Compoundiertechnologie für die Aufbereitung von Bitumen

Chemisch gesehen handelt es sich bei Bitumen um die bei der schonenden Aufbereitung von Erdölen gewonnenen, halbfesten bis springharten, schmelzbaren, hochmolekularen Kohlenwasserstoff-Gemische und die in Schwefelkohlenstoff löslichen Anteile der natürlichen Asphalte sowie Erd- und Montanwachse. Bitumen gehört zu den thermoplastischen Stoffen, das heißt, seine Viskosität ist temperaturabhängig: Bei Erwärmung durchläuft es stufenlos alle Zustände von fest über zähflüssig bis es zwischen 150 °C und 200 °C dünnflüssig wird.

Aufgrund von Funden im Mittleren Osten sind Anwendungen schon vor der Antike nachgewiesen. Im 19. Jahrhundert wurden Herstellungsmethoden zur kontinuierlichen Gewinnung von Bitumen möglich. Heute wird es hauptsächlich als Rückstand bei der Vakuumdestillation von Erdöl gewonnen. Je nach gewünschter Qualität wird durch Mischen mit schwerem Vakuumgasöl ein spezifisches Eigenschaftsprofil eingestellt.

Airport floor covering as an application of bitumen compounds.
Bitumen compounds used in car parts
Bitumen used for backing layers of carpets with high durability
Bitumen compounds are ideally used for roof surfaces due to weather resistance and wettability
Rolls of bitumen compounds used for roof sealing.

Typische Anwendungen

Bitumen spielt in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle als Trägermatrix. Dabei sind Eigenschaften wie Abdichtungsfähigkeit, Witterungsbeständigkeit, Benetzbarkeit und Haftung auf trockenen Flächen von grosser Bedeutung. Diese kommen in Anwendungen verschiedenster Art zur Geltung: Dazu gehören Rückenschichten von Teppichen und Bodenbelägen, schall- und vibrationsisolierende Schwerfolien und Bauteile in Fahrzeugen und technischen Einrichtungen sowie diverse Anwendungen im Bauwesen.

Anforderungen an die Aufbereitung von Bitumen

Die traditionelle Herstellungsmethode für hochgefüllte Bitumen Compounds ist das Aufbereiten auf Batch-Innenmischern. Diese etablierten Verfahren bieten Vorteile wie Flexibilität, einfaches Offline-Dosieren auch kleiner Rezepturanteile sowie variable Verweil- und Mischzeiten. Limitierungen wie Zwischenlagerzeiten und auch Eigenschaftsschwankungen zwischen einzelnen Chargen erlauben jedoch kontinuierlichen Verfahren ihre Vorteile auszuspielen: Uniforme Prozessbedingungen, enge Verweilzeitverteilung und die Integration von Verfahrensschritten gehören zum typischen Stärkenprofil. Der Buss Ko-Kneter kann mit einer präzisen Temperaturführung, dem Handhaben von grossen Viskositätsunterschieden zwischen Bitumen und Polymeren/Elastomeren sowie der Möglichkeit auch höchste Füllstoffanteile perfekt einzumischen zusätzlich punkten.

In jüngster Zeit ist eine breite Palette von erweiterten Anwendungsfeldern hinzugekommen: Dabei spielen die Integration von Verfahrensschritten, wie das Inline-Verarbeiten auf Trägersubstrate sowie der Einsatz von alternativen Rezepturkomponenten wichtige Rollen. Mit ausgeklügelten Verfahren werden diese hohen Ansprüche aufgenommen und umgesetzt. Im Buss Technikum können die Verfahren entwickelt und optimiert werden. Erste Anlagen mit einem Durchsatz-Faktor von 10 sind als Industrieanlagen realisiert und erfolgreich in Betrieb. In einem Durchsatzbereich von 1:6 werden die Produkte in Line direktverarbeitet. Das aufklappbare Gehäuse des Buss Ko-Kneters sichert zudem einen schnellen Zugang und hohe Verfügbarkeit des Systems. Der modulare und dadurch anpassbare Aufbau der ganzen Anlage und die breit abgestützte Buss Verfahrensexpertise machen das Buss Ko-Kneter System zu einer exzellenten und zukunftssicheren Wahl für das Compoundieren von hochgefüllten Bitumen Compounds und deren zukünftigen Substitutionsmaterialien.

Bitumen used for heavy duty vehicle surfaces due to high durablility

Typisches Anlagenlayout für Bitumen

BUSS Compoundiersysteme bieten bei der Aufbereitung von Bitumen folgende spezifische Vorteile

  • Präzise Temperaturführung
    Der BUSS Ko-Kneter erlaubt eine präzise Temperaturführung aufgrund einer kontrollierten Energieeinleitung und gleichförmigen, moderaten Scherraten, sowie deren Temperaturüberwachung durch Thermoelemente, die in von Polymer umgebenen, hohlgebohrten Knetbolzen an relevanten Positionen entlang des Verfahrensteils montiert sind.

  • Hohe Füllgrade erzielbar
    Die BUSS Technologie erlaubt Füllstoffanteile von bis zu 90%, durch das Aufteilen auf 2-3 Zuführpositionen, nutzen von Einspeiseorganen wie Seitenzuführschnecken, gravimetrischer Zuführung von Füllstoffen, Rückwärtsentlüftung und einer hervorragenden Fördereffizienz. Die moderaten Scherraten des Ko-Kneters erlauben eine mühelose Handhabung der hohen Viskositäten, die bei hohen Füllstoffgraden entstehen.

  • Einfacher Zugang zu Prozessteilen
    Dank dem aufklappbaren Gehäusedesign des BUSS Ko-Kneters mit einem einzigartigen Öffnungswinkel von 120° ist ein optimaler Zugang zu den Prozessteilen gewährleistet. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung der Schneckengeometrie innerhalb von Minuten, ohne Ausbau von Schneckenwelle oder Gehäuse, was schnelle Produktwechsel, höchste Verfügbarkeit und damit höhere Renditen garantiert.

  • Enge Verweilzeiten-Verteilung
    Die Verweilzeit des Materials und das damit verbundene Aussetzen gegenüber Scherung, Druck, Temperatur und anderen Komponenten haben einen Einfluss auf die Eigenschaften des Produktes. Während die Verweilzeit je nach Anwendung kürzer oder länger sinnvoll sein kann, ist die Verteilung der Verweilzeit in aller Regel vorteilhaft wenn sie eng ist um dadurch homogene und reproduzierbare Produkte zu erhalten. Der BUSS Ko-Kneter bietet aufgrund der intensiven aber homogenen Materialdurchmischung definierte Materialströme mit wenig Tot-Volumen. Daraus resultieren einzigartige Vorteile in Bezug auf die Verweilzeit-Verteilung gegenüber anderen Systemen.

  • Kontinuierlicher Prozess
    Der BUSS Kneter bietet einen kontinuierlichen Prozess mit allen Vorteilen eines System für eine durchgängige, ununterbrochene Produktion. Durch hochgenaue Dosierungssysteme werden exakte Rezeptur-Vorgaben gewährleistet, und in niedrigen bis hohe Durchsätzen realisiert. Eine hohe Produkt-Homogenität und eine effizientere Produktion sind die Vorteile kontinuierlicher Produktionsprozesse wie des BUSS Ko-Kneters.

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COMPEO – Typisches Anlagenlayout für Bitumen

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BUSS Compounding System COMPEO