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PIB als Gumbase für Kaugummi2019-06-27T10:44:04+02:00

Compoundier-Technologie für Polyisobutylen (PIB) als Gumbase für Kaugummi

Das Polyisobutylen (PIB) gehört zur Polymerfamilie der Olefine. Es wir grosstechnisch seit den 1930 Jahren hergestellt und wird in einer breiten Viskositätsspanne von ölähnlichen bis rohgummiartigen Massen produziert. Die Eigenschaften hängen dabei stark von den mittleren molaren Massen ab. Neben den technischen Anwendungen, die auf der entsprechenden Seite beschrieben werden, wird PIB häufig als elastomerer Rezepturanteil in der Grundmasse von Kaugummi, der sogenannten Gumbase, verwendet. Im Unterschied zu den ursprünglich eingesetzten Naturkautschuken können mit der breiten Palette an unterschiedlichen PIB Varianten und zusammen mit den weiteren Rezepturanteilen die individuellen Anforderungsprofile der Sorten-, Marken- und Hersteller-spezifischen Merkmale sehr gut abgebildet werden.

Seit den frühen 1980er Jahren wird das Potential der kontinuierlichen Prozessführung auch für die Herstellung von Gumbase erkannt und seither zunehmend genutzt. Die gleichbleibende, reproduzierbare und einheitliche Produktqualität, kurze Verweilzeiten, schonende Behandlung von sensiblen Rezepturbestandteilen, präzise und vollständig automatisierte Prozesssteuerung, reduzierte Lohnkosten, niedrige spezifische Energien und damit reduzierte Energiekosten und nicht zuletzt zuverlässige und mathematisch modellierbare Scale-up Prozesse gehören dabei zu den Hauptgründen. Die BUSS Compoundier-Technologie ist im Bereich Gumbase auf diese Anforderungen ausgelegt.

Anforderungen an die Aufbereitung von Gumbase

Im Compoundierprozess für Gumbase geht es darum, die Rezepturbestandteile in der viskosen Phase optimal zu mischen. Hierfür ist die BUSS Compoundier-Technologie bestens geeignet. In der ersten Zone des BUSS Ko-Kneters werden die Elastomere (PIB) sowie auch die als Flüssigkeiten vorliegende Gummi-Anteile über die dissipierte Scherenergie der Ko-Kneterwelle aufgeschmolzen oder mastiziert. In der zweiten Zone werden Füllstoffe und Harze zudosiert und vermischt. Das synchrone Ablaufen von dissipativen und distributiven Mischvorgängen durch die oszillierende und rotierende Schneckenwelle ist dabei besonders effizient. Die oft als Flüssigkeiten vorliegende Wachse, Weichmacher sowie Antioxidantien werden an optimaler Position durch hohlgebohrte Knetbolzen dem Prozess zugeführt. In der dritten Zone kann, neben dem weiteren Homogenisieren der Gumbase, auch Reworkmaterial eingearbeitet werden. So gelingt es, mit einer Verfahrenslänge von nur 11 L/D, das Produkt bei höchster Produktqualität und hohen Durchsätzen schonend aufzubereiten. Aufgrund des engen Verweilzeitspektrums und exzellenten Selbstreinigungseigenschaften kann auch mit fliegenden Produktwechseln gearbeitet und dadurch die Verfügbarkeit optimiert werden.

Die so aufbereitete Masse kann nun Inline weiterverarbeitet werden. Dazu wird sie meist in einen beheizten Zwischenlagerbehälter gepumpt. Alternativ folgt eine Formgebung für die Offline Weiterverarbeitung.

Colorful chewing gum in the form of small balls, made from PIB

Dies kann ein Granulier- (z.B. Heissschnitt) oder Pelletier-(z.B. Rotoform) Verfahren sein oder auch das klassische Ausformen von Brammen mittels nebeneinander liegenden, wurstförmigen Gumbase-Extrudaten.

Dank den technologisch herausragenden Eigenschaften und dem operativ hocheffizienten System wurde der BUSS Ko-Kneter zur Referenz-Compoundier-Technologie für das Aufbereiten von Gumbase. Die viele Kunden wissen um die hervorragenden Möglichkeiten und setzen daher seit Jahrzehnten auf die BUSS Ko-Kneter Technologie.

Typisches Anlagenlayout für Gumbase

Typisches Anlagenlayout für die Gumbase Compoundiertechnik

BUSS Compoundier-Systeme bieten folgende spezifische Vorteile

  • Intensives Mischen bei tiefem spezifischem Energieeintrag
    Mehrflügelige BUSS Compounder der neusten Generation erzielen ein höhere Mischwirkung bei einem um insgesamt 15–40 % niedrigeren spezifischen Energieeintrag. Dies liegt an einer höheren Zahl an Mischzyklen, die optimal auf die jeweiligen Prozesszone abgestimmt ist. Die zum Aufschmelzen erforderliche Energie wird nahezu ausschließlich mechanisch (dissipativ) als Scherenergie eingeleitet.

  • Präzise Temperaturführung
    Die BUSS Compoundier-Technologie und der  BUSS Ko-Kneter erlaubt eine präzise Temperaturführung aufgund 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.

  • Intensives distributives Mischen
    Der BUSS Ko-Kneter gewährleistet ein intensives verteilendes Mischen, da die Überlagerung von Rotation und Axialbewegung der Misch- und Knetschnecke Dehnströmungen bewirkt sowie eine grosse Anzahl an Scheroberflächen und dabei ein kanalübergreifendes Mischen erzeugt.

  • Flexible Konfiguration des Verfahrensteils
    Schneckenelemente, Auskleidungsschalen und Knetbolzen sind leicht auszutauschende Komponenten der BUSS Gumbase-Compoundier-Technologie, die durch Öffnen des aufklappbaren Verfahrensteils des BUSS Ko-Kneters einfach zugänglich sind. All diese Elemente können ohne Ausbau von Gehäuse oder der Schneckenwelle ausgetauscht werden.

  • Flüssigkeitseinspritzung an jeder Bolzenposition
    Einspritzbolzen, die im Buss Ko-Kneter an jeder Position entlang des Verfahrensteils montiert werden können, ermöglichen das Einspritzen von Flüssigkomponenten direkt in das geschmolzene Polymer an der für das Verfahren optimalen Stelle. Der Mischvorgang beginnt unmittelbar, ohne Verschmierung an der Gehäusewand, und ermöglicht eine Einmischung auf kürzester Verfahrenslänge.

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Downloads

  • COMPEO
  • Buss Kneader Technology for the Food Industry
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