadio di devolatilizzazione, illustrante una disposizione alternativa di un'entrata allo stadio con frecce che indicano il movimento di materiale nello stadio;

, ? - via ivi. Melloni, 32 la Fig. 22 ? una vista in sezione trasversale semplificata della, superficie di chiusura della Fig. 21 che racchiude un primo passaggio di devolatilizzazione, con frecce pi? grandi che indicano il movimento di materiale nel passaggio;

la Fig. 23 ? una vista in sezione trasversale semplificata di un primo passaggio di devolatilizzazione illustrante una disposizione alternativa di un'entrata allo stadio di devolatilizzazione, con frecce che indicano il movimento di materiale nello stadio.

Riferendosi dapprima alla Fig. 1, l'originale stadio di devolatilizzazione della presente invenzione include un elemento ruotabile comprendente un rotore 12 montato su un albero di comando 14 per la rotazione entro un elemento stazionario comprendente una carcassa 16. Il rotore 12 porta almeno due canali di devolatilizzazione anulari 23 e 27, ciascuno avente pareti laterali opposte 23a e 27a rispettivamente, estendentisi verso l'interno dalla superficie 20 di rotore e ciascuna avente una superficie di radice rispettivamente 23b e 27b sostanzialmente parallele alla superficie di rotore. Mezzi per far ruotare il rotore 12 sono indicati con. M, poich? tali mezzi sono di qualsiasi tipo adatto comunemente usato per far ruotare estrusori o simili apparecchi per lavare materiali viscosi o plastificati e sono ben noti nella tecnica. La carcassa 16 dell'elemento stazionario fornisce la superficie di chiusura coassiale 18 disposta cooperativamente con la superficie 20 del rotore 12 per formare con i canali 23 e 27 passaggi di devolatilizzazione racchiusi 24 e 28, rispettivamente il primo e l'ultimo passaggio di devolatilizzazione illustrativi dello stadio. La sorgente di vuoto per mantenere un vuoto entro lo stadio di devolatilizzazione viene mostrata come V. Opportune sorgenti includono quelle del tipo usato per mantenere un vuoto in apparecchi di devolatilizzazione come le sezioni di devolatilizzazione di estrusori a vite ed in 20171) MILANO-Via M. Melloni, 32 apparecchi di lavorazione rotante come quelli descritti nei gi? citati brevetti U.S.A. A.329.065 e 4.A13.913. Mezzi di tenuta 78 (Fig. 1) sono previsti tra la superficie 20 del rotore 12 e la superficie 18 della carcassa 16 in corrispondenza della periferia assiale dello stadio di devolatilizzazione per aiutare a mantenere il livello di vuoto nello stadio.

Come verr? spiegato in maggiore dettaglio appresso, i passaggi 2A e 28 dello stadio di devolatilizzazione sono interconnessi dalla scanalatura di trasferimento 52 (Fig. A) formata nella superficie di chiusura 18 e disposta in modo tale che il materiale lavorato nel passaggio di devolatilizzazione 2A pu? essere trasferito al passaggio 28. Poich? la vaporizzazione dei volatili nel materiale tende ad abbassare la temperatura del materiale, l'efficacia di devolatilizzazione dello apparecchio di devolatilizzazione pu? essere aumentata sostituendo il calore perduto per vaporizzazione prevedendo mezzi di riscaldamento per riscaldare almeno le pareti laterali dei canali di devolatilizzazione, e preferibilmente anche la carcassa dell'apparecchio di lavorazione. I mezzi di controllo della temperatura 82 illustrati in Fig. 1 sono una serie di camere formate nel rotore attraverso le quali fluido di trasferimento termico pu? essere fatto circolare in una maniera nota, ma si pu? usare qualsiasi mezzo adatto per controllare la temperatura del materiale durante la lavorazione. Lo stadio di devolatilizzazione completo illustrato in Fig. 1 mostra due passaggi, ma si possono prevedere pi? di due passaggi, nel qual caso i passaggi tra il primo e? l'ultimo passaggio vengono chiamati passaggi di devolatilizzazione intermedi, e sono disposti in modo tale che tutti i passaggi di devolatilizzazione adiacenti dello stadio sono collegati in relazione in serie da scanalature di trasferimento.

Le Figg. 2 e 3 illustrano il primo e l'ultimo passaggio di devolatilizzazione ri20129 MILANO- Via M. Melloni, 32 spettivamente dello stadio di devolatilizzazione della Fig. 1,' ciascuno comunicamente con mezzi sotto vuoto V. Il primo passaggio di devolatilizzazione 24 (Fig. 2) include l'entrata 50b e l'uscita 52a, entrambe formate nella carcassa 16. L'ultimo passaggio di devolatilizzazione 28 (Fig. 3) include l'entrata 52b e l'uscita 56a anch'essa formata nella carcassa 16. Le uscite 52a e 56a sono preferibilmente distanziate dalle entrate per una parte maggiore della distanza circonferenziale attorno ai passaggi di devolatilizzazione. Ciascun passaggio (Figg. 2 e 3) include la superficie di parete di testa 44 fornita dall'organo di bloccaggio 43 (associato con la carcassa 16) e disposta vicino all'uscita di passaggio (52a o 56a) per raccogliere il materiale lavorato nel passaggio per lo scarico dal passaggio stesso. L'entrata 50b del primo passaggio di devolatilizzazione 24 e l'uscita 56a dell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 28 forniscono rispettivamente l'entrata e l'uscita dello stadio di devolatilizzazione.

L'entrata 50b del passaggio 24 (Fig. 2) ? relativamente stretta in sezione trasversale e genera aumenti di pressione e temperatura a monte dell'entrata 50b cosi da fornire un riempimento completo dell'entrata 50b ed impedire perdite di vuoto attraverso l'entrata 50b stessa. Ulteriore controllo preciso della temperatura, della pressione e della tenuta al vuoto in corrispondenza dell'entrata 50b durante il funzionamento pu? essere ottenuto prevedendo la porta di controllo d'entrata 84 in corrispondenza dell'entrata 50b dello stadio di devolatilizzazione (Fig. 2). La porta di controllo 84 si estende radialmente nell'entrata 50b e pu? essere progettata in modo da essere regolabile dall'esterno dell'apparecchio di lavorazione per limitare l'apertura di entrata 50b ad un grado prestabilito. Cos? la porta di controllo 84 pu? fornire all'entrata 50b la capacit? di regolare selettivamente la temperatura e la pressione all'entrata dello stadio di devolatilizzazione prima e durante il funzionamento. La porta di controllo 84 passa attraverso l'apertura 16a nella carcassa 16 e si estende radialmente nell'entrata 50b fino ad una misura che pu? essere controllata in maniera nota mediante la vite di regolazione 84a, cos? da fornire un controllo preciso della pressione e della temperatura del materiale che entra nello stadio di devolatilizzazione. Una porta di controllo simile (non mostrata) pu? essere prevista per ottenere un controllo preciso durante il funzionamento della pressione, temperatura e tenuta al vuoto in corrispondenza dell'uscita 56a (Fig. 3) dello stadio. La posizione preferita e gli effetti di una porta di controllo di uscita per lo stadio di devolatilizzazione della presente invenzione ed i suoi vantaggi vengono descritti in dettaglio appresso per la porta di controllo di uscita 288 (Fig. 13).

La Fig. 4 illustra schematicamente il movimento di materiale nello stadio di devolatilizzazione. Nella Fig. 4, i passaggi 24 e 28 sono interconnessi dalla scanalatura di trasferimento interstadio 52 (formata nella superficie 18 della carcassa 16) che ? disposta in modo tale che il materiale lavorato nel passaggio 24 pu? essere trasferito al passaggio 28 per l'ulteriore devolatilizzazione. La scanalatura di trasferimento 52 fornisce l'uscita 52a per il passaggio 24 e l'entrata 52b per il passaggio 28.

Nella forma di realizzazione preferita mostrata in Fig. 4, la scanalatura di trasferimento 50 interconnette il passaggio 24 ed un passaggio o stadio monte (non mostrato) dell'apparecchio di lavorazione e fornisce l'entrata 50b per il materiale di alimentazione allo stadio di devolatilizzazione. Anche nella forma di realizzazione preferita mostrata nella Fig. 4, la scanalatura di trasferimento 56 interconnette il passaggio 28 ed un passaggio o stadio a valle (non mostrato) dell'apparecchio di lavorazione, e fornisce l'uscita 56a per scaricare materiale N 20123 MILANO-Via M. Melloni, 32 dallo stadio di devolatilizzazione. Tuttavia si possono usare altre forme di disposizioni di entrata e/o di uscita per lo stadio, come l'alimentazione gravitazionale forzata direttamente allo stadio di devolatilizzazione dall'esterno dell'apparecchio di lavorazione, oppure lo scarico diretto di materiale dallo stadio verso l'esterno dell'apparecchio di lavorazione attraverso l'uscita 56a dello stadio di devolatilizzazione (le scanalature di trasferimento 50 e 56 per alimentare materiale allo stadio di devolatilizzazione e scaricarlo da esso sono anche formate nella superficie 18 della carcassa 16).

L'originale stadio di devolatilizzazione della presente invenzione ? caratterizzato da particolarit? che permettono un'efficace devolatilizzazione di materiali viscosi inclusi i materiali viscoelastici. Lo stadio di devolatilizzazione fornisce una disposizione geometrica spaziale che produce il controllo integrato di (1) il volume di lavorazione disponibile entro i passaggi di devolatilizzazione dello stadio (le capacit? di volume di lavorazione) per esempio entro i passaggi 24 e 28 dell'apparecchio di lavorazione illustrativo, e (2) il controllo del volume di trasferimento disponibile entro le scanalature di trasferimento che interconnettono passaggi di devolatilizzazione adiacenti entro lo stadio (le capacit? di volume di trasferimento) per esempio entro la scanalatura di trasferimento 52 dell'apparecchio di lavorazione illustrativo. Il controllo integrato di queste caratteristiche e capacit? fornisce una disposizione di stadio di devolatilizzazione che pu? essere coordinata con il regime di lavorazione volumetrico ed il livello di vuoto e con le caratteristiche del materiale che viene lavorato per fornire una separazione efficace dei volatili dal materiale lavorato nello stadio di devolatilizzazione sfruttando completamente il meccanismo di devolatilizzazione di schiuma descritto appresso.

20129 MILANO-V/a M. Melloni, 32 Il meccanismo di devolatilizzazione di schiuma ottenuto nello stadio di devolatilizzazione della presente invenzione comporta tre operazioni: nucleazione di bolle contenenti i volatili, crescita delle bolle e rottura delle bolle. Il materiale alimentato allo stadio di devolatilizzazione ad una temperatura e pressione controllate dalla dimensione in sezione trasversale della entrata 50b e dalla porta di controllo 84 viene repentinamente esposto ad un livello di pressione al di sotto della pressione di vapore dei volatili nel materiale, producendo una miscela surrisaldata ed instabile del materiale viscoso e dei volatili portati in esso. Allo scopo di ristabilire l'equilibrio termodinamico con la pressione nello spazio di passaggio al di sopra od attorno al materiale, si verifica una evaporazione spontanea dei volatili formando bolle di volatili entro il materiale. Nei materiali viscosi la formazione di bolle di volatili risulta nella schiumatura del materiale, la stabilit? della schiuma dipendendo dalle propriet? reologiche del materiale che viene lavorato. La formazione di queste bolle entro il materiale fornisce un aumento notevolissimo nell'area superficiale attraverso la quale i componenti volatili possono passare per diffusione, e nell'accessibilit? di quell'area superficiale ai volatili.

Il trasferimento in massa attraverso questa area superficiale pu? essere aumentato prevedendo un periodo di tempo durante il quale il materiale sotto vuoto subisce n? un aumento notevole nella pressione n? una forza di taglio notevole, permettendo una crescita libera delle bolle ed una continua nucleazione delle bolle mentre continua la separazione dei volatili. Durante questo periodo, una parte delle bolle pi? vicine alla superf?cie pu? rompersi spontaneamente. Tuttavia per materiali con viscosit? pi? elevata, il movimento delle bolle attraverso il materiale verso la superficie esposta per la rottura ed il rilascio dei volatili ? UFFICIO BREVETTI RICCARDI 4 CO.

20129 MILANO-Via M. Melloni, 32 viene impedito, e si deve indurre una forza di taglio entro il materiale in corrispondenza di uno o pi? punti entro lo stadio di devolatilizzazione per facilitare il rinnovo superficiale e la rottura delle bolle. Inoltre i volatili liberati dalla rottura delle bolle vengono rimossi continuamente dal passaggio in modo che viene mantenuto un basso livello di pressione per promuovere la crescita continua delle bolle e per impedire il ridiscioglimento dei volatili nel materiale.

Nell'originale stadio di devolatilizzazione della presente invenzione, i passaggi di devolatilizzazione e la scanalatura o scanalature di trasferimento che interconnettono questi passaggi sono disposti in modo da fornire spazio per una formazione di schiuma non limitata del materiale lavorato allo stadio. Spazio per una formazione di schiuma non limitata significa che la geometria dei passaggi e della scanalatura o scanalature di trasferimento che interconnettono forniscono una camera di espansione parzialmente riempita di capacit? sufficientemente grande affinch? si verifichi una nucleazione e crescita di bolle sostanzialmente non limitata senza alcun aumento sostanziale di pressione entro il materiale lavorato nello stadio. Inoltre eccetto in corrispondenza di specifiche zone di taglio (descritte appresso), la progettazione dello stadio di devolatilizzazione permette che il materiale venga portato attraverso ciascun passaggio di devolatilizzazione parzialmente riempito in una maniera a flusso sostanzialmente in pezzi, fornendo periodi di tempo durante il quale il materiale sotto vuoto ? sostanzialmente non disturbato con nessuna forza di taglio o pressurizzazione notevoli indotte in modo che il trasferimento in massa dei volatili viene aumentato considerevolmente.

Un'altra caratteristica dell'originale stadio di devolatilizzazione della presente UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

20128 MILANO-Via M. Melloni? 32 invenzione prevede una o pi? zone di taglio non pressurizzanti entro lo sta?

dio per indurre un elevato grado di forza di taglio entro il materiale per pro?

muovere il rinnovo superficiale e la rottura delle bolle per la liberazione dei

volatili. Cosa pi? importante, le varie parti dello stadio di devolatilizzazione

che forniscono queste zone di taglio sono disposte specificatamente per indurre

questa forza di taglio senza provocare alcun aumento notevole nella pressione,

in modo che viene minimizzato il ridiscioglimento dei volatili nel materiale

a causa della ripressurizzazione. Queste caratteristiche risultano in una devo?

latilizzazione altamente efficace dei materiali includenti materiali altamente

viscosi e viscoelastici che in passato erano stati difficili da devolatilizzare.

La relazione reciproca del controllo o del volume di lavorazione disponibile

entro i passaggi di devolatilizzazione ed il controllo del volume di trasferimento

disponibile entro la scanalatura o scanalature di trasferimento con il regime di

lavorazione volumetrico ? la caratteristica critica che fornisce le zone di taglio

non pressurizzanti entro lo stadio. Il passaggio 24 mostrato nelle Figg. 1,2 e 4

ha una capacit? di volume di lavorazione che fornisce uno spazio per una schiu-

matura non limitata di materiale lavorato nel passaggio. Come mostrato in Fig. 4,

la parete di testa 44 del passaggio 24 ? atta a raccogliere il materiale schiumato

per lo scarico dal passaggio 24 attraverso l'uscita 52a e per il trasferimento allo

ultimo passaggio di devolatilizzazione 28 attraverso la scanalatura di trasferi?

mento 52. La scanalatura di trasferimento 52 fornisce una capacit? di volume

di trasferimento che ? maggiore del volume espanso del materiale schiumato che

viene trasferito. Perci? il materiale entra e passa attraverso la scanalatura di

trasferimento 52 parzialmente riempita senza sviluppare alcun aumento notevole

nella pressione entro la scanalatura di trasferimento 52 stessa. Di conseguenza la > Ul rtuiu oiitvtn/ RICCARDI i CO 20IM MILANO-Via M. Melloni, 32 pressione generata a monte della scanalatura di trasferimento non pressurizzante 52 entro il materiale raccolto in corrispondenza della parete di

testa 44 non ? notevolmente maggiore di quella necessaria per scaricare il materiale dal passaggio 24. Il coordinamento della capacit? di volume di trasferimento della scanalatura di trasferimento non pressurizzante 52 con il regime di lavorazione volumetrico e con le altre variabili di lavorazione menzionate sopra, fornisce una zona di taglio non pressurizzante a monte della scanalatura di trasferimento 52 in corrispondenza della parete di testa 44 del passaggio 24 in cui si raccoglie un pozzetto di materiale relativamente piccolo e rapidamente ricircolante che genera elevata forza di taglio e costante rinnovo superficiale.

Cos? le bolle di volatili entro il materiale vengono rotte fratturando la schiuma e liberando i volatili nel passaggio per essere rimossi attraverso il mezzo sotto vuoto V. Questa raccolta, rottura delle bolle e trasferimento del materiale avviene con un minimo aumento di pressione entro il pozzetto, cos? da minimizzare il ridiscioglimento dei volatili dalle bolle del materiale.

La scanalatura di trasferimento non pressurizzante 52 fornisce, anche una zona di taglio non pressurizzante. La capacit? di volume di trasferimento della scanalatura di trasferimento 52 ? sufficiente a permettere una rapida rotazione del materiale entro la scanalatura di trasferimento 52 mentre la superficie 2G di rotore ruota oltre la scanalatura, provocando l'ulteriore rottura della schiuma dovuta al rinnovo superficiale e rottura delle bolle durante il trasferimento. I volatili liberati dalla rottura delle bolle entro la scanalatura di trasferimento 52 passano attraverso la scanalatura di trasferimento ed i passaggi di devolatilizzazione vengono prelevati attravers? il mezzo sotto vuoto V. Un ulteriore vantaggio viene umuu BKtVtlll KIUUAHUI & uu.

' 2QI39 MILANO- Via M. Melloni? 32 fornito dall'aumento minimo nella pressione esistente nelle zone di taglio non pressurizzanti. Le bolle di volatili possono continuare a nuclearsi e crescere durante la rapida rotazione del materiale in ciascuna delle zone di taglio non pressurizzanti aumentando ulteriormente l'efficacia del trasferimento in massa. Inoltre un aumento nel numero di bolle (ed area superficiale) pu? verificarsi quando la forza di taglio provoca la divisione delle bolle.

Zone di taglio non pressurizzanti in aggiunta a quelle entro la scanalatura di trasferimento 52 ed in corrispondenza della parete di testa 44 possono essere fornite dall'introduzione in uno o pi? canali di devolatilizzazione di uno o pi? elementi di taglio non pressurizzanti. Un tipo di elemento di taglio 92 ? posizionato nel passaggio 24 come illustrato nelle Figg. 1, 2, e 4. L'elemento di taglio 92 ? rettangolare in sezione trasversale ed ? posizionato in modo da ostruire il flusso senza scosse del materiale espanso in corrispondenza della radice di canale 23b (Fig. 1) del passaggio 24 facendo si che un pozzetto di materiale piccolo e rapidamente ricircolante si raccolga a monte dell'elemento di taglio 92 come indicato da una piccola freccia, in Fig. 4,- finch? il.pozzetto ? abbastanza grande da fuoruscire sopra l'elemento di taglio 92 e continuare il suo flusso verso la parete di testa 44. La geometria dell'elemento di taglio 92 ? coordinata con la geometria del passaggio di devolatilizzazione e con il regime di flusso volumetrico e la velocit? del rotore in modo che l'area in sezione' trasversale ? disponibile per il flusso di materiale espanso oltre l'elemento di taglio 92 ? maggiore di quella effettivamente occupata dal materiale cosi viene generata una forza di taglio entro il materiale per la rottura delle bolle senza alcun aumento notevole nella pressione entro il materiale in modo che ? minimo il ridiscioglimento dei volatili nel materiale. Un altro elemento di taglio 92 ? posizionato nel pas20129 MILANO-Via M. Melloni, 32

saggio di devolatilizzazione 28 (canale 27) per fornire un'ulteriore zona di taglio non pressurizzante in tale passaggio (Figg. 1, 3 e 4).

Le Figg. 1-4 mostrano un singolo elemento di taglio in ciascun passaggio, ma si pu? introdurre in ciascun passaggio pi? di un elemento di taglio e sono possibili geometrie alternative. Per esempio le Figg. 5a e 5b illustrano tre elementi di taglio non pressurizzanti 94a,94b e 94c che si estendono radialmente nel passaggio 24 per ostruire il flusso senza scosse di materiale espanso in corrispondenza di lati alternati del canale, facendo si che un pozzetto di materiale rapidamente ricircolante si raccolga a monte di ciascun elemento di taglio (indicato dalle frecce pi? piccole in Fig. 5b), generando una forza di taglio per la rottura delle bolle e la liberazione dei volatili. Poich? pi? materiale viene t

portato in ciascuna zona di taglio., una parte del materiale lascia la zona per essere portato alla zona di taglio successiva, per esempio il materiale raccolto e tagliato a monte dell'elemento 94a viene diretto verso il lato opposto del canale, portato oltre l'elemento 94a e viene raccolto a monte dell'elemento 94b per l'ulteriore forza di t?glio ?e cos? via finch? il materiale fluisce verso la zona di taglio non pressurizzante in corrispondenza della parete di testa 44 descritta sopra e viene ivi raccolto. Le geometr?e degli elementi di taglio 94a, 94b e 94c sono anche atte a fornire un'area in sezione trasversale disponibile per il flusso del materiale oltre ciascun elemento maggiore di quella occupata dal materiale, in modo che una forza di taglio viene generata senza aumento notevole di pressione entro il materiale.

Un'altra forma di elemento di taglio non pressurizzante viene illustrata nelle Figg. 6a e 6b. L'elemento di taglio 96 si estende radialmente nel canale 23 ed UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

20128 MILANO-Via M. Melloni, 32 ? sagomato in modo da conformarsi strettamente alla sagoma in sezione trasversale del canale. Scanalature circonferenziali 96 a sono formate nelle parti dell'elemento 96 adiacenti alle pareti laterali 23a del canale. La somma delle aree in sezione trasversale di queste scanalature ? calcolata per essere maggiore dell'area effettivamente occupata del materiale che fluisce oltre l'elemento 96. Cos? il materiale viene raccolto a monte dell'elemento 96 sotto forma di pozzetto rapidamento ricircolante che genera una forza di taglia entro il materiale. Quando pi? materiale entra in questa zona di taglio, una parte del materiale viene portato dalle pareti di canale rotanti 23a attraverso le scanalature 96a oltre l'elemento 96. A causa dell'area in sezione trasversale disponibile per il flusso di materiale oltre l'elemento 96, una forza di taglio efficace pu? essere indotta senza alcun aumento notevole nella pressione entro il materiale.

L'introduzione nello stadio di devolatilizzazione delle ulteriori zone di taglio non pressurizzanti fornite dagli elementi di taglio non pressurizzanti descritti sopra pu? risultare in una -devolatilizzazione altamente efficace di certi materiali. Questi elementi sono specialmente efficaci quando si lavorano materiali viscosi e viscoelastici che formano schiume altamente stabili che richiedono un elevato regime di taglio per una rottura efficace della schiuma.

Nel funzionamento, il materiale contenente i volatili entra nello stadio di devolatilizzazione ad un regime controllato e ad un livello di temperatura e pressione determinati dalla dimensione in sezione trasversale dell'entrata 50b dello stadio che pu? essere precisamente controllata dalla porta di controllo 8A (Figg.2 e A). Normalmente il materiale viene alimentato allo stadio di devolatiUFFICID BREVETTI RICCARDI & CO.

20129 MILANO-Via M. Melloni, 32 lizzazione e trascinato attraverso lo stadio sotto forma di un trefolo sostanzialmente continuo. Tuttavia nel caso di materiali di elasticit? inferiore che vengono lavorati ad elevate velocit? di rotazione, pu? non formarsi un trefolo continuo. Al contrario si possono formare grumi o pezzi discontinui di materiale poich? le superfici di canale rapidamente rotanti trascinano parti del materiale via dall'entrata rompendo il trefolo. Quando il materiale entra nel passaggio 2A dello stadia, il materiale riscaldato e pressurizzato subisce un'improvvisa diminuzione di pressione e subisce anche una rapida espansione in volume poich? i volatili contenuti nel materiali ora surriscaldato vaporizzano, nucleando bolle attraverso tutto il volume di materiale. Poich? il primo passaggio di devo-Jatilizzazione 2A fornisce una capacit? di volume di lavorazione maggiore del volume espanso del materiale schiumoso, questa nucleazione e crescita di bolle ? sostanzialmente non limitata e rimane sostanzialmente non limitata mentre il materiale sotto vuoto viene portato avanti in una maniera di flusso sostanzialmente a pezzi. Cos? un'efficace nucleazione e crescita di bolle pu? continuare a verificarsi mentre il materiale, schiumoso viene, portato verso la superficie di parete di testa AA per la raccolta, il taglio e lo scarico dal passaggio 2A attraverso la uscita 52a. La coordinazione del volume di materiale che entra nel passaggio (il regime di lavorazione volumetrico) e la capacit? di volume di lavorazione del passaggio con le altre variabili di lavorazione descritte sopra permette al materiale espanso di occupare un volume che ? inferiore alla capacit? di volume del passaggio 2A, in modo che il materiale non subisce alcun aumento sostanziale di pressione quando viene portato in avanti attraverso il passaggio ma invece ? libero di espandersi fino al massimo grado in risposta alla temperatura ed al li. 20129 MILANO-Via M. Melloni? 32

vello di vuoto nel passaggio.

Nella forma di realizzazione preferita, il flusso del materiale espanso viene ostruito in corrispondenza di un elemento di taglio non pressurizzante 92, in modo che quando pi? materiale si avvicina all'elemento di taglio 92, un pozzetto ricircolante di materiale viene formato a monte dell'elemento 92. Questa ricircolazione induce una forza di taglio entro il materiale per promuovere un rinnovo superficiale efficace e la rottura delle bolle ma non produce alcun aumento notevole della pressione entro il materiale. Quando pi? materiale viene portato verso l'elemento di taglio 92, il materiale fuoriesce sopra l'elemento di taglio 92 e viene di nuovo portato in maniera di flusso a pezzi verso la parete di testa 44.

In corrispondenza della parete di testa 44, il materiale espanso viene raccolto sotto forma di pozzetto di materiale rapidamente ricircolante, generando un elevato grado di taglio entro il materiale per il rinnovo superficiale e la rottura delle bolle. Il materiale viene scaricato dal passaggio 24 attraverso l'uscita 52a e viene trasferito all'ultimo passaggio di devolatilizzazione 28 attraverso la scanalatura di trasferimento 52. Come menzionato, la scanalatura di trasferimento 52 (Fig. 4) fornisce una capacit? di volume di trasferimento che ? maggiore del volume espanso del materiale schiumoso che viene trasferito dal passaggio 24 al passaggio di devolatilizzazione 28 immediatamente adiacente (Figg. 1 e 4). Perci? non vi ? alcun aumento notevole nella pressione entro la scanalatura di trasferimento 52 quando il materiale viene trasferito dal passaggio 24 al passaggio 28. Di conseguenza la pressione generata a monte della scanalatura di trasferimento non pressurizzante 52 entro il pozzetto di materiale ricircolante in corrispondenza della parete di testa 44 non ? notevolmente maggiore di quella necessaria per ^M.UN0-V?MX??? scaricare il materiale dal passaggio 24. Inoltre la scanalatura di trasferimento non pressurizzante 52 fornisce una capacit? di volume di trasferimento sufficiente a permettere unaa rapida rotazione del materiale entro la scanalatura di trasferimento 52 quando la superficie 20 di rotore ruota oltre la scanalatura, inducendo forza di taglio e provocando l'ulteriore rottura della schiuma durante il trasferimento con un mino aumento nella pressione entro la scanalatura di trasferimento 52.

Questo ciclo di esposizione del materiale al vuoto per una nucleazione e crescita di bolle non limitate durante il suo viaggio di tipo a pezzi attraverso il passaggio di devolatilizzazione, di forza di taglio non pressurizzante e rinnovo superficiale per la rottura delle bolle e rilascio di volatili in corrispondenza della zona di taglio, e trasferimento del materiale al passaggio di devolatilizzazione immediatamente adiacente per mezzo di una scanalatura di trasferimento non pressurizzante che fornisce un'ulteriore zona di taglio, continua attraverso i passaggi di devolatil?zzazione intermedi, (descritti sopra), se ve ne sono, finch? il materiale entra nell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 28 attraverso l'entrata 52b (Figg. 3 e 4).

Nel passaggio 28, il materiale viene portato in avanti dalla rotazione del rotore 12, tagliato per la rottura delle bolle in corrispondenza di un elemento di taglio non pressurizzante 92 e si avvicina alla superficie di parete di testa 44 dell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 28 per la raccolta e lo scarico dallo stadio di devolatilizzazione attraverso la .scanalatura di trasferimento 56 (Fig. 4), che fornisce l'uscita 56a dallo stadio. La scanalatura di trasferimento 56 non ? una scanalatura di trasferimento non pressurizzante. Cos? la pressione alla quale il materiale viene scaricato dallo stadio di devolatilizzazione viene determinata in parte dalla di20120 MILANU-ViaM? "?''?"??? ?

mensione in sezione trasversale dell'uscita 56a e pu? essere controllata precisamente da una porta di controllo (non mostrata) posizionata in corrispondenza dell'entrata di passaggio immediatamente a valle (non mostrato) in una maniera simile a quella descritta sopra per la porta di controllo 84 (Fig. 2). Di conseguenza l'uscita 56a rimane piena di materiale in modo sostanzialmente completo durante il funzionamento per fornire una barriera di materiale che agisce come tenuta al vuoto in corrispondenza dell'uscita dello stadio di devolatilizzazione, in una maniera simile a quella descritta per l'entrata 50b. Inoltre la porta di controllo di uscita pu? essere usata per controllare precisamente la dimensione del pozzetto di materiale ricircolante in corrispondenza della parete di testa A4 del passaggio 28.

Poich? l'uscita 56a ? sostanzialmente piena di materiale durante il funzionamento, la pressione viene generata entro il pozzetto di materiale ricircolante raccolto in corrispondenza della superficie di parete di testa AA dell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 28, inducendo l'ulteriore rottura di qualsiasi bolla che rimanga nel materiale mediante ridiscioglimento di qualsiasi volatile restante nel materiale. La pressione generata aiuta anche nello scarico del materiale dallo stadio di devolatilizzazione attraverso l'apertura relativamente stretta dell'uscita 56a. i vantaggi distintivi di uno stadio di devolatilizzazione della presente invenzione possono essere meglio compresi facendo riferimento ai seguenti esempi. Sono state condotte le prove confrontando l'efficacia di un apparecchio di lavorazione con scanalature di trasferimento pressurizzanti e con scanalature di trasferimento non pressurizzanti in varie condizioni di lavorazione e trattando vari materiale nell'apparecchio di lavorazione. Tra i materiali lavorati vi sono:

umoju ttrttvt 111 KltUAHDI & CO.

20,29 MILANO-Vla M. Melloni, 32

MATERIALE LAVORATO VOLATILI RIMOSSI

Polistirolo stirene, etilbenzene Copolimero stirene-acrilonitrile (SAN) stirene, acrilonitrile Copolimeri di polietilene a bassa

densit? (LDPE) comonomeri

I parametri che descrivono la gamma operativa provata dell'apparecchio di

lavorazione sono i seguenti:

Apparecchio di lavorazione: regime di flusso: 22.6-90,7 kg/h velocit? del rotore: 20-200 RPM

livello di vuoto: 1-760 mm Hg temperatura di lavorazione: 176.6-288?C

Alimentazione: temperatura del materiale : 176,6-288?C concentrazione di volatili : 44 ppm - 10% viscosit? (alla temperatura

di alimentazione) : 1-400 MFI

Prodotto: temperatura del materiale : 176,6-288?C concentrazione di volatili : 10 ppm - 1% viscosit? (alla temperatura

di uscita) : 1-400 MFI

I materiali provati vengono osservati per espandersi sotto vuoto nello stadio

di devolatilizzazione da 1 a 5 volte il loro volume di alimentazione. I materiali,

le gamme di parametri e le dimensioni dell'apparecchio di lavorazione elencati

sopra e negli esempi vengono intesi essere illustrativi dell'efficacia ottenibile

con una forma di realizzazione della presente invenzione e non devono essere in?

tesi come limitativi. I risultati di queste prove vengono descritti negli Esempi

1-4 riportati appresso e vengono tracciati nelle Figg. 7 - 10.

ESEMPIO 1

Un apparecchio di lavorazione rotante del tipo descritto sopra viene usato per urnuiu onestili Iiiwniwi ? WWI ' Z012B MILANO-VlaM. Melloni, 32

lavorare polisterene contenente stirene ed etilbenzene come impurit? a concentrazioni iniziali di volatili CQ di 2612 ppm, 2673 ppm e 3217 ppm. L'apparecchio di lavorazione rotante include un rotore avente un raggio (come in Fig. 2) di 95,25 mm e portante un singolo stadio di devolatilizzazione di cinque canali di devolatilizzazione ciascuno avente una larghezza W (come in Fig. 1) di 17,46 mm ed uno stadio di pompaggio di un canale avente una larghezza W di 6,35 mm. Il raggio di radice del canale (come in Fig. 2) dei canali di devolatilizzazione ? di 53,98 mm e quello del canale di pompaggio ? di 66,68 mm. Il regime di alimentazione viene controllato da un estrusore che alimenta in modo, forzatoci materiale all'entrata dello stadio di devolatilizzazione a 45,36 kg/h. La temperatura del materiale viene mantenuta a 232, 2?C. Si usa un mezzo sotto vuoto per prelevare i volatili dallo stadio di devolatilizzazione e per mantenere un vuoto P v entro lo stadio di 5-12 mm Hq a.

La serie iniziale di prove viene condotta con strette scanalature di trasferimento pressurizzanti sostituite al posto delle scanalature di trasferimento non pressurizzanti della presente invenzione. Cosi il materiale viene lasciato espandere ma viene indotta una pressione a ciascuna parete di testa ed entro le scanalature di trasferimento, risultando in un ridiscioglimento almeno parziale dei volatili separati in diversi punti entro lo stadio di devolatilizzazione ed abbassando l'efficacia dello stadio come illustrato in Fig. 7. Le scanalature di trasferimento entro lo stadio di devolatilizzazione hanno un'altezza radiale media di 19,05 mm ed una larghezza di scanalatura media (come in Fig. 4) di 17,46 mm; l'angolo t (come in Fig. 4) ? di 30?. L'efficacia di separazione E'^, (=1 - C^/C^ ove ? la concentrazione finale dei volatili e C ? la concentrazione iniziale dei

o

ima MILANO-Via ?? Melloni, 32 volatili) a varie velocit? di rotazione viene tracciata sotto forma di linea spezzata in Fig. 7.

L'apparecchio di lavorazione viene quindi alterato per fornire scanalature di trasferimento non pressurizzanti entro lo stadio di devolatilizzazione secondo la presente invenzione. Le dimensioni dei passaggi di devolatilizzazione rimangano invariate. Le prove vengono condotte con Je scanalature di trasferimento non pressurizzanti con W^. = 20,63 mm, 47,62 mm, 41,27 mm e 38,10 mm rispettivamente. L'altezza radiale media delle scanalature ? di 17,15 mm e viene quindi cambiata a 23,80 mm fornendo scanalature di trasferimento di materiale con approssimativamente un'area doppia in sezione trasversale o pi?. Quando l'altezza radiale ? 23,80 mm, elementi di taglio non pressurizzanti (descritti sopra) vengono inseriti nei primi quattro canali di devolatilizzazione. L'angolo delle scanalature di trasferimento A ? di nuovo 30?. La concentrazione iniziale in volatili ? 2352 ppm quando usando le scanalature di trasferimento con altezza radiale di 17,15 mm, e 2322 ppm con quelle da 23,80 mm. L'efficacia di separazione E'j. a varie velocit? di rotazione viene tracciata sotto forma di linea piena in Fig. 7.

ESEMPIO 2

L'apparecchio di lavorazione descritto sopra per l'Esempio 1 viene usato per determinare l'effetto sull'efficacia di separazione di variare il livello di vuoto ad una velocit? di rotore costante di 60 giri al minuto. Polistirene (come nello Esempio 1) avente una concentrazione iniziale in volatili di 3217 ppm viene lavorato usando le scanalature di trasferimento pressurizzanti descritti nello Esempio 1. Quando si usano le scanalature di trasferimento non pressurizzanti meno profonde (altezza radiale 17,15 mm), il CQ del materiale ? 2352 ppm; 20129 MILANO-Via M. Melloni, 3Z

quando si usano le scanalature pi? profonde (23,80 mm) con elementi di taglio non pressurizzanti, CQ ? 2322 ppm. Entrambi i tipi di scanalature di trasferimento non pressurizzanti vengono descritte nell'Esempio 1. Il livello di vuoto nello stadio di devolatilizzazione viene variato da circa 5 a 760 mm Hg. Tutte le altre condizioni sono le stesse di quelle descritte per l'Esempio 1. Le efficace di separazione espresse in termini di un rapporto di concentrazione senza dimensione C = C^/C^ (concentrazione finale/ concentrazione iniziale di volatili) vengono tracciate nella Fig. 8.

Come si pu? vedere nelle Figg. 7 ed 8, malgrado la concentrazione di partenza iniziale inferiore, le efficace di separazione a vari livelli di vuoto e varie velocit? di rotore vengono grandemente migliorate fornendo le scanalature di trasferimento non pressurizzanti della presente invenzione, cos? da fornire zone di taglio entro lo stadio di devolatilizzazione che inducono la rottura delle bolle ed il rilascio dei volatili senza un aumento notevole nella pressione. Il miglioramento ? particolarmente notevole alle velocit? inferiori di rotore ed ai livelli inferiori di vuoto provati. Come si pu? vedere nella Fig. 7, l'efficacia di separazione usando scanalature di trasferimento pressurizzanti ? molto bassa a basse velocit? di rotore, cio? circa 0,37 a 25 giri al minuto e si avvicina ad un massimo di 0,7 a 150 giri al minuto. Alterando l'apparecchio di lavorazione per. fornire le scanalature di trasferimento non pressurizzanti della presente invenzione, l'efficacia di separazione viene grandemente migliorata, rimanendo quasi costante a circa 0,75 a tutte le velocit? di rotore provate. Questo miglioramento pu? essere particolarmente notevole quando si devolatilizzano materiali sensibili al taglio che possono ora essere devolatilizzati a velocit? di rotore inferiori. Inoltre per molti altri materiali, l'abbassaUFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

20128 MILANO- Via M. Melloni, 32 mento della velocit? del rotore pu? diminuire notevolmente il consumo

di energia senza alcun effetto notevole sull'efficacia di devolatilizzazione.

Nella Fig. 8, ? si avvicina ad un minimo costante di circa 0,4 (?'^, = circa

0,6) a bassi livelli di vuoto quando si usano scanalature di trasferimento pres-

/N* surizzanti. L'uso di scanalature non pressurizzanti abbassa notevolmente C,

raggiungendo circa 0,24 (?'^ = circa 0,76) ad una pressione di 6 mm Hg.

Inoltre 0 non mostra un minimo costante agli stessi bassi livelli di vuoto,

indicando che concentrazioni finali inferiori di volatili possono essere ottenu?

te se lo si desidera.

ESEMPIO 3 ?

L'effetto della viscosit? del materiale alimentato all'apparecchio di lavo?

razione sulle efficace di separazione a varie velocit? di rotore, viene prova?

to usando l'apparecchio di lavorazione dell'Esempio 1 con le scanalature di

trasferimento non pressurizzanti per rimuovere il comonomero dal copolimero

LDPE. Vengono lavorati due campioni simili, il campione A avente una visco?

sit? di 2MFI (CL = 3460 ppm) ed il campione B avente una viscosit? di 400

MFI (C = 8400 ppm). Come mostrato nella Fig. 9, l'efficacia di separazione

E'j, ? circa 0,99 per il copolimero di viscosit? inferiore B, e varia da 0,60 a

0,83 per il copolimero di viscosit? superiore A. L'efficacia di separazione re?

lativamente elevata per il copolimero ad alta viscosit?, particolarmente a ve?

locit? di rotore superiori, viene raggiunta malgrado una concentrazione in vo?

latili iniziale inferiore. Cos? come si pu? vedere in Fig. 9, una rimozione di

volatili altamente efficiente ?' ottenibile per i materiali sia ad alta che a bassa

viscosit? usando l'apparecchio di lavorazione della presente invenzione.

UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

20129 MILANO-Via M. Melloni, 32

ESEMPIO 4

La Fig. IO illustra l'effetto sull'efficacia di separazione E'^, del variare il regime di lavorazione di un copolimero SAN nell'apparecchio di lavorazione dell'Esempio 1 usando scanalature di trasferimento non pressurizzanti.

Molta poca variazione in efficacia pu? essere notata per regimi di lavorazione di 45,36 kg/h, 64,86 kg/h ed 89,81 kg/h. Cos? l'apparecchio di lavorazione della presente invenzione pu? essere usato per lavorare materiali entro un'ampia gamma di regimi di lavorazione, purch? il regime di lavorazione volumetrico del materiale schiumoso che viene trasferito attraverso le scanalature di trasferimento sia inferiore alla capacit? di volume di trasferimento delle scanalature.

Gli esempi sopra riportati e le Figg. 7 - 10 dimostrano chiaramente la versatilit? e l'efficacia di apparecchi di lavorazione rotanti della presente invenzione.

Le Figg. 11 - 20 illustrano un apparecchio di lavorazione rotante a pi? stadi particolarmente preferito che include l'originale stadio di devolatilizzazione perfezionato della presente invenzione. Come mostrato nella Fig. 11, il rotore 212 porta una pluralit? di canali anulari racchiusi dalla superficie di chiusura 218 della carcassa 216 per formare passaggi che sono atti a fornire diversi stadi entro l'apparecchio di lavorazione per effettuare varie funzioni di lavorazione. Il passaggio di lavorazione 222, formato con il canale 221, fornisce io stadio di alimentazione che ? atto a ricevere materiale liquido alimentato all'apparecchio di lavorazione. I passaggi di devolatilizzazione 224,226 e 228,. formati con i canali rispettivamente 223, 225 e 227, forniscono il primo stadio di devolatilizzazione. I passaggi di devolatilizzazione 232, 234 e 236 formati con i canali 231, 233 e 235, forniscono il secondo stadio di devolatilizzazione. Il passaggio 230 (canale 229) fornisce uno stadio di mescolamento che separa gli UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

2Q12S MILANO-Vla M. Mellonli 32 stadi di devolatilizzazione. Il passaggio 238 (canale 237) fornisce uno stadio

di pompaggio, mentre il passaggio 240 (canale 239) all'esterno del passaggio

238 fornisce un o stadio di omogeneizzazione.

Come illustrato schematicamente in Fig. 12, i passaggi sono interconnessi

da scanalature di trasferimento di materiale (formate nella superficie 218 del?

la carcassa 216) disposte in modo tale che il materiale lavorato in un passag?

gio pu? essere trasferito ad un altro passaggio per l'ulteriore lavorazione.

Le scanalature di trasferimento e le entrate e le uscite associate con esse

possono essere formate direttamente nella superficie di chiusura. Alternativa-

mente esse, nonch? gli organi di bloccaggio descritti appresso, possono essere

fornite da una o pi? piastre di trasferimento toglibili associate con la carcassa

216 come descritto nel brevetto U.S.A. N? 4.227.816.

Nell'apparecchio di lavorazione illustrato in Fig. 11, il primo stadio di devo?

latilizzazione comunica con il collettore di vuoto 276 attraverso l'apertura

217 attraverso la carcassa 216. L'apertura 217 si estende su passaggi di devola?

tilizzazione adiacenti 224,226 e 228. Il posizionamento preferito del collettore

sotto vuoto 276 attorno alla circonferenza dei passaggi viene pi? chiaramente

mostrato nelle Figg. 12,14,15 e 16. Il collettore sotto vuoto 276 comunica anche

con una sorgente di vuoto (non mostrata) attraverso l'apertura 275 per evacuare

i passaggi dello stadio di devolatilizzazione. Il collettore 276 pu? anche comunica?

re con un mezzo di misurazione di vuoto (non mostrato) attraverso l'apertura

277. Un secondo collettore di vuoto 276 comunica anche in una maniera simile

con il secondo stadio di devolatilizzazione come illustrato nelle Figg. 11 e 12.

Gli stati di devolatilizzazione possono essere allo stesso livello di vuoto od a

livelli di vuoto differenti.

20129 MILANO- Via M. Melloni, 32 * 1

?. Come mostrato nella Fig. 11, la superricie 220 del rotore 212 ? distanziata dalla superficie 218 dalla carcassa 216 per uno stretto interstizio 219. Questo stretto interstizio tuttavia non ? per s? stesso normalmente sufficiente ad impedire la perdita di vuoto negli stadi di devolatilizzazione. Di conseguenza le superfici 220 di rotore tra canali con livelli di pressione differenti sono dotate di mezzi di tenuta come le tenute al vuoto 278 mostrate nella Fig. 11 tra i canali 221 e 223, 227 e 229, 229 e 231 e tra i canali 235 e 237. Inoltre delle tenute 279 (Fig. 11) sono previste alle estremit? del rotore e tra i canali 237 e 239 per controllare la perdita di materiale liquido sulla superficie 220 di rotore. Queste tenute vengono completamente descritte nel brevetto U.S.A. sopra citato N? 4.300.842. La tenuta non viene mostrata tra i canali entro ciascuno stadio di devolatilizzazione ma potrebbe essere prevista se lo si desidera.

Nervature circonferenziali 280 (Figg. 11 e 12) sono associate con la carcassa 216 e sono posizionate alla periferia dello stadio di devolatilizzazione per impedire l'ostruzione della linea di vuoto. I mezzi di controllo della temperatura 282 illustrati in Fig. 11 sono una serie di camere come descritto per il mezzo di controllo di temperatura 82 (Fig. 1), attraverso le quali un fluido di trasferimento di calore pu? essere fatto circolare in maniera nota per riscaldare o raffreddare le pareti di canale dell'apparecchio di lavorazione per fornire un controllo della temperatura del materiale durante la lavorazione. La superficie di chiusura pu? anche essere dotata di simili mezzi di controllo della temperatura (non mostrati) se lo si desidera. La Fig. 13 illustra il passaggio 222 dello stadio di alimentazione. Il passaggio 222 include l'entrata 248, l'uscita 250a e l'organo di bloccaggio 241 che fornisce la superficie di parete 20129 MILANO-Via M. Melloni, 32

di testa 242 per il passaggio 222. La superficie di parete di testa 242 ? distanziata dall'entrata 248 per una parte principale della distanza circonferenziale attorno al passaggio, ed ? disposta vicino all'uscita 250a. Nel funzionamento, materiale liquido viene fornito gravitazionalmente o mediante alimentazione forzata all'apparecchio di lavorazione mediante l'entrata 248, e viene ricevuto nel canale 221. Il materiale viene trascinato dalle pareti rotanti 221a (Fig. 11) del canale 221 verso la superficie di parete di testa 242. Il corpo principale di materiale viene tenuto dalla superficie di parete di testa in modo tale che un movimento reciproco viene stabilito tra il corpo principale limitato di materiale ed il materiale adiacente alle pareti rotanti 221a del canale. Questo movimento reciproco risulta in un aumento nella temperatura e nella pressione entro il materiale quando si avvicina alla superficie della parete di testa 242 come descritto nel brevetto U.S.A. sopra citato N? 4.194.841. In corrispondenza della superficie di parete di testa 242, il materiale viene raccolto per lo scarico attraverso l'uscita 250a e trasferito allo stadio di devolatilizzazione per mezzo della scanalatura di trasferimento 250 (Fig. 12) che fornisce l'uscita 250a per il passaggio 222 e l'entrata 250b per il passaggio 224, il primo passaggio del primo stadio di devolatilizzazione ? come mostrato nelle Figg. 12 e 14.

L'entrata 250b illustrata nelle Figg. 12 e 14 ? relativamente stretta in sezione trasversale che genera l'aumento di pressione e temperatura a monte dell'entrata 250b nel passaggio 222 cosi da fornire il riempimento completo dell'entrata 250b ed impedire la perdita di vuoto attraverso l'entrata 250b stessa. Un ulteriore controllo preciso della temperatura di entrata, della pressione e della tenuta al vuoto durante il funzionamento possono essere ottenuti ??? ???? oncvtf il KIUUAHD! t CO. , 20128 MILANO-ViaM. Melloni, 32 prevedendo la porta di controllo di entrata 284 in corrispondenza della entrata 250b del primo stadio di devolatilizzazione (Fig. 14). La porta di controllo 284 pu? essere atta ad essere regolabile dall'esterno dell'apparecchio di lavorazione e limita l'apertura di entrata 250b ad un grado prestabilito come descritto per la porta di controllo 84 (Fig. 2).

Le Figg. 11, 12, 14, 15 e 16 illustrano il primo stadio di devolatilizzazione comprendente tre passaggi di devolatilizzazione: il primo passaggio di devolatilizzazione 224, il passaggio di devolatilizzazione intermedio 226 e l'ultimo passaggio di volatilizzazione 228. La geometria di ciascun passaggio di devolatilizzazione fornisce una capacit? di volume di lavorazione scelta per la coordinazione con le altre variabili di lavorazione come descritto sopra.

Ciascun passaggio di devolatilizzazione include l'organo di bloccaggio 243 che fornisce la superficie di parete di testa 244 per il passaggio, per raccogliere il materiale per lo scarico dal passaggio. 11 distanziamento di ciascun organo di bloccaggio 243 attorno alla circonferenza dello stadio di devolatilizzazione viene scelto per permettere ottime caratteristiche di progettazione per. le scanalature di trasferimento 252 e 254. Come menzionato le scanalature di trasferimento e gli organi di bloccaggio possono essere forniti da piastre di trasferimento toglibili. Poich? la misurazione circonferenziale di una piastra di trasferimento dipende dalla disposizione degli organi di bloccaggio associati e delle scanalature di trasferimento, in passato lo sfalsamento circonferenziale degli organi di bloccaggio portati da una singola piastra di trasferimento veniva mantenuto ad un minimo. Tuttavia la disposizione preferita del primo stadio di devolatilizzazione della Fig. 12 fornisce gli organi di bloccaggio 243 che sono progressivamente spostati uno dall'altro per una distanza angolare notevole. Questo spostamento o UFFICIO BREVETTI RICCARDI t CO.

??2? MILANO-Via M. Melloni, 32 sfalsamento pu? permettere un aumento notevole nella larghezza delle scanalature di trasferimento 252 e 254 senza un aumento indesiderabilmente grande nella distanza assiale attraverso la superficie 220 di rotore tra canali di devolatilizzazione, che a sua volta potrebbe produrre un notevole aumento nella lunghezza assiale del rotore 212. Di conseguenza il controllo delle aree in sezione trasversale e cos? il controllo delle capacit? di volume m

di trasferimento delle scanalature di trasferimento 252 e 254 pu? essere almeno parzialmente effettuato mediante lo sfalsamento angolare degli organi di bloccaggio 243. Per esempio, per un apparecchio di lavorazione rotante avente un diametro di rotore di 190,5 mm, una larghezza di superficie di rotore assiale di 12,70 mm tra canali di devolatilizzazione ed uno spostamento angolare di 33,5? tra organi di bloccaggio, scanalature di trasferimento disposte con un angolo t> (Fig. 4) di 30? dalla direzione circonferenziale avranno una larghezza (Fig. 4) di 269,87 mm.

Un deviatore di flusso circonferenziale 286 (Figg. 14, 15 e 16) ? previsto per ciascun passaggio di devolatilizzazione per deviare il materiale verso la superficie di radice del canale di devolatilizzazione per minimizzare l?ostruzione della linea per vuoto. I deviatori di flusso illustrati 286 formano parte del gruppo deviatore di flusso 285 (Fig. 11), ma si possono usare deviatori di flusso separati per ciascun passaggio di devolatilizzazione.

Come mostrato nella Fig. 16, l'ultimo passaggio di devolatilizzazione 228 include un elemento di taglio non pressurizzante facoltativo 292 che agisce in una maniera simile agli elementi di taglio 92 (Figg. 1-4) per fornire un'ulteriore zona di taglio non pressurizzante per lo stadio di devolatilizzazione. Elementi di taglio 292 possono anche essere inclusi nel primo passaggio e nei passaggi 20125 MILANO-Vla M. Mellon!, 32

intermedi dello stadio, e piu di un elemento di taglio pu? essere previsto per ciascun passaggio se lo si desidera.

Scanalature di trasferimento non pressurizzanti relativamente ampie 252 e 254 interconnettono i passaggi del primo stadio di devolatilizzazione come mostrato in Fig. 12. Le geometrie delle scanalature di trasferimento 252 e 254 forniscono capacit? di volume di trasferimento scelte per la coordinazione con le altre variabili di lavorazione come descr?tto sopra per la scanalatura di trasferimento non pressurizzante 52.

Una scanalatura di trasferimento relativamente stretta 256, mostrata in Fig. 12, fornisce l'uscita 256a dal primo stadio di devolatilizzazione e l'entrata 256b al passaggio 230 dello stadio di mescolamento. La scanalatura di trasferimento 256 fornisce il controllo della pressione di uscita e la tenuta al vuoto del primo stadio di devolatilizzazione. Un controllo preciso della pressione di uscita e della tenuta al vuoto durante il funzionamento pu? essere ottenuto fornendo la porta di controllo di volume di uscita 288 in corrispondenza della entrata 256b del passaggio di lavorazione 230 -come mostrato in Fig. 17. La porta di controllo di volume di uscita 288 pu? essere atta ad essere regolabile dall'esterno dell?apparecchio di lavorazione e limita l'apertura? di entrata 256b ad un grado prestabilito, cos? da controllare la pressione di scarico di materiale a monte in corrispondenza dell'uscita 256a nonch? la tenuta al vuoto dello stadio.

Nel funzionamento, materiale liquido entra nel passaggio di devoiatilizzazione 224 del primo stadio di devolatilizzazione in corrispondenza dell'entrata 250b ad una temperatura e. ad una pressione controllati dalla geometria dell'entrata 250b e dalla porta di controllo di volume di entrata 284 (Figg. 12 e 14) e viene deviato verso la radice del canale 223 dal deviatore di flusso 286. Quando il '?"?-nivu- via ?/?. Melloni, 32 materiale passa il bordo a valle del deviatore di flusso 286 (oppure alternativamente quando entra nel primo passaggio di devolatilizzazione

224 in corrispondenza dell'entrata 250b), esso viene esposto ad un vuoto prelevato da una sorgente di vuoto (non mostrata) attraverso il collettore per vuoto 276. L'improvvisa caduta di pressione provoca la formazione di schiuma rapida nel materiale ora surriscaldato quando i volatili contenuti nel materiale vaporizzano, formando bolle attraverso tutto il volume del materiale. A causa del coordinamento del regime di flusso di materiale che entra nel passaggio 224 e della capacit? di volume di lavorazione del passaggio con le altre variabili di lavorazione descritte sopra, il materiale schiumoso non subisce alcuna forza di taglio sostanziale od aumento di pressione quando viene portato in avanti attraverso il passaggio ed ? libero di espandersi fino al massimo grado in risposta alla temperatura ed al livello di vuoto nel passaggio.

In corrispondenza della parete di testa 244, il materiale schiumoso viene raccolto per lo -scarico dal passaggio 224 attraverso l'uscita 252 e viene trasferito al passaggio di devolatilizzazione intermedio 226 attraverso la scanalatura di trasferimento non pressurizzante 252. Il coordinamento del volume di materiale schiumoso che viene lavorato nel primo stadio di devolatilizzazione e della capacit? di volume di trasferimento della scanalatura di trasferimento 252 con le altre variabili di lavorazione descritte sopra fornisce un pozzetto di materiale schiumoso raccolto in corrispondenza della parete di testa 244 del passaggio 224 che ? un pozzetto relativamente piccolo in rapida ricircolazione per generare un'elevata forza di taglio ed un rinnovo costante superficiale. Cosi le bolle di volatili entro il materiale vengono rotte spaccando ?????????_?\??--'??5 M. Melloni, 32

la schiuma e liberando i volatili con un aumento minimo nella pressione

entro il pozzetto. Inoltre la scanalatura di trasferimento 252 fornisce una

capacit? di volume di tasferimento sufficiente a permettere una rotazione

rapida del materiale entro la scanalatura di trasferimento 252 quando la superficie 220 di rotore ruota oltre la scanalatura, provocando l'ulteriore rottura della schiuma durante il trasferimento. Una parte del calore perduto

dal materiale quando i volatili vaporizzano pu? essere sostituito quando il materiale schiumoso fa contatto con le superficie dell'apparecchio di lavorazione, le quali possono essere o riscaldate o raffreddate da mezzi di controllo

della temperatura 282 come descritto sopra. Ulteriore riscaldamento del materiale risulta dalla dissipazione viscosa entro le zone di taglio poich? la potenza dell'albero viene convertita in energia termica. Cos? la temperatura del materiale pu? essere controllata e pu? essere mantenuta ad un livello essenzialmente costante.

Dalla scanalatura di trasferimento 252 il materiale entra nel passaggio di devolatilizzazione intermedio -226 attraverso .-l'entrata .252b (Figg..d2 .e l5), ? ?.\:. e - r passa sotto il deviatore di flusso 286, viene esposto ad un vuoto e viene portato in avanti in modo di flusso a pezzi verso la parete di testa 244 per una forza

di taglio non pressurizzante e lo scarico attraverso l'uscita 254a. Il materiale

passa attraverso la scanalatura di trasferimento non pressurizzante 254 e

viene sottoposto a taglio entro di essa (Fig. 12), entra nell'ultimo passaggio

di devolatilizzazione 228 attraverso l'entrata 254b e passa sotto il deviatore

di flusso 286 (Fig. 16). Il materiale schiumoso viene portato attraverso il passaggio 228 nella maniera di flusso a pezzi verso l'elemento di taglio 292, ove

il suo flusso viene ostruito in modo che si forma un pozzetto di materiale ri

UFFICIA BREVETTI RICCARDI l CO.

20129 MILANO-Via M. Melloni, 32 circolante a monte dell'elemento di taglio 292 in una maniera simile a

quella descritta per l'elemento di taglio 92 (Figg. 1-4). Una forza di

taglio viene indotta entro il materiale nel pozzetto, rompendo le bolle

e rilasciando i volatili per la rimozione attraverso il collettore per vuoto 276. Poich? pi? materiale viene portato verso l'elemento di taglio, il pozzetto di materiale fuoriesce sopra l'elemento di taglio per essere portato verso la parete di testa 244 dell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 228.

Quando il materiale viene portato attraverso i passaggi di devolatilizzazione e trasferito tra di essi, esso viene continuamente sottoposto al vuoto e non subisce alcun aumento sostanziale nella pressione. Di conseguenza le bolle di volatili continuano a nuclearsi entro il materiale, crescere e rompersi come descritto sopra finch? il materiale si avvicina alla parete di testa 244 dell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 228 (Figg. 12 e 16). I volatili liberati dalla rottura delle bolle vengono prelevati attraverso il collettore per vuoto 276, che comunica con tutti i passaggi del primo stadio di devolatilizzazione. In corrispondenza-delia. parete di testa 244 del passaggio 228, il materiale viene raccolto per lo scarico dallo stadio di devolatilizzazione attraverso la scanalatura di trasferimento 256 (Fig. 16) che fornisce l'uscita 256a dallo stadio.

Come descritto sopra, la scanalatura di trasferimento 256 non ? una scanalatura di trasferimento non pressurizzante. Cos? la pressione alla quale il materiale viene scaricato dallo stadio di devolatilizzazione viene determinata in parte dalla dimensione in sezione trasversale dell'uscita 256 e pu? essere controllata precisamente dalla porta di controllo 288 (Fig. 17) descritta appresso. Di conseguenza l'uscita 256a rimane piena di materiale in modo sostanzialmente UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

2012fl MILANO-Via M. Melloni, 32 completo durante il funzionamento per fornire una tenuta al vuoto in corrispondenza dell'uscita dallo stadio come descritto sopra per l'uscita 56a

(Figg. 3 e 4). Poich? l'uscita 256a del primo stadio di devolatilizzazione ? sostanzialmente piena di materiale durante il funzionamento, si genera una pressione entro il materiale raccolto in corrispondenza della parete di testa 244 dell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 228 per indurre l'ulteriore rottura della schiuma come descritto sopra per l'uscita 56a (Figg. 3 e 4) e per scaricare il materiale attraverso l'uscita relativamente stretta 256a per il trasferimento attraverso la scanalatura di trasferimento 256 (Fig. 12) dallo stadio di devolatiiizzazione al passaggio 230 dello stadio di mescolamento (Fig. 17). Il primo stadio di devolatilizzazione descritto sopra presenta tre passaggi di devolatilizzazione che forniscono cinque zone di taglio non pressurizzanti ed interconnessi da due scanalature di trasferimento non pressurizzanti, ma si possono prevedere passaggi a seconda delle condizioni di lavorazione e dal materiale che viene lavorato.

Il passaggio 230 dello stadio di mescolamento illustrato nelle Figg. 12 e 17, include l'organo di bloccaggio 245 che fornsice la superficie di parete di testa 246 per il passaggio. La superficie di parete di testas? distanziata dalla entrata 256b per una parte principale della distanza circonferenziale attorno al passaggio, ed ? disposta vicino all'uscita 258a fornita dalla scanalatura di trasferimento 258. Nel funzionamento il materiale devolatilizzato sostanzialmente non schiumoso che entra nel passaggio 230 viene trascinato dalle pareti rotanti del canale 229 verso la superficie di parete di testa 246. Il corpo principale di materiale viene trattenuto dalla superficie di parete di testa in modo che la temperatura e la pressione del materiale aumentano quando esso viaggia UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

20128 MJLANO-Via M. Melloni, 32 attraverso il passaggio in una maniera simile a quella descritta per il passaggio 222 dello stadio di alimentazione. Quando il materiale continua ad essere trascinato in avanti verso la superficie di parete di testa, si stabilisce un forte movimento circolatorio nel materiale raccolto in corrispondenza della superficie della parete di testa risultando in una vigorosa azione di mescolamento entro il materiale. La scanalatura di trasferimento 258 (Fig. 12) fornisce l'uscita 258a per il passaggio 230 e l'entrata 258b allo stadio di devolatilizzazione finale, e pu? essere della stessa geometria della scanalatura di trasferimento 250 (che fornisce l'entrata 250b al primo stadio di devolatilizzazione) o di geometria differenza a seconda della dimensione scelta per il pozzetto di ricircolazione alla parete di testa 246 e della pressione di scarico scelta per lo stadio di mescolamento.

Se lo si desidera lo stadio di mescolamento pu? essere modificato per permettere l'alimentazione nel passaggio di ulteriore materiale e/o di sostanze di veicolo che abbassano le pressioni parziali dei volatili contenuti nel materiale prima di trasferirlo al successivo stadio di devolatilizzazione. Questi ... . possono quindi essere mescolati accuratamente in corrispondenza della parete di testa 246 del passaggio 230 con il materiale che entra nel passaggio dal primo stadio di devolatilizzazione. Una maniera per ottenere questo accurato mescolamento sarebbe quella di includere nel . passaggio di mescolamento una struttura di mescolamento ed una finestra simile a quelle illustrate e descritte nel sopra citato brevetto U.S.A. N? 4.194.841 (Fig. 5 e colonna 8, linea 60 fino alla colonna 9, linea 11), che viene incorporato per riferimento in questa relazione.

Come menzionato, l'apparecchio di lavorazione illustrato include due stadi UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

2012B MILANO-Via M. Melloni, 32 di devolatilizzazione separati da uno stadio di mescolamento, ma pi? o meno stadi possono essere necessari a seconda del materiale che viene lavorato e della concentrazione e delle propriet? di volatili contenuti in esso. Inoltre ciascun stadio di mescolamento pu? avere pi? di un passaggio o uno qualsiasi o tutti gli stadi di mescolamento possono essere eliminati.

I passaggi e le scanalature di trasferimento dei successivi stadi di devolatilizzazione e degli stadi di mescolamento, se ve ne sono, che li separano, nonch? del primo passaggio 232 e rispettivamente del passaggio intermedio 234 e delle scanalature di trasferimento di devolatilizzazione 260 e 262 dello stadio di devolatilizzazione finale, sono simili come caratteristiche ai loro equivalenti gi? descritti. Tuttavia le geometrie specifiche di ciascuno stadio e le condizioni di lavorazione in ciascun stadio forniscono un'efficacia di lavorazione ottimale per il materiale che entra in tale stadio. Cosi quando il materiale viaggia attraverso l'apparecchio di lavorazione, il materiale che viene scaricato dagli stadi di devolatilizzazione successivi ha una concentrazione progressivamente inferiore di volatili. Lo stadio di .devolatilizzazione . .. finale, nell'apparecchio di lavorazione illustrato il secondo stadio di devolatilizzazione, pu? avere un ultima passaggio 236 (Figg. 12 e 18) che varia in configurazione rispetto all'ultimo passaggio 228 del primo stadio di devolatilizzazione a monte per il fatto che Horgano di bloccaggio 269 che fornisce la. superficie di parete di testa 270 per il passaggio ? preferibilmente distanziato dall'entrata 262b di circa 270? o meno attorno alla circonferenza del passaggio di devolatilizzazione. Cos? le pressioni si accumulano in corrispondenza deila superficie di parete di testa 270 ed in corrispondenza delle superfici di parete di testa dei rimanenti passaggi a valle dell'apparecchio di lavorazione possono

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UFFICIO BREVETTI RICCAHUI & UJ-? ? aoIMMlLANO-VlaM. Melloni.32

essere atte ad equilibrare almeno parzialmente le pressioni sviluppate nei passaggi a monte 222, 228 e 230. Questo equilibramento delle pressioni pu? diminuire notevolmente la deflessione dell?albero ed il carico portante dello albero come descritto nel brevetto U.S.A. gi? citato N? A.227.816. Questo posizionamento delle superfici di parete di testa dei passaggi a valle dello apparecchio di lavorazione pu? anche fornire una posizione conveniente per l?uscita dallo stadio di pompaggio descritta appresso.

La scanalatura di trasferimento 26A mostrata in Fig. 12, fornisce l'uscita 26Aa dallo stadio di devolatilizzazione finale e l'entrata 26Ab per uno stadio di omogeneizzazione esterno fornito dal passaggio 2A0. L'uscita 264a e la scanalatura di trasferimento 26A sono relativamente strette in sezione trasversale e sono atte a fornire il controllo della pressione di uscita dello stadio di devolatilizzazione finale in una maniera simile al controllo previsto per il primo stadio di devolatilizzazione dall'uscita 256a e dalla scanalatura di trasferimento 256. Un ulteriore controllo preciso della pressione di uscita durante il funzionamento pu? essere fornito dalla. porta di controllo di volume di uscita _ 290 (mostrata in Fig. 19) in corrispondenza dell'entrata 264b del passaggio 2A0 dello stadio di omogeneizzazione. .Alternativamente la porta di controllo 290 pu? essere posizionata altrove nella scanalatura di trasferimento 256. La porta di controllo di volume d? uscita 290 pu? essere atta ad essere regolabile dallo esterno dell'apparecchio di lavorazione ed ? progettata per limitare l?apertura di entrata 264b ad un grado prescelto in una maniera simile alla porta di controllo 288.

Le sezione trasversali relativamente strette delle scanalature di trasferimento 258 e 26A, ed il controllo delle pressioni di entrata e di uscita dello stadio di UFFICIO BREVETTI RUUAKUl & bU.

20120 MILANO-ViaM. Melloni, 32

devolatilizzazione forniscono un riempimento sostanzialmente completo

delle scanalature di trasferimento 258 e 264 controllando la perdita di vuoto attraverso l?entrata 258b e l'uscita 264a dello stadio di devolatilizzazione finale.

Nel funzionamento, il materiale nello stadio di devolatilizzazione finale subisce periodi di movimento di tipo a flusso a pezzi attraverso i passaggi di devolatilizzazione e viene esposto al vuoto attraverso il collettore per vuoto 276 (Fig. 11) per una formazione e crescita di bolle non limitata, e viene sottoposto a taglio in corrispondenza delle zone di taglio non pressurizzanti per la rottura delle bolle in una maniera simile a quella descritta per il primo stadio di devolatilizzazione, finch? esso raggiunge la parete di testa 270 dello ultimo passaggio di devolatilizzazione dello stadio (Fig. 18). Nel funzionamento preferito, ciascuno stadio successivo di devolatilizzazione viene azionato ad una temperatura superiore e ad una pressione assoluta inferiore rispetto al precedente primo stadio di devolatilizzazione. Ci? assicura che il meccanismo di devolatilizzazione di schiuma si verificher? nel materiale che entra nello stadio di devolatilizzazione finale malgrado la concentrazione inferiore. di volatili. Poich? l'area in sezione trasversale dell'uscita 264a dello stadio di devolatilizzazione finale ? controllata, si genera una pressione sufficiente entro il materiale raccolto in corrispondenza della parete di testa 274 dell'ultimo passaggio di devolatilizzazione 236 per aiutare a rompere la schiuma e per scaricare il materiale attraverso l?uscita sostanzialmente piena 264a e la scanalatura di trasferimento 264 dallo stadio di devolatilizzazione finale verso il passaggio esterno 240 dello stadio di omogeneizzazione. Lo stadio di devolatilizzazione finale descr?tto sopra presenta tre passaggi, ma si possono prevedere pi? o meno passaggi ed il numero di passaggi pu? essere uguale o diverso rispetto a quello UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

20!2? MILANO-Via M. Melloni, 32 del primo stadio di devolatilizzazione.

La disposizione ed i vantaggi di un passaggio di onogeneizzazione esterno e di un passaggio di pompaggio ad alta pressione interno al passaggio di omogeneizzazione a pressione inferiore vengono descritti in dettaglio nel brevetto U.S.A. N? 4.411.532. Come rappresentato schematicamente dalle frecce pi? grandi in Fig. 12, il materiale lavorato nel passaggio di devolatilizzazione 236 viene trasferito al passaggio di omogeneizzazione esterno 240 attraverso la scanalatura di trasferimento 264 che passa attraverso il passaggio di pompaggio ad alta pressione 238 ed ? aperta verso di esso. Tuttavia il passaggio di pompaggio 238 ? progettato per essere sufficientemente riempito e per generare elevate pressioni in modo che la perdita di materiale dalla scanalatura di trasferimento 264 nel passaggio 238 ? minima. Questa disposizione dei passaggi di omogeneizzazione e di pompaggio fornisce vantaggi speciali nel minimizzare il potenziale di perdita esterna abbassando le pressioni generate in corrispondenza dell'estremit? esterna dell'apparecchio di lavorazione. Inoltre questa disposizione fornisce un regime di scarico sostanzialmente costante, ed una temperatura e pressione di scarico sostanzialmente costanti per il materiale che viene pompato dall'apparecchio di lavorazione come descritto nel sopra citato brevetto U.S.A. 4.411.532.

Riferendosi alla Fig. 19, il passaggio 240 dello stadio di omogeneizzazione esterno include l'organo di bloccaggio 273 che fornsice la superficie di parete di testa 274 per il passaggio. La superficie di parete di testa ? preferibilmente distanziata dall'entrata 264b per una parte principale della distanza circonferenziale attorno al passaggio, ed ? disposta vicino all'uscita 266a fornita dalla scanalatura di trasferimento 266 (Fig. 12). Nel funzionamento il materiale 20)20 MILANO-Vla M. Melloni, 32

devolatilizzato viene trascinato dalle pareti rotanti del passaggio 240 dalla entrata 264b e dalla porta di controllo 290 verso la superficie di parete di testa 274. Il corpo principale di materiale viene trattenuto dalla superficie di parete di testa in una maniera simile a quella descritta per il passaggio 222 dello stadio di alimentazione e del passaggio 230 dello stadio di mescolamento. Quando il materiale continua ad essere trascinato in avanti verso la superficie di parete di testa, si stabilisce un forte movimento circolatorio del materiale raccolto in corrispondenza della superficie di parete di testa, risultando in un'azione di mescolamento vigorosa entro il materiale. Questa azione fornisce un prodotto di materiale uniforme di alta qualit? per il trasferimento allo stadio di pompaggio per lo scarico dall'apparecchio di lavorazione. Il passaggio 240 ? progettato per essere stretto rispetto ai passaggi di alimentazione, di mescolamento e di devolatilizzazione, in modo che esso pu? generare una pressione sufficiente entro il materiale per aiutare lo scarico del materiale attraverso l'uscita 266a per il trasferimento attraverso la scanalatura di trasferimento 266 al passaggio 238 ad alta pressione dello stadio di pompaggio. -Il passaggio di pompaggio 238 illustrato in Fig. 20, ? progettato per funzionare come uno stadio di pressurizzazione o pompaggio per il materiale lavorato nell'apparecchio di lavorazione rotante ed include l'entrata 266b e l'organo di bloccaggio 271 che fornisce la superficie di parete di testa 272 per il passaggio. La superficie di parete di testa 272 ? preferibilmente distanziata dalla entrata 266b per una parte principale della distanza circonferenziale attorno al passaggio, ed ? disposta vicino all'uscita 268 che agisce come l'uscita di pompa per l'apparecchio di lavorazione. Il canale 237 del passaggio 238 ? molto stretto rispetto agli altri canali di lavorazione dell'apparecchio di lavorazione UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

M1M MILANO-Via M. Melloni, 32 (Fig. 11) ed ? atto a sviluppare un'elevata pressione entro ii materiale trascinato attraverso il passaggio verso la superficie di parete di testa 272 nella maniera descritta in dettaglio nel gi? citato brevetto U.S.A. N? 4.194.841. Nel funzionamento, il materiale che entra nello stadio di pompaggio attraverso l'entrata 266b viene trascinato in avanti dalle pareti rotanti 237a del canale 237 verso la superficie di parete di testa 272 con un graduale accumulo di pressione attorno alla circonferenza del passaggio 238, raggiungendo una pressione massima -in 'corrispondenza della superficie di parete di testa ove es- ' so viene scaricato dall'apparecchio di lavorazione attraverso l'uscita 268.

Se lo si desidera un mezzo di controllo di uscita quale una valvola (non mostrata) pu? essere previsto in corrispondenza dell'uscita 268 per fornire il controllo dello scarico dell'apparecchio di lavorazione e delle condizioni di lavorazione nel passaggio 238 come viene descritto nel gi? citato brevetto U.S.A. 4.411.532. Bench? l'apparecchio di lavorazione descritto sopra possegga una disposizione particolarmente preferita di stadi di lavorazione, altre disposizioni sono possibili e rientrano nell'ambito della presente invenzione, per esempio uno stadio di fusione pu? essere incluso in modo da permettere l'alimentazione di materiale in particelle all'apparecchio di lavorazione per la devolatilizzazione Lo stadio di fusione pu? essere del tipo descritto in dettaglio nel brevetto U.S.A 4.389.119 indicato sopra.

Sia l'apparecchio di lavorazione mostrato nelle Figg. 1-4 che quello mostrato nelle Figg. 11-20 usano porte di controllo di entrata per fornire un controllo preciso della pressione in corrispondenza dell'entrata allo stadio di devolatilizzazione come descritto sopra. Tuttavia si possono usare altri mezzi per fornire il controllo di entrata. Per esempio la Fig. 21 ? un'illustrazione schematica di 20129 MILANO-Via M. Melloni,32 una superficie di chiusura 318 della carcassa 316 di un apparecchio di iavo- ? razione rotante del tipo descritto sopra. La Fig. 21 mostra il movimento di materiale nello stadio di devolatilizzazione per mezzo di frecce. Linee spezzate vengono usate per mostrare la relazione dei passaggi di devolatilizzazione 324 e 328 rispetto alla superficie di chiusura 318. Un mezzo di bloccaggio 331 ? posizionato vicino all'entrata 350b dello stadio di devolatilizzazione per bloccare almeno parzialmente il flusso di materiale che entra nel primo passaggio di devolatilizzazione .324 ? per indurre un accumulo di -pressione nel ? materiale in corrispondenza dell'entrata. Il mezzo di bloccaggio 351 ? associato con la carcassa 316 e pu? essere atto a permettere il trascinamento di una parte del materiale oltre al mezzo di bloccaggio 351 da parte delle superfici di canale rotanti, o in corrispondenza della radice di canale come mostrato ih Fig. 22, oppure in corrispondenza delle pareti laterali del canale, in una maniera simile a quella descritta per il blocco distenditore del gi? citato brevetto U.S.A. 4.329.065. L'accumulo di pressione dietro il mezzo di bloccaggio 351. forza il materiale nell'interstizio 319 (Fig. 22) tra la superficie di rotore 230 e la superficie di chiusura 318 come mostrato dalle frecce in Fig. 21. La rotazione della superficie di rotore 320 trascina il materiale nell'interstizio 319 verso scanalature diagonali 353 formate nella superficie di chiusura 318 ove esso viene raccolto, sottoposto a taglio dal movimento della superficie 320 di rotore oltre le scanalature 353 e diretto dal movimento della superficie 320 di rotore verso il passaggio 324. L'accumulo di pressione dietro al mezzo di bloccaggio 351 e/o la forza di taglio entro le scanalature 353 produce generalmente un aumento nella temperatura del materiale. Il materiale proveniente dalle scanalature diagonali 353 entra nel passaggio 324 sotto forma di sottili , UFFICIO BREVETTI RICCARDI & CO.

20129 MILANO-Via M. Malioni, 32 trefoli di materiale (Figg. 21 e 22), che immediatamente subiscono la forma?

zione di schiuma rapida quando essi vengono esposti al vuoto nel passaggio

324 fornito dal mezzo di vuoto V (Fig. 22). L'entrata 350b, il mezzo di bloc?

caggio 351, le scanalature diagonali 353 e il mezzo per vuoto V possono essere

disposti nel passaggio 324 in modo tale che i trefoli di materiale che entrano

nel passaggio 324 cadranno gravitazionalmente per una distanza predeterminata

prima di far contatto con qualsiasi superficie del canale di devolatilizzazione

0 con altro materiale in una maniera simile a-quella in -un devolatilizzatore

a trefolo cadente. Una tale disposizione viene illustrata nella Fig. 22. Quando

1 trefoli cadenti di materiale fanno contatto con le superfici rotanti del canale,

essi vengono portati verso la parete di testa 344 e l'uscita 352a nella maniera

descritta sopra per un taglio non pressurizzante e lo scarico dal passaggio.

Un ulteriore vantaggio di questa disposizione ? quello di rendere minimi gli ap-

pendimenti di camera, cio? piccole quantit? di materiale che vengono tirate

nel passaggio di devolatilizzazione generalmente vicino all'entrata da parte

dei mezzi per vuoto V, raccogliendosi sulla superficie di chiusura stazionaria

del passaggio e pendendo da essa finch? il peso del materiale raccolto fa si

che esso si separi dalla superficie di chiusura. Questi appendimenti di camera

possono influenzare la qualit? del prodotto poich? il loro tempo di residenza au?

mentato nell'apparecchio di lavorazione pu? portare alla degradazione del po?

limero. Inoltre si pu? verificare l'ostruzione dei mezzi sotto vuoto se gli appen?

dimenti di camera vengono tirati nei mezzi sotto vuoto. Il movimento continuo

del materiale attraverso l'interstizio 319, nelle scanalature 353 ed ulteriormente

nel passaggio 324 fornisce un'azione autopulente nell'interstizio 319 e sulla parte

di superficie di chiusura vicino all'entrata per rendere minimi questi problemi.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per lavorare materiale liquido contenente volatili dispersi in esso comprendente le operazioni di: (a) introdurre il materiale ad un regime di lavorazione in corrispondenza di un punto di alimentazione ad una zona di devolatilizzazione avente almeno due zone di lavorazione sostanzialmente anulari, cia3912? MILANO-VIa M. Melloni, 32 <

scuna definita da due pareti ruotatali sostanzialmente circolari, una superficie di radice coassiale ruotabile e sostanzialmente anulare collegando le pareti in corrispondenza della loro parte radialmente interna, una superficie stazionaria coassiale racchiudendo la zona di lavorazione, ed una parete di testa della zona di lavorazione stazionaria, ciascuna zona di lavorazione avendo un punto di entrata, il punto di entrata della zona di lavorazione pi? a monte fornendo il punto di alimentazione della zona di devolatilizzazione ed un punto di uscita vicino alla parete di testa e distanziato dal punto di entrata, il punto di uscita della zona di lavorazione pi? a valle fornendo un punto di scarico per la zona di devolatilizzazione, la zona di devolatilizzazione avendo anche una zona di trasferimento che interconnette ciascuna coppia adiacente di zone di lavorazione, e definita da una scanalatura stazionaria ed una superficie di chiusura anulare ruotabile ad un certo angolo rispetto alla scanalatura, ed in cui l'estremit? a monte di ciascuna scanalatura ? aperta verso la zona di lavorazione pi? a monte della coppia associata di zone di lavorazione in corrispondenza del suo punto di uscita e l'estremit? a valle della scanalatura ? aperta . verso la zona di lavorazione pi? a valle della coppia associata di zane di lavorazione in corrispondenza del suo punto di entrata, ed in cui la capacit? di volume di lavorazione di ciascuna zona di lavorazione e la capacit? di volume di trasferimento di ciascuna zona di trasferimento sono atte ^ad. essere -coordinate con le altre condizioni di lavorazione in modo che il materiale contenente i volatili occupa non pi? di una parte predeterminata della capacit? di volume di lavorazione di ciascuna zona di lavorazione e della capacit? di volume di trasferimento di ciascuna zona di trasferimento; (b) mantenere un vuoto nella zona di devolatilizzazione atto ad indurre la formazione di schiuma quando si 20129 MILANO-Via M. Melloni, 32-formano nel materiale bolle contenenti i volatili; (c) far ruotare le pareti e le superfici di radice delle zone di lavorazione a velocit? sostanzialmente eguali nella stessa direzione dal punto di alimentazione verso la parete di testa, in modo da portare il materiale in avanti attraverso ciascuna zona di lavorazione, il regime di rotazione essendo coordinato con la capacit? di volume di lavorazione, con il livello di vuoto, con il regime di lavorazione e con le caratteristiche del materiale nella zona di lavorazione, in modo che il materiale viaggia in una maniera non disturbata di flusso a pezzi per una parte del suo tempo di residenza in ciascuna zona di lavorazione, permettendo una formazione sostanzialmente non limitata e la crescita delle bolle entro il materiale; (d) raccogliere il materiale sotto forma di un pozzetto rapidamente ricircolante in corrispondenza della parete di testa di ciascuna zona di lavorazione eccetto la zona di lavorazione pi? a valle; (e) scaricare il materiale da ciascuna zona di lavorazione eccetto la zona di lavorazione pi? a valle in corrispondenza del suo punto di uscita verso la zona di trasferimento che interconnette la zona di lavorazione alla zona di lavorazione immediatamente adiacente a valle; (f) far ruotare la superficie di chiusura di ciascuna zona di trasferimento rispetto alla scanalatura stazionaria in modo da portare il materiale a valle attraverso ciascuna zona di trasferimento verso il punto di entrata della zona di lavorazione immediatamente adiacente a valle, il regime di rotazione essendo coordinato con la capacit? di volume di trasferimento, il livello di vuoto, il regime di lavorazione e le caratteristiche del materiale nella zona di trasferimento in modo che una forza di taglio pu? essere indotta entro il materiale in ciascuna zona di trasferimento ed in corrispondenza della parete di testa di ciascuna zona di lavorazione eccetto la zona di lavoraurnuu BtttVtllJ hlUUftHLM k LiU.

20129 MILANO-ViaM. Melloni, 32 zione pi? a valle con una pressurizzazione minima per la rottura delle

bolle e la liberaizone dei volatili; (g) rimuovere i volatili liberati dalla

zona di devolatilizzazione; (h) raccogliere il materiale sotto forma di pozzetto rapidamente ricircolante di dimensione e pressione controllate in corrispondenza della parete di testa della zona di lavorazione pi? a valle;

e (i) scaricare il materiale devolatilizzato dal punto di scarico della zona di devolatilizzazione.

2. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre l?operazione di sottoporre a taglio il materiale con pressurizzazione minima in corrispondenza di uno o pi? punti ulteriori entro la zona di devolatilizzazione.

3. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre l'operazione di controllare in modo preciso la depressione di alimentazione e di scarico della zona di devolatilizzazione durante il funzionamento.

4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui l'operazione di controllare la pressione di alimentazione include il fatto di bloccare almeno parzialmente il materiale che entra nella zona di .devolatilizzazione in' maniera tale da in- . - . .. tradurre almeno una parte del materiale alla zona di devolatilizzazione sotto forma di trefoli di materiale.

3. Metodo secondo la rivendicazione 4, comprendente inoltre l'operazione di permettere che-i trefoli di materiale .cadano, gravitazionalmente per una distanza predeterminata prima di far contatto con qualsiasi ulteriore materiale o con le pareti della zona di lavorazione rotante o con le superfici di radice.

6. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale viene introdotto alla zona di devolatilizzazione ad un ritmo di lavorazione di 22,68-90,72 kg/h, il vuoto viene mantenuto ad una pressione di 1-760 mm Hg, le pareti e le

. . . e Lii,

2W20 MIUNO-Via M. ???????.32 superfici di radice di ciascuna zona di lavorazione e la superficie di chiusura di ciascuna zona di trasferimento vengono fatte ruotare ad una velocit? di

20-200 giri al minuto.

7. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale introdotto alla zona di devolatilizzazione ha una temperatura di 176,6 - 288?C, una viscosit? di 1-400 MI ed una concentrazione di volatili di 400 ppm - 10%.

8. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre l'operazione di mantenere la temperatura del materiale nella zona di devolatilizzazione alla temperatura del materiale in corrispondenza del punto di alimentazione o vicino ad essa.

9. Apparecchio di lavorazione rotante per lavorare materiali liquidi contenenti volatili dispersi in essi, in confqrrpit? del metodo delle rivendicazioni 1-8, e comprendente uno stadio di devolatilizzazione che comprende due o pi? canali di devolatilizzazione anulari portati da un elemento ruotatale, ciascuno avendo pareti laterali opposte che si estendono radialmente verso l'interno dalla superficie dell'elemento ruotatale ^e racchiuse da una superficie di .chiusura .coassiale fornita da un elemento stazionario per fornire due o pi? passaggi di devolatilizzazione anulari; uno organo di bloccaggio per ciascun passaggio di devolatilizzazione associato con l'elemento stazionario e che si estende nel canale per fornire una parete di testa. di raccolta. del materiale per il passaggio;: un?entrata jper ciascun a - c passaggio di .devolatilizzazione associata con l'elemento stazionario e posizionata ad una parte principale di distanza circonferenziale attorno al passaggio rispetto alla parete di testa, l'entrata al passaggio pi? a monte fornendo un'entrata allo stadio di dev?latilizzazione; un'uscita per ciascun passaggio di devolatilizzazione associata con l'elemento stazionario e posizionata vicino alla parete di testa, WMMILANO-VlaM. ??11??!, 3g l'uscita dal passaggio pi? a valle fornendo un'uscita dallo stadio di devolatilizzazione; una scanalatura di trasferimento interstadio formata nella superficie di chiusura per interconnettere ciascuna coppia di passaggi di devolatilizzazione adiacenti, l'estremit? a monte della scanalatura di trasferimento fornendo l'uscita da quello pi? a monte .della coppia di passaggi adiacenti e l'estremit? a valle della scanalatura di trasferimento fornendo l'entrata a quello pi? a valle della coppia di passaggi adiacenti, in modo che il materiale che entra in ciascun passaggio in corrispondenza della sua entrata pu? essere portato dalle pareti laterali di canale rotante verso la parete di testa per la raccolta, il taglio e lo scarico attraverso l'uscita, ed in modo che il materiale devolatilizzato scaricato da ciascun passaggio di devolatilizzazione eccetto il passaggio di devolatilizzazione pi? a valle pu? essere trasferito attraverso la scanalatura di trasferimento associata al passaggio immediatamente adiacente a valle per l'ulteriore devolatilizzazione, fornendo un funzionamento in serie dei passaggi dello stadio di devolatilizzazione, e caratterizzato da mezzi per vuoto V atti operativamente a rimuovere i volatili dallo .stadio di devolatiliz- ..? zazione (24,28) ed a mantenere un livello di vuoto predeterminato nello stadio di devolatilizzazione (24,28), e mezzi di tenuta (78) per aiutare a mantenere il livello di vuoto nello stadio (24, 28); ed in cui il livello di vuoto nello stadio di devolatilizzazione (24,28)_? .atto ad indurre la formazione di schiuma quando bolle contenenti volatili' vengono formate nel materiale lavorato nello stadio di devolatilizzazione (24, 28) ed in cui la capacit? di volume di lavorazione di ciascun passaggio di devolatilizzazione (24,28) e la capacit? di volume di trasferimento di ciascuna scanalatura di trasferimento interstadio (52) sono atte ad essere coordinate con il. regime di lavorazione, con il regime di rotazione ZUIKU MILANU-ViaWI. Melloni, JZ dell'elemento ruotabile (12) e con II livello di vuoto, in modo che il materiale schiumoso occupa non pi? di una parte predeterminata della capacit? di volume di lavorazione di ciascun passaggio di devolatilizzazione (24,28) e della capacit? di volume di trasferimento di ciascuna scanalatura di trasferimento interstadio (52), permettendo che il materiale venga portato attraverso una parte di ciascun passaggio (24,28) in una maniera di flusso sostanzialmente a pezzi per una formazione e crescita sostanzialmente non limitate delle bolle nel materiale, e permettendo il taglio del materiale schiumoso per la rottura delle bolle e la liberazione dei volatili con una ripressurizzazione minima del materiale in corrispondenza di zone di taglio non pressurizzanti (44) in corrispondenza della parete di testa di ciascun passaggio di devolatilizzazione (24,28) eccetto il passaggio pi? a valle (28) ed entro ciascuna scanalatura di trasferimento interstadio (52).

10. Apparecchio di lavorazione rotante per ' lavorare materiali contenenti volatili dispersi in essi secondo il metodo delle rivendicazioni 1-8, comprendente: (a) un elemento ruotabile che porta una pluralit? di canali di lavorazione anulari, ciascun canale avendo pareti laterali opposte che si estendono radialmente verso l'interno dalla superficie dell'elemento ruotabile; (b) l'elemento stazionario avente una superficie di chiusura coassiale disposta operativamente con i canali in modo da fornire passaggi di lavorazione anulari racchiusi, ciascun passaggio di lavorazione avendo un'entrata, un'uscita ed un organo di bloccaggio di canale che fornisce una parete di testa, detto organo di bloccaggio essendo associato con l'elemento stazionario ? disposto vicino all'uscita in modo che il materiale che entra in ciascun passaggio in corrispondenza dell'entrata pu? essere portato in avanti dalle pareti di canale rotante verso la parete di testa fornita dall'organo 20129 MILANO-Via M. Melloni, 32 di bloccaggio per lo scarico attraverso l'uscita; e (c) scanalature di trasferimento di materiale formate nella superficie di chiusura, che interconnettono i passaggi di lavorazione, e disposte in modo tale che il materiale scaricato dall'uscita di uno o pi? passaggi pu? essere trasferito all?entrata di un ulteriore passaggio; ed in cui i passaggi di 1 avorazione forniscono una pluralit? di stadi di lavorazione interconnessi, includenti: (I) uno stadio di alimentazione in cui almeno un passaggio riceve materiale entro l'apparecchio di lavorazione; (II) almeno uno stadio di devolatilizzazione per devolatilizzare il materiale trasferito da uno stadio a monte, ed in cui due o pi? dei passaggi di lavorazione sono dei passaggi di devolatilizzazione operativamente comunicanti con un mezzo sotto vuoto per rimuovere i volatili dallo stadio di devolatilizzazione; (III) uno stadio di omogeneizzazione in cui almeno un passaggio fornisce un mescolamento vigoroso entro il materiale trasferito dallo stadio di devolatilizzazione in modo che si pu? preparare un prodotto di materiale uniforme per lo scarico dall'apparecchio di lavorazione; e (IV) uno stadio di pompaggio in cui almeno un passaggio sviluppa elevate pressioni entro il materiale trasferito dallo stadio di omogeneizzazione e scarica il materiale all'apparecchio di lavorazione rotante, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per vuoto (V, 276) sono atti a fornire un livello di vuoto predeterminato nello stadio di devolatilizzazione (224,226,228) atto ad indurre la formazione di schiuma quando bolle contenenti volatili vengono formate entro il materiale lavorato nello stadio di devolatilizzazione (224, 226, 228) ed in cui l'entrata (250b) al passaggio di devolatilizzazione pi? a monte (224) fornisce un'entrata alla stadio (224, 226, 228) e l'uscita (256a) dal passaggio di devolatilizzazione pi? a valle (228) fornisce un'uscita dallo stadio (224, 226, 228) ed in cui mezzi di tenuta (278) aiutano a mantenere il livello di vuoto nello stadio UFFICIO BREVETTI RICCARDI t CO. , 201? MILANO-Vla M. Melloni, 32 di devolatilizzazione (224, 226, 228), ed in cui la capacit? di volume di lavorazione di ciascun passaggio di devolatilizzazione e la capacit? di volume di trasferimento di ciascuna scanalatura di trasferimento di materiale (252, 254) che interconnette i passaggi di devolatilizzazione (224,226, 228) sono atte ad essere coordinate con il regime di lavorazione, con il regime di rotazione dell'elemento ruotabile (212) e con il livello di vuoto, in modo che il materiale schiumoso, nello stadio di devolatilizzazione (224,226, 228), occupa non pi? di una parte predeterminata della capacit? di volume di lavorazione di ciascun passaggio di devolatilizzazione (224, 226, 228) e della capacit? di volume di trasferimento di ciascuna scanalatura di trasferimento (252,254) che interconnette i passaggi di devolatilizzazione, permettendo che il materiale venga portato attraverso una parte di ciascun passaggio in una maniera a flusso sostanzialmente a pezzi per una formazione e crescita sostanzialmente non limitate delle bolle entro il materiale e permettendo un taglio del materiale schiumoso per la rottura delle bolle e la liberazione dei volatili con una minima ripressurizzazione del -materiale in corrispondenza di zone di taglio non pressurizzanti entro ciascuna scanalatura di trasferimento (252,254) che interconnette i passaggi di devolatilizzazione (2247226, 228) ed in corrispondenza della parete di testa (244) di ciascun passaggio di devolatilizzazione (224, 226) eccetto il passaggio pi? a valle (228).

11. Apparecchio secondo le rivendicazioni 9 o IO, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre uno o pi? elementi di taglio non pressurizzanti (92,94a, b, c; 96, 292) associati con l'elemento stazionario (16,216) ed estendentisi in uno o pi? canali di devolatilizzazione (23,27,223,225,227) per fornire ulteriori zone di taglio non pressurizzanti a monte delle pareti di testa (44, 244, 344,444) "d?i passaggi di devolatilizzazione (24, 28, 224, 226, 228) in modo che il J taglio del materiale con pressurizzazione minima si verifica in corrispondenza di una o pi? ulteriori zone di taglio non pressurizzanti.

12. Apparecchio secondo le rivendicazioni 9 o 10 ed 11, caratterizzato dal fatto che gli organi di bloccaggio (43,243) dei passaggi di devolatilizzazione (24,28, 224,226,228) sono progressivamente spostati uno dall'altro in direzione circonferenziale per una distanza angolare notevole per fornire il controllo della capacit? o delle capacit? di volume di trasferimento della scanalatura o scanalature di trasferimento (52, 252) che interconnettono i passaggi devolatilizzazione (24, 28, 224,226,228).

13. Apparecchio secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dall 'includere inoltre mezzi (84, 284, 288) per fornire il controllo della pressione di entrata e/o di uscita dello stadio di devolatilizzazione (24,28, 224, 226, 228, 232,234, 236) durante il funzionamneto.

14. Apparecchio secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che i mezzi per controllare la pressione comprendono una porta o porte regolabili (84, 284, 288) posizionate in corrispondenza del canale o canali di trasferimento (52, 252) fornendo l'entrata e/o l'uscita (50b, 56a, 250b, 256a, 258b, 264a) dello stadio ed estendendosi in un canale o canali di lavorazione ed essendo regolabili dall'esterno dell'apparecchio di lavorazione per permettere un controllo preciso durante il funzionamento della misura in cui la porta o porte (84,284, 288) si estendono nel canale o canali.

15. Apparecchio secondo le rivendicazioni 9 o.10, caratterizzato dal fatto che sono previsti interstizi (219, 319) tra le parti dell'elemento ruotabile (320) adiacenti alle pareti laterali di canale del passaggio pi? a monte (24,224, 324,424) urnuiu DITLVLI II lliuwnnwi m WM?

20129 MILANO-Via M. Melloni, 32 dello stadio di devolatilizzazione e la superficie di chiusura (18, 218, 318); ed inoltre includendo mezzi per controllare la pressione di entrata, comprendenti un mezzo di bloccaggio (84, 284, 331, 455) associato con l'elemento stazionario (16, 216, 316) ed estendetesi nel passaggio pi? a monte (24, 224, 324, 424) dello stadio vicino all'entrata (50b, 250b, 350b, 450b) fino a bloccare almeno parzialmente ed indurre un aumento nella pressione entro il materiale che entra nello stadio, forzando almeno una parte del materiale negli interstizi (219,319) e nelle scanalature diagonali (353) formate nelle parti della superficie di chiusura (18, 218, 318) adiacenti agli interstizi ed a valle e vicino all'entrata (50b, 250b, 350b, 450b) in modo che il materiale che entra negli interstizi viene trascinato verso le scanalature diagonali (353) dalla superficie rotante (20, 220; 320) dell'elemento ruotabile (12, 212), viene raccolto nelle scanalature diagonali (353) e viene diretto dalla coazione delle scanalature diagonali (353) e della superficie rotante (20, 220, 320) dell'elemento ruotabile verso il passaggio di devolatilizzazione pi? a monte (24, 224,324, 424) ed entra nel passaggio di- volatilizzazione pi? a monte a valle dei mezzi di bloccaggio (84, 284, 351, 455) sotto forma di trefoli di materiale.

16. Apparecchio secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che l'entrata (50b, 250b, 350b, 450b) allo stadio di devolatilizzazione, i mezzi di bloccaggio (84, 284, 351, 455), le scanalature diagonali (353) ed i mezzi per vuoto (V) sono disposti attorno alla circonferenza del passaggio di devolatilizzazione (pi? a monte) in modo da permettere che i trefoli di materiale cadano gravitazionalmente per una distanza predeterminata prima di far contatto con qualsiasi ulteriore materiale o superfici di canale rotante.

17. Apparecchio secondo le rivendicazioni 9 o 10 in cui almeno due stadi di ?IILAWU- via M. Mellon 1, 32 V

devolatilizzazione (24, 26, 224, 228, 232,236) sono separati da uno stadio di mescolamento (229, 230) interconnesso in una relazione in serie con essi, ed in cui almeno un passaggio (230) fornisce il mescolamento entro il materiale trasferito dallo stadio di devDlatilizzazione adiacente a monte (224, 228) e trasferisce il materiale mescolato allo stadio di devolatilizzazione adiacente a valle (232,236).

18. Apparecchio secondo la rivendicazione 17, in cui almeno uno stadio di mescolamento (229, 230) ? atto a ricevere additivi e a mescolare uniformemente gli additivi con il materiale trasferito allo stadio di mescolamento.

19. Apparecchio secondo le rivendicazioni 9 o 10, comprendente inoltre mezzi di controllo della temperatura per almeno i canali dello stadio o stadi di devolatilizzazione (24, 26, 224, 228, 232, 236).

20. Apparecchio secondo la rivendicazione 10 in cui almeno un passaggio (240) dello stadio di omogeneizzazione (239,240) ? posizionato all'esterno dello stadio di pompaggio (237, 238).